影响混凝过程的主要因素

1、影响混凝过程的主要因素汇 报 人： 赵 印指导老师 ： 程建华主要内容u混凝定义u混凝机理u混凝主要影响因素u常用混凝剂及其特点一、混凝定义u混凝就是在废水中投加化学药剂来破坏胶体和悬浮颗粒在水中形成的稳定分散体系，使其聚集为具有明显沉降性能的絮凝体，然后在重力的作用下予以去除分离。包括凝聚和絮凝两个步骤，统称为混凝。u凝聚是指使胶体脱稳并聚集为微絮颗粒的过程。u絮凝则是指微絮颗粒通过吸附。卷带和桥连而成长为更大的絮体的过程。粘土 =-15-40mV细菌 =-30-70mV动电位 异号电荷电位形成离子吸附层扩散层胶体双电层结构二、混凝机理u压缩双电子层u电性中和异号胶粒范德华力、氢键及共价键力

2、吸附作用中和了部分或者全部电荷，减少了静电斥力，因而容易和其他颗粒接近而相互吸附。+吸附异号离子高分子高分子u吸附桥连使小胶体变大 （絮凝）高分子投加量少，不足以形成吸附架桥。高分子投加过多，会出现“胶体保护” 再稳现象。“胶体保护” 再稳现象u网捕卷扫当用铁盐 、铝盐等高价金属盐类做混凝剂，而且投加量和介质条件足以使它们迅速生成氢氧化物时，沉淀就能把胶粒或者细微颗粒悬浮物作为晶核或者吸附质将其一起去除。三、混凝主要影响因素u水温的影响水温对混凝效果有较大的影响，水温过高或过低都对混凝不利，最适宜的混凝水温为2030之间。水温低时，絮凝体形成缓慢，絮凝颗粒细小，混凝效果较差。原因：因为为无机盐

3、混凝剂水解反应是吸热反应，水温低时，混凝剂水解缓慢，影响胶体颗粒脱稳。水温低时，水的黏度变大，胶体颗粒运动的阻力增大，影响胶体颗粒间的有效碰撞和絮凝。水温低时，布朗运动减弱，不利于已脱稳胶体颗粒的异向絮凝。水温过高时，混凝效果也会变差，主要由于水温高时混凝剂水解反应速度过快，形成的絮凝体水合作用增强、松散不易沉降；在污水处理时，产生的污泥体积大，含水量高，不易处理。 u水的pH值的影响水的pH值对混凝效果的影响很大，主要从两方面来影响混凝效果。一方面是水的pH值直接与水中胶体颗粒的表面电荷和电位有关，不同的pH值下胶体颗粒的表面电荷和电位不同，所需要的混凝剂量也不同；另一方面，水的pH值对混凝

4、剂的水解反映有显著影响，不同混凝剂的最佳水解反映所需要的pH值范围不同，因此，水的pH值对混凝效果的影响也因混凝剂种类而异。我公司使用聚合氯化铝的最佳混凝除浊pH值范围在59之间。 u水的碱度的影响由于混凝剂加入原水中后，发生水解反应，反应过程中要消耗水的碱度，特别是无机盐类混凝剂，消耗的碱度更多。当原水中碱度很低时，投入混凝剂因消耗水中的碱度而使水的pH值降低，如果水的pH值超出混凝剂最佳混凝pH值范围，将使混凝效果受到显著影响。当原水碱度低或混凝剂投量较大时，通常需要加入一定量的碱性药剂如石灰等来提高混凝效果。 u水中浊质颗粒浓度的影响水中浊质颗粒浓度对混凝效果有明显影响，浊质颗粒浓度过低

5、时，颗粒间的碰撞几率大大减小，混凝效果变差。过高则需投高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺，将原水浊度降到一定程度以后再投加混凝剂进行常规处理。 u水中有机污染物的影响水中有机物对胶体有保护稳定作用，即水中溶解性的有机物分子吸附在胶体颗粒表面好像形成一层有机涂层一样，将胶体颗粒保护起来，阻碍胶体颗粒之间的碰撞，阻碍混凝剂与胶体颗粒之间的脱稳凝集作用，因此，在有机物存在条件下胶体颗粒比没有有机物时更难脱稳，混凝剂量需增大。可通过投高锰酸钾、臭氧、氯等为预氧化剂，但需考虑是否产生有毒作用的副产物。u混凝剂种类与投加量的影响由于不同种类的混凝剂其水解特性和使用的水质情况不完全相同，因此应根据原水水质情况优化选用

6、适当的混凝剂种类。对于无机盐类混凝剂，要求形成能有效压缩双电层或产生强烈电中和作用的形态；对于有机高分子絮凝剂，则要求有适量的官能团和聚合结构，较大的分子量。一般情况下，混凝效果随混凝剂投量增高而提高，但当混凝剂用量达到一定值后，混凝效果达到顶峰，再增加混凝剂用量会发生再稳定现象，混凝效果下降。理论上最佳投量是使混凝沉淀后的净水浊度最低，胶体滴定电荷与电位值都趋于0。但由于考虑成本问题，实际生产中最佳混凝剂投量通常兼顾净化后水质达到国家标准并使混凝剂投量最低。 u混凝剂投加方式的影响混凝剂投加方式有干投和湿投两种。由于固体混凝剂与液体混凝剂甚至不同浓度的液体混凝剂之间，其中能压缩双电层或具有电

7、中和能力的混凝剂水解形态不完全一样，因此投加到水中后产生的混凝效果也不一样。如果除投加混凝剂外还投加其他助凝剂，则各种药剂之间的投加先后顺序对混凝效果也有很大影响，必须通过模拟实验和实际生产实践确定适宜的投加方式和投加顺序。 u水力条件的影响投加混凝剂后，混凝过程可分为快速混合与絮凝反应两个阶段，但在实际水处理工艺中，两个阶段是连续不可分割的，在水力条件上也要求具有连续性。由于混凝剂投加到水中后，其水解形态可能快速发生变化，通常快速混合阶段要使投入的混凝剂迅速均匀地分散到原水中，这样混凝剂能均匀地在水中水解聚合并使胶体颗粒脱稳凝集，快速混合要求有快速而剧烈的水力或机械搅拌作用，而且短时间内完成

8、。进入絮凝反映阶段，此时要使已脱稳的胶体颗粒通过异向絮凝和同向絮凝的方式逐渐增大成具有良好沉降性能的絮凝体，因此，絮凝反映阶段搅拌强度和水流速度应随絮凝体的增大而逐渐降低，避免已聚集的絮凝体被打碎而影响混凝沉淀效果。四、常用混凝剂及其特点名称代号分子式主要性能三氯化铁FCFe36H2O混凝效果水温影响，最佳pH为68.4，易溶解，絮体大而密实，沉降快，但腐蚀性大，在酸性水中易生成HCl气体而污染空气聚合硫酸铁PFSFe（OH）n（SO4）3-n/2m用量小，絮体生成快且大而密实。腐蚀性比FeCl3小，所需碱性助凝剂量小于PAC以外的铁铝盐，适宜水温1015，pH为58.5聚丙烯酰胺PAM(C3H5NO)nPAM能有效地降低流体的摩擦阻力，水中加入微量PAM就能降阻5080%，PAM在中性和酸条件下均有增稠作用，当PH值在10以上PAM易水解。呈半网状结构时，增稠将更明显聚合氯化铝PACAl2(OH)nCl6-nm对水