最新废水的物理化学处理-2混凝、气浮、吸附PPT课件.ppt

废水的物理化学处理废水的物理化学处理-2-2混凝、混凝、气浮、吸附气浮、吸附水污染控制工程水污染控制工程主要学习内容主要学习内容 污水处理技术的基本术语、理论及理念；污水处理技术的基本术语、理论及理念；污水处理技术的基本计算方法；污水处理技术的基本计算方法；污水处理主要构筑物的构造及工作原理；污水处理主要构筑物的构造及工作原理；污水处理技术的应用范围和运行特点。污水处理技术的应用范围和运行特点。胶体颗粒的双电层结构示意图胶体颗粒的双电层结构示意图胶体颗粒的双电层结构示意图胶体颗粒的双电层结构示意图滑动面上的电位：称为滑动面上的电位：称为滑动面上的电位：称为滑动面上的电位：称为 电位电位电位电位，决定了憎水胶体的聚集稳定决定了憎水胶体的聚集稳定决定了憎水胶体的聚集稳定决定了憎水胶体的聚集稳定性。也决定亲水胶体的水化性。也决定亲水胶体的水化性。也决定亲水胶体的水化性。也决定亲水胶体的水化膜的阻碍，当膜的阻碍，当膜的阻碍，当膜的阻碍，当 电位降低，水电位降低，水电位降低，水电位降低，水化膜减薄及至消失。化膜减薄及至消失。化膜减薄及至消失。化膜减薄及至消失。一、混凝机理一、混凝机理胶体颗粒之间的相互作用决定胶体颗粒之间的相互作用决定胶体颗粒之间的相互作用决定胶体颗粒之间的相互作用决定于排斥能与吸引能，分别由静于排斥能与吸引能，分别由静于排斥能与吸引能，分别由静于排斥能与吸引能，分别由静电斥力与范德华引力产生。电斥力与范德华引力产生。电斥力与范德华引力产生。电斥力与范德华引力产生。胶核表面有负电荷，可吸附水胶核表面有负电荷，可吸附水中的正离子，与之平衡。在靠中的正离子，与之平衡。在靠近胶核表面的一层内，因吸力近胶核表面的一层内，因吸力较大正电离子紧密地吸附在胶较大正电离子紧密地吸附在胶核表面上，故称为核表面上，故称为吸附层吸附层。厚。厚度较薄较固定，不随外界的条度较薄较固定，不随外界的条件（水温）变化而变化。件（水温）变化而变化。在吸附层之外，还有一层正电在吸附层之外，还有一层正电离子，在此范围内静电吸力因离子，在此范围内静电吸力因屏蔽作用而减弱，且受水分子屏蔽作用而减弱，且受水分子热运动的干扰，鼓层内的正电热运动的干扰，鼓层内的正电离子与胶核的结合力较为松弛，离子与胶核的结合力较为松弛，离子扩散游动在吸附层之外，离子扩散游动在吸附层之外，称为称为扩散层扩散层。一、混凝的机理一、混凝的机理 化学混凝的机理主要有三方面因素。化学混凝的机理主要有三方面因素。1 1电性中和作用机理电性中和作用机理 电性中和作用机理电性中和作用机理包括压缩双电层包括压缩双电层与吸附电中和作用机理与吸附电中和作用机理。一、混凝的机理一、混凝的机理1电性中和作用机理电性中和作用机理（1 1）压缩双电层）压缩双电层）压缩双电层）压缩双电层 加入电解质加入，形成与反离子同电荷离子，产生压缩双加入电解质加入，形成与反离子同电荷离子，产生压缩双加入电解质加入，形成与反离子同电荷离子，产生压缩双加入电解质加入，形成与反离子同电荷离子，产生压缩双电层作用，使电层作用，使电层作用，使电层作用，使 电位降低，从而胶体颗粒失去稳定性，产生凝聚电位降低，从而胶体颗粒失去稳定性，产生凝聚电位降低，从而胶体颗粒失去稳定性，产生凝聚电位降低，从而胶体颗粒失去稳定性，产生凝聚作用。作用。作用。作用。压缩双电层机理适用于叔采哈代法则，即：凝聚能力压缩双电层机理适用于叔采哈代法则，即：凝聚能力压缩双电层机理适用于叔采哈代法则，即：凝聚能力压缩双电层机理适用于叔采哈代法则，即：凝聚能力 离离离离子价数。子价数。子价数。子价数。该机理认为该机理认为该机理认为该机理认为 电位最多可降至电位最多可降至电位最多可降至电位最多可降至0 0。因而不能解释以下两种现。因而不能解释以下两种现。因而不能解释以下两种现。因而不能解释以下两种现象：象：象：象：混凝剂投加过多，混凝效果反而下降；混凝剂投加过多，混凝效果反而下降；混凝剂投加过多，混凝效果反而下降；混凝剂投加过多，混凝效果反而下降；与胶粒带同样与胶粒带同样与胶粒带同样与胶粒带同样电号的聚合物或高分子也有良好的混凝效果。