水质处理混凝学习教案

1、会计学1水质水质(shu zh)处理混凝处理混凝第一页，共23页。 第2页/共23页第二页，共23页。 在给水处理中，向原水投加混凝剂，以破坏水中胶体颗粒的稳定状态，在一定水力(shul)条件下，通过胶粒间以及和其它微粒间的相互碰撞和聚集，从而形成易于从水中分离的如絮体物质的过程，称为混凝。何为何为(h wi)混凝混凝第3页/共23页第三页，共23页。混凝可去除的颗粒大小是胶体及部分细小的悬浮物。 范围在：1nm0.1m（有时认为在1m） 混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚(nngj)生长成大矾花。 水处理中主要杂质：粘土（50nm-4 m） 细菌（0.2m-80m） 病毒（10nm-3

2、00nm） 蛋白质（1nm-50nm）、腐殖酸混凝过程涉及到三个方面的问题：水中胶体的性质 混凝剂在水中的水解与形态 胶体与混凝剂的相互作用第4页/共23页第四页，共23页。胶体胶体(jio t)的性质的性质附层与扩散层产生的相对位移；胶体微粒可能带负电也可能带正电，产生排斥力，不能聚合的原因。天然水体中胶体多带负电。第5页/共23页第五页，共23页。胶体胶体(jio t)的结构的结构胶体的双电层理论： 在粒子的中心是胶核，它由数百乃至数千个分散相固体物质分子组成。胶核表面吸附了某种离子而带有电荷(dinh)。由于静电吸引力的作用，势必吸引溶液中的异号离子（反离子）到微粒周围反离子层。 电位离

3、子层与反离子层组成了胶体粒子的双电层结构 胶核与溶液主体间由于表面电荷(dinh)的存在所产生的电位称为电位，而胶粒与溶液主体间由于胶粒剩余电荷(dinh)的存在所产生的电位称为电位。第6页/共23页第六页，共23页。胶团的结构(jigu)：按按照以上的描述胶体粒子的结构(jigu)式可写为：胶核 电位形成离子，束缚反离子 自由反离子 吸附层扩散层胶粒胶团第7页/共23页第七页，共23页。混凝的步骤混凝的步骤(bzhu)第8页/共23页第八页，共23页。混凝的基本原理混凝的基本原理第9页/共23页第九页，共23页。一、电中和机理一、电中和机理 胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带胶粒

4、表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部分有强烈异号电荷的部分有强烈(qin li)的吸附作用，异号胶的吸附作用，异号胶粒间相互吸引达到电中和而凝聚；粒间相互吸引达到电中和而凝聚； 大胶粒吸附许多小胶粒或异号离子，大胶粒吸附许多小胶粒或异号离子，电位降低，吸电位降低，吸引力使同号胶粒相互靠近发生凝聚。引力使同号胶粒相互靠近发生凝聚。 在水处理中，一般均投加高价电解质或聚合离子在水处理中，一般均投加高价电解质或聚合离子。 再稳现象：过多投加混凝剂，胶核的强烈再稳现象：过多投加混凝剂，胶核的强烈(qin li)吸附作用，使胶体重新带电（电荷异号），而出现的再吸附作用，使胶体重新带电（

5、电荷异号），而出现的再稳现象。稳现象。 第10页/共23页第十页，共23页。 二、吸附架桥作用 以硫酸铝为例，其水解后，产生了很多不溶于水的带正电荷的氢氧化铝胶体，成链条形，在水中形成松散的网状物，表面积很大，吸附力强。不但能吸附粘土颗粒(kl)，还能吸附有机物，细菌甚至溶解性杂质等，这样的链条形结构把水中的杂质像架桥一样地连接起来形成整体，成为矾花。第11页/共23页第十一页，共23页。 三、沉淀物的卷扫作用机理 混凝剂与水反应水解，聚合(jh)成长链高聚物，通过吸附架桥作用与胶粒形成粗大絮凝体（矾花），在沉淀过程中能吸附卷带水中的胶体、中性微粒，进行沉淀分离。 粗大絮凝体越多，卷扫作用越强

