水污染控制工程_第13章 混凝.pptVIP

第13章 混凝 13.1 混凝机理 13.2 混凝剂和助凝剂 13.3 混凝动力学 13.4 影响混凝剂效果的主要因素 13.5 混凝剂的配置和投加 13.6 混合与混凝设备 13.1 混凝机理（1） 13.1.1 水中胶体的稳定性 1）胶体稳定性——指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。具备这一特性的水体成为“稳定体系”。 这里的胶体粒子包括：1nm~1μm的胶体+ 1μm 左右的悬浮物； “长期”是相对于水在水处理构筑物内的停留时间而言的，一般给水工程1~2h。 问题：为什么在研究混凝理论时不谈“悬浮物及其稳定性”？ 13.1 混凝机理（2） 2）胶体稳定性分类——动力学稳定性 + 聚集稳定性 动力学稳定性——指布郎运动对抗重力影响的能力， 粒子越小布郎运动越强，相对于 其质量的重力影响越小。 聚 集稳定性——指胶体之间不能相互聚集的特性， 其原因在于胶体粒子表面同性电荷 斥力与水化膜的阻碍作用，阻止小 颗粒胶体不能相互聚集形成大颗粒， 为动力学稳定性的存在打下基础。 由此可见，一旦破坏了聚集稳定性，也就逐步消除了动力学稳定性，水中胶体聚集脱稳，发生沉淀。这就是混凝课题的关键。 13.1 混凝机理（3） 3）胶体双电层结构模型 胶体颗粒由胶核、滑动面组成，胶核表面带负电荷，负电荷层吸引了溶解于水中的正离子，这层正离子层分隔胶核与水溶液，构成滑动面。DLVO理论，E=EA-ER0时,颗粒凝聚。 13.1 混凝机理（4） 13.1 混凝机理（5） 13.1.3 混凝机理 DLVO理论仅能解释带电荷胶体混凝机理，而不能解释水化膜等其它类型胶体的混凝沉淀问题。比较一致的看法认为水中的混凝作用主要有三部分构成： 电性中和；吸附架桥和卷扫（或网捕）。 电性中和——在水中投加电解质以降低胶粒的ζ电位，既排斥能量。 吸附架桥——高分子连接两个以上胶粒，形成大颗粒，高分子的作用就是架起胶粒之间的桥梁。 卷扫（网捕）——由絮凝剂形成的大量氢氧化物沉淀时，可以卷扫、网捕水中胶粒，共同沉淀。 13.2 混凝剂和助凝剂 本节学生自己阅读理解 习题：列表归纳各种絮凝剂的特点，表中栏目如下：名称、代号、化学式、物态、颜色、价格比较、适用条件。 13.3 混凝动力学 13.3.1 异向絮凝 异向絮凝——由布郎运动所造成的颗粒碰撞聚集。 动力学结论——颗粒粒径1μm存在异向絮凝，与温度和颗粒数量浓度的平方成正比。数学关系如下： Np=8KTn2/3νρ （15-5） 13.3.2 同向絮凝 同向絮凝——由紊流水流中与颗粒同尺度的涡流推动的颗粒间的碰撞，有利于颗粒间的聚集。数学关系如下： 13.3 混凝动力学 13.3.3 混凝控制指标 混凝——自药剂与被处理水均匀混合起至大颗粒絮凝体形成为止的工艺过程。 絮凝——脱稳胶体相互聚集过程。 速度梯度——G=（ε/ν)1/2 混凝控制指标——G 或 G T.G=20~70s-1； G T=1×104~1×105 选择控制指标的意义——混凝工艺过程反应器设计、 运行工艺参数控制。 13.4 影响混凝效果的主要因素（1） 13.4.1 水温（难干预因素） 1）无机混凝剂水解是吸热反应，低温不利（5℃）； 2）水温低，水的黏度大，布郎运动弱，不利于碰撞； 3）水温低，水化作用强； 4）水温低，Ph值高。 13.4.2 水的PH值和碱度(可干预因素） 1）因不同混凝剂的水解反应而异； 2）碱度影响混凝剂的水解反应； HCO3-1 + H+ CO2 + H2O 13.4 影响混凝效果的主要因素（2） 13.4.3 水中悬浮物浓度（可干预因素） 1）过高，需加大混凝剂的投加量， 投加聚铝和高分子助凝剂；预处理。 2）过低，碰撞速率减小， 投加铝盐或铁盐和高分子助凝剂； 投加矿物颗粒（黏土）； 直接过滤。 13.5 混凝剂的配置和投加(1) 13.5.1 混凝剂溶液和溶液配置 湿法投