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废水混凝 处理对象：胶体态及难沉物 第一节 混凝机理 （憎水性）胶体的双电层结构及其稳定性 1．颗粒表面电荷的产生 水中胶体表面都带有电荷，在一般水质中，粘土、细菌、病毒等都是带负电的胶体。而氢氧化铝或氢氧化铁等微晶体都是带正电的胶体，其表面电荷的产生有如下四个机理： 2．胶体的双电层结构 3、胶体的稳定性 动力学稳定性 凝集稳定性 （1）压缩双电层机理(modification of the electrical double layer) 双电层的厚度与溶液中的反离子的浓度有关。当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高时，则扩散层的厚度将减小。 该过程的实质是加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。 由于扩散层厚度的减小，胶粒得以迅速凝聚。 （2）吸附电中和机理(electrical neutralization) 胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低了?电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。 （3）吸附架桥（桥连）机理(polymer bridging of colloids) 吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的过程。 本机理能解释当废水浊度很低时有些混凝剂效果不好的现象。因为废水中胶粒少，当聚合物伸展部分一端吸附一个胶粒后，另一端因粘连不着第二个胶粒，只能与原先的胶粒粘连，就不能起架桥作用，从而达不到混凝的效果。 （4）沉淀物网捕机理(entrapment in the floc structure) 沉淀金属氢氧化物(如Al(OH)3、Fe(OH)3)或带金属的碳酸盐(如CaCO3)时，水中的胶粒和细微悬浮物可被这些沉淀物在形成时作为晶核或吸附质所网捕。 以上介绍的混凝的四种机理，在水处理中往往可能是同时或交叉发挥作用的，只是在一定情况下以某种机理为主而已。 第三节 混凝效果的影响因素 1.原水性质的影响 （1）水温 水温一般以20～30℃为宜，水温过低，混凝剂水解缓慢，生成的絮体细碎松散，不易沉降。 (2) pH值和碱度 每种混凝剂都有其适宜的pH值，这是因为pH值的高低不但直接影响着污染物存在的形态和表面性质，而且影响着混凝剂的水解平衡及产物的存在形态和存在时间。高分子絮凝剂除离解时产生H+和OH-者外，一般受pH值的影响很小。 （3）共存杂质 2.混凝剂的影响 混凝剂的种类种类的选择主要取决于胶体和细微悬浮物的种类、性质和浓度。 混凝剂用量? 混凝剂投加方式 3.水动力学的影响 搅拌强度和搅拌时间? 混凝澄清的工艺过程可分为混合、反应 和絮体分离三个阶段。混合和反应阶段都需要搅拌，此时，水中微粒通过速度梯度实现碰撞。 1. 投药方法及设备 投药方法有干(dry)投法和湿(wetted)投法。 干投法是把经过破碎易于溶解的药剂直接投入废水中。 干投法占地面积小，但对药剂的粒度要求较严，投加量较难控制，对机械设备的要求较高，同时劳动条件也较差。目前应用的较少。 湿投法是将混凝剂和助凝剂配成一定浓度的溶液，然后按处理水量大小定量添加。混凝剂的湿法投加包括药剂的配制、药剂的计量和药剂的投加三个过程。 混凝剂的配制 混凝剂的投加 2.混合 一般有两种混合型式： 一种是借水泵的吸水管或压水管混合。 另一种是在混合槽内进行混合。 混合槽混合常用的有机械混合槽，分流隔板式混合槽，多孔隔板式混合槽。 混合设备 混合设备 3.反应(reaction) 水与药剂混合后进入反应池进行反应。 反应池内水流特点是流速由大到小。在较大的反应流速时，使水中的胶体颗粒发生碰撞吸附，在较小的反应流速时，使碰撞吸附后的颗粒结成更大的矾花。 反应池的型式有机械搅拌、隔板反应池，涡流式反应池等。 混凝设备 图6-10 水平隔板絮凝池的不同形式 a)往复式隔板絮凝池 b)回转式隔板絮凝池 混凝设备 混凝设备 混凝设备 混凝设备 水处理中，常规的混凝处理工艺过程为 （混合、反应、分离）： ① 混凝+沉淀 ② 混凝+沉淀+过滤 4. 澄清池 澄清池(clarifier)是用于混凝处理的另一种设备。在澄清池内，可以同时完成混合、反应、沉降分离等过程。 其优点是占地面积小，处理效果好，生产效率高，节省药剂用量. 缺点是对进水水质要求严格，设备结构复杂。 从基本原理上澄清池可分为两大类： 一类是悬浮泥渣型，有悬浮澄清池，脉冲澄清池； 另一类是泥渣循环型，有机械加速澄清池和水力循环加速澄池清