电号的聚合物或高分子也有良好的混凝效果。电号的聚合物或高分子也有良好的混凝效果。电号的聚合物或高分子也有良好的混凝效果。一、混凝的机理一、混凝的机理1电性中和作用机理电性中和作用机理（2）吸附电性中和）吸附电性中和 这种现象在水处理中出现的较多。指胶核表面直这种现象在水处理中出现的较多。指胶核表面直这种现象在水处理中出现的较多。指胶核表面直这种现象在水处理中出现的较多。指胶核表面直接吸附带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶粒等，接吸附带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶粒等，接吸附带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶粒等，接吸附带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶粒等，来降低来降低来降低来降低 电位。电位。电位。电位。其特点是：当药剂投加量过多时，其特点是：当药剂投加量过多时，其特点是：当药剂投加量过多时，其特点是：当药剂投加量过多时，电电电电位可反号。位可反号。位可反号。位可反号。2 2吸附架桥作用吸附架桥作用 高分子混凝剂溶于水后，经水解和缩聚反高分子混凝剂溶于水后，经水解和缩聚反应形成高分子聚合物，具有线性结构。这类应形成高分子聚合物，具有线性结构。这类高分子物质可被胶体微粒强烈吸附。在相距高分子物质可被胶体微粒强烈吸附。在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥，使颗粒逐渐较远的两胶粒间进行吸附架桥，使颗粒逐渐结大，形成粗大絮凝体。结大，形成粗大絮凝体。2 2吸附架桥作用吸附架桥作用高分子絮凝剂投加后，通常可能出现以下两个现象：高分子絮凝剂投加后，通常可能出现以下两个现象：高分子絮凝剂投加后，通常可能出现以下两个现象：高分子絮凝剂投加后，通常可能出现以下两个现象：高分子投量过少，不足以形成吸附架桥；高分子投量过少，不足以形成吸附架桥；高分子投量过少，不足以形成吸附架桥；高分子投量过少，不足以形成吸附架桥；但投加过多，会出现但投加过多，会出现但投加过多，会出现但投加过多，会出现“胶体保护胶体保护胶体保护胶体保护”现象现象现象现象架桥模型示意图架桥模型示意图架桥模型示意图架桥模型示意图胶体保护示意图胶体保护示意图胶体保护示意图胶体保护示意图一、混凝的机理一、混凝的机理3 3网捕或卷扫作用网捕或卷扫作用 金属氢氧化物金属氢氧化物在形成过程中对产生胶粒网捕或卷在形成过程中对产生胶粒网捕或卷扫作用（扫作用（如三价铝盐或铁盐等的水解而生成沉淀物）如三价铝盐或铁盐等的水解而生成沉淀物）。这些沉淀物在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶这些沉淀物在自身沉降过程中，能集卷、网捕水中的胶体等微粒，使胶体凝结、共同沉淀。体等微粒，使胶体凝结、共同沉淀。一、混凝的机理一、混凝的机理 所需混凝剂量与原水杂质含量成反比，即当原所需混凝剂量与原水杂质含量成反比，即当原所需混凝剂量与原水杂质含量成反比，即当原所需混凝剂量与原水杂质含量成反比，即当原水胶体含量少时，所需混凝剂多，反之亦然。水胶体含量少时，所需混凝剂多，反之亦然。水胶体含量少时，所需混凝剂多，反之亦然。水胶体含量少时，所需混凝剂多，反之亦然。硫酸铝混凝剂在混凝过程中的作用机理硫酸铝混凝剂在混凝过程中的作用机理 Al2(SO4)32Al3+3SO42-Al3+6H2OAl(H2O)63+Al(H2O)63+H2OAlOH(H2O)52+H3O+AlOH(H2O)52+H2O=Al(OH)2(H2O)4+H3O+Al(OH)2(H2O)4+H2O=Al(OH)3(H2O)3+H3O+硫酸铝混凝剂中硫酸铝混凝剂中发挥混凝作用的是其水解后各发挥混凝作用的是其水解后各种形态的聚合物种形态的聚合物。这些水解聚合物起到了压缩双电。这些水解聚合物起到了压缩双电层的脱稳、吸附架桥及网捕作用。层的脱稳、吸附架桥及网捕作用。二、混凝剂和助凝剂二、混凝剂和助凝剂1 1混凝剂混凝剂 混凝剂应符合如下要求：混凝剂应符合如下要求：混凝效果好、对人体健康无害、价廉易得、使混凝效果好、对人体健康无害、价廉易得、使用方便。用方便。混凝剂种类较多，种类有不少于混凝剂种类较多，种类有不少于200200300300种，种，分为无机与有机两大系列，分为无机与有机两大系列，目前应用最广的是铝盐目前应用最广的是铝盐和铁盐和铁盐。常常用用的的混混凝凝剂剂无无无无机机机机铝系铝系铝系铝系 硫酸铝硫酸铝硫酸铝硫酸铝明矾明矾明矾明矾聚合氯化铝（聚合氯化铝（聚合氯化铝（聚合氯化铝（PACPAC）聚合硫酸铝（聚合硫酸铝（聚合硫酸铝（聚合硫酸铝（PASPAS）适宜适宜适宜适宜pHpH：5.58 5.58 铁系铁系铁系铁系 三氯化铁三氯化铁三氯化铁三氯化铁硫酸亚铁硫酸亚铁硫酸亚铁硫酸亚铁硫酸铁（国内生产少）硫酸铁（国内生产少）硫酸铁（国内生产少）硫酸铁（国内生产少）聚合硫酸铁聚合硫酸铁聚合硫酸铁聚合硫酸铁聚合氯化铁聚合氯化铁聚合氯化铁聚合氯化铁 适宜适宜适宜适宜pHpH：511511，但腐蚀性强但腐蚀性强但腐蚀性强但腐蚀性强 有有有有机机机机 人工人工人工人工合成合成合成合成 阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物 国外开始增多，国国外开始增多，国国外开始增多，国国外开始增多，国内尚少内尚少内尚少内尚少 阴离子型：水解聚丙烯酰胺（阴离子型：水解聚丙烯酰胺（阴离子型：水解聚丙烯酰胺（阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAMHPAM）非离子型：非离子型：非离子型：非离子型：聚丙烯酰胺（聚丙烯酰胺（聚丙烯酰胺（聚丙烯酰胺（PAMPAM），聚氧，聚氧，聚氧，聚氧化乙烯（化乙烯（化乙烯（化乙烯（PEOPEO）两性型：两性型：两性型：两性型：使用极少使用极少使用极少使用极少 天然天然天然天然 淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等 微生物絮凝剂微生物絮凝剂微生物絮凝剂微生物絮凝剂 助凝剂助凝剂当单独用混凝剂不能取得良好效果时，可投加某些辅助药剂当单独用混凝剂不能取得良好效果时，可投加某些辅助药剂以改善混凝功能、提高混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。以改善混凝功能、提高混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。助凝剂：助凝剂：助凝剂：助凝剂：凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可称凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可称凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可称凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可称 为助凝剂。为助凝剂。为助凝剂。为助凝剂。助凝剂可以参加混凝，也可不参加混凝。助凝剂可以参加混凝，也可不参加混凝。助凝剂可以参加混凝，也可不参加混凝。助凝剂可以参加混凝，也可不参加混凝。广义上可分为以下几类：广义上可分为以下几类：广义上可分为以下几类：广义上可分为以下几类：酸碱类：酸碱类：酸碱类：酸碱类：调整水的调整水的调整水的调整水的pHpH，如石灰、硫酸等；，如石灰、硫酸等；，如石灰、硫酸等；，如石灰、硫酸等；加大矾花的粒度和结实性：加大矾花的粒度和结实性：加大矾花的粒度和结实性：加大矾花的粒度和结实性：如活化硅酸（如活化硅酸（如活化硅酸（如活化硅酸（SiOSiO2 2 nH nH2 2OO）、骨）、骨）、骨）、骨胶、高分子絮凝剂；胶、高分子絮凝剂；胶、高分子絮凝剂；胶、高分子絮凝剂；氧化剂类：氧化剂类：氧化剂类：氧化剂类：破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投加破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投加破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投加破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投加ClCl2 2、OO3 3等。等。等。等。三、混凝工艺与设备三、混凝工艺与设备（一）混凝工艺（一）混凝工艺 混凝工艺包括混凝剂的配制与投加、混合、混凝工艺包括混凝剂的配制与投加、混合、反应和分离几个步骤。反应和分离几个步骤。1.1.配制与投加：一般采用液体投加的方式。配制与投加：一般采用液体投加的方式。2.2.混合阶段：需要剧烈短促的搅拌混合阶段：需要剧烈短促的搅拌(1-3min)(1-3min)。3.3.反应阶段：需要较长的时间，只能缓慢反应阶段：需要较长的时间，只能缓慢 地搅拌。地搅拌。(20-30min)(20-30min)4.4.沉降分离阶段沉降分离阶段:1、混凝剂配制与投加、混凝剂配制与投加 混凝剂投加可分为固体投加和液体投加两混凝剂投加可分为固体投加和液体投加两种形式，种形式，目前国内主要采用液体投加形式。目前国内主要采用液体投加形式。（1）混凝剂的溶解和配制）混凝剂的溶解和配制 混凝剂是在溶解池中进行溶解。混凝剂是在溶解池中进行溶解。常见的搅常见的搅拌方法有机械搅拌，压缩空气搅拌和水泵搅拌拌方法有机械搅拌，压缩空气搅拌和水泵搅拌。（1 1）混凝剂的溶解和溶液配制）混凝剂的溶解和溶液配制）混凝剂的溶解和溶液配制）混凝剂的溶解和溶液配制溶解池容积溶解池容积溶解池容积溶解池容积WW1 1：WW1 1=（0.20.30.20.3）WW2 2式中式中式中式中WW2 2为溶液池容积。为溶液池容积。为溶液池容积。为溶液池容积。式中：式中：式中：式中：WW2 2溶液池容积，溶液池容积，溶液池容积，溶液池容积，mm3 3QQ处理的水量处理的水量处理的水量处理的水量 mm3 3/h/ha a混凝剂最大投加量，混凝剂最大投加量，混凝剂最大投加量，混凝剂最大投加量，mg/Lmg/Lc c溶液浓度，溶液浓度，溶液浓度，溶液浓度，（无机混凝剂（无机混凝剂（无机混凝剂（无机混凝剂10-20%10-20%、有机高分子混凝剂、有机高分子混凝剂、有机高分子混凝剂、有机高分子混凝剂0.5-1.0%0.5-1.0%）n n每日调制次数，一般不超过每日调制次数，一般不超过每日调制次数，一般不超过每日调制次数，一般不超过3 3次次次次1、混凝剂配制与投加、混凝剂配制与投加 1 1、混凝剂配制与投加、混凝剂配制与投加、混凝剂配制与投加、混凝剂配制与投加 混凝剂配制与投加设备包括药箱、计量设备、药液提升设备、混凝剂配制与投加设备包括药箱、计量设备、药液提升设备、混凝剂配制与投加设备包括药箱、计量设备、药液提升设备、混凝剂配制与投加设备包括药箱、计量设备、药液提升设备、以及注入设备等。以及注入设备等。以及注入设备等。以及注入设备等。（2 2）.计量设备计量设备计量设备计量设备 计量设备有：转子流量计；电磁流量计；计量泵等。计量设备有：转子流量计；电磁流量计；计量泵等。计量设备有：转子流量计；电磁流量计；计量泵等。计量设备有：转子流量计；电磁流量计；计量泵等。（3 3）.投加方式投加方式投加方式投加方式 A A、泵前投加泵前投加泵前投加泵前投加 ：安全可靠，一般适用取水泵房距水厂较近者，安全可靠，一般适用取水泵房距水厂较近者，安全可靠，一般适用取水泵房距水厂较近者，安全可靠，一般适用取水泵房距水厂较近者，水封箱是为防止空气进入。水封箱是为防止空气进入。水封箱是为防止空气进入。水封箱是为防止空气进入。B B、高位溶液池重力投加：、高位溶液池重力投加：、高位溶液池重力投加：、高位溶液池重力投加：适用取水泵房距水厂较远者，安全可适用取水泵房距水厂较远者，安全可适用取水泵房距水厂较远者，安全可适用取水泵房距水厂较远者，安全可靠，但溶液池位置较高。靠，但溶液池位置较高。靠，但溶液池位置较高。靠，但溶液池位置较高。C C、水射器投加：、水射器投加：、水射器投加：、水射器投加：设备简单，使用方便，溶液池高度不会受太大设备简单，使用方便，溶液池高度不会受太大设备简单，使用方便，溶液池高度不会受太大设备简单，使用方便，溶液池高度不会受太大限制，但效率低，易磨损。限制，但效率低，易磨损。限制，但效率低，易磨损。限制，但效率低，易磨损。D D、泵投加：、泵投加：、泵投加：、泵投加：不必另设计量设备，适合混凝剂自动控制系统，有不必另设计量设备，适合混凝剂自动控制系统，有不必另设计量设备，适合混凝剂自动控制系统，有不必另设计量设备，适合混凝剂自动控制系统，有利于药剂与水混合利于药剂与水混合利于药剂与水混合利于药剂与水混合。2 2混合设备混合设备 如果采用泵前重力投加形式，由于水泵的混合效如果采用泵前重力投加形式，由于水泵的混合效果较好，因此不需另建混合设备。果较好，因此不需另建混合设备。其他的投加药剂方式，则需设混合设备。其他的投加药剂方式，则需设混合设备。常见的有隔板混合及机械混合两种形式。常见的有隔板混合及机械混合两种形式。3 3反应设备反应设备 分为隔板反应池和机械搅拌反应池。分为隔板反应池和机械搅拌反应池。1 1）隔板反应池）隔板反应池 常见的隔板反应池类型是往复式隔板反应池和回常见的隔板反应池类型是往复式隔板反应池和回转式隔板反应池。转式隔板反应池。隔板反应池的主要设计参数：隔板反应池的主要设计参数：反应池隔板间的流速：起端部分反应池隔板间的流速：起端部分 0.5-0.6m/s0.5-0.6m/s，末端部分末端部分0.15-0.2m/s0.15-0.2m/s；反应时间为反应时间为20-30min20-30min；隔板间距应大于隔板间距应大于0.5-0.7m0.5-0.7m；转变处过水断面积为隔板间过水断面的转变处过水断面积为隔板间过水断面的1.2-1.51.2-1.5倍。倍。池底应有池底应有0.02-0.030.02-0.03坡度并设排泥管。坡度并设排泥管。优点：优点：结构简单，管理方便，混凝效果好。结构简单，管理方便，混凝效果好。缺点：缺点：反应时间较长，池体容积较大，主要适用反应时间较长，池体容积较大，主要适用 于处理水流量大的污水处理厂。于处理水流量大的污水处理厂。2 2）机械搅拌反应池）机械搅拌反应池 机械搅拌反应池是利用搅拌桨板的转动引机械搅拌反应池是利用搅拌桨板的转动引起水中的颗粒相互碰撞而进行混凝。起水中的颗粒相互碰撞而进行混凝。主要设计参数：主要设计参数：每台搅拌设备上桨板的总面积为水流截面每台搅拌设备上桨板的总面积为水流截面 积的积的10-20%10-20%，一般不超过，一般不超过25%25%。桨板长度不大于叶轮直径的桨板长度不大于叶轮直径的75%75%，宽度为，宽度为 10-30cm10-30cm。叶轮半径中心点的旋转线速度在第一格用叶轮半径中心点的旋转线速度在第一格用 0.5-0.6m/s0.5-0.6m/s，以后逐渐减少，最后一格采，以后逐渐减少，最后一格采 用用0.1-0.2m/s0.1-0.2m/s，反应时间为，反应时间为15-20min15-20min。3).3).穿孔旋流絮凝池穿孔旋流絮凝池穿孔旋流絮凝池穿孔旋流絮凝池 由若干方格组成。分格数一般不少于由若干方格组成。分格数一般不少于由若干方格组成。分格数一般不少于由若干方格组成。分格数一般不少于6 6格。流速逐渐减格。流速逐渐减格。流速逐渐减格。流速逐渐减小，孔口流速宜取小，孔口流速宜取小，孔口流速宜取小，孔口流速宜取0.60.61.0m/s1.0m/s，末端流速宜取，末端流速宜取，末端流速宜取，末端流速宜取0.20.20.3m/s0.3m/s。絮凝时间絮凝时间絮凝时间絮凝时间