6、，高分子凝聚剂（如聚丙烯胺）的卷扫作用就特别强第12页/共23页第十二页，共23页。混凝剂与助凝剂混凝剂与助凝剂n要求：混凝效果好，对人体健康无害，价廉易得，使用方便第13页/共23页第十三页，共23页。第14页/共23页第十四页，共23页。第15页/共23页第十五页，共23页。常常 用用 的的 无无 机机 混混 凝凝 剂剂 混凝剂名称 分子式及分子量 主要成分含量 形状 适用 pH 范围 硫酸铝 Al2(SO4)18H2O 分子量 666 Al2O3 15% 白色块、粒、粉状 67.8 使用最多 明矾 Al2(SO4)3K2SO424H2O 分子量 949 Al2O310% 结晶块状 68

7、铝酸钠 Na2Al2O4 Al2O355% Na2O35% 结晶 聚合铝 （PAC） Al2(OH)nCl6-nm Al2O315% 液体 78 硫酸亚铁 （绿矾） FeSO47H2O 分子质量 278 FeSO455% Fe20% 半透明绿色结晶体 511 硫酸铁 Fe2(SO4)39H2O 分子质量 562 Fe2(SO4)370% 粉末状 511 氯化铁 FeCl36H2O 分子质量 270 FeCl360% 黑褐色结晶体 8.511 铵矾 Al2(SO4)3(NH4)2SO424H2O 分子质量 906.6 Al2O311% 块状 粉末状 10 聚合铁 （PFS） Fe2(OH)n(S

8、O4)3-n/2m N2,m=f(n) Fe2(SO4)3 液体 固体 粉末 78 第16页/共23页第十六页，共23页。影响影响(yngxing)混凝的因素混凝的因素一定量的碱度来中和水解产生一定量的碱度来中和水解产生的酸度。的酸度。第17页/共23页第十七页，共23页。影响影响(yngxing)混凝的因素混凝的因素第18页/共23页第十八页，共23页。影响影响(yngxing)混凝的因素混凝的因素反应阶段，一般反应池采用的反应阶段，一般反应池采用的流速，从进口流速，从进口0.6m/s0.6m/s逐渐减逐渐减少到出口的少到出口的0.2m/s0.2m/s。为确定最佳的工艺条件，为确定最佳的工艺

9、条件，需要进行混凝模拟实验。需要进行混凝模拟实验。( (烧烧杯实验杯实验) )第19页/共23页第十九页，共23页。影响影响(yngxing)混凝的因素混凝的因素磷酸离子、亚硫酸离子、磷酸离子、亚硫酸离子、高级有机酸离子影响高分子絮高级有机酸离子影响高分子絮凝作用。凝作用。氯、螯合物、水溶性高分氯、螯合物、水溶性高分子物质和表面活性物质不利于子物质和表面活性物质不利于混凝。混凝。第20页/共23页第二十页，共23页。混凝试验混凝试验(shyn)第21页/共23页第二十一页，共23页。具体步骤 1.根据试验的需要设置烧杯的个数，各量取1000mL水样装入烧杯中，并将烧杯定位，然后将搅拌桨片插入水样中，浆片轴要偏离烧杯中心(zhngxn)，浆片一侧外框的烧杯壁之间至少要留有6.4mm的间隙。记录试验开始的温度。 2.把混（助）凝剂或其他水处理剂按试验的目的设定出投加顺序及加药量，而后将药剂分别装入药剂架的试管中，悬浮药液应均匀投加。 3.接通电源，设定混合，絮凝的时间，开动搅拌器控制转速在120r/min下快速搅拌，转动药剂架支杆，使各试管中药剂同时向各烧杯中投加，搅拌1分钟。 4.降低转速至50r/min左右，慢速搅拌7-9分钟，（保证混合、絮凝总时间为10分钟）其转速以能保持水样内颗粒均匀悬浮转动为度，记录初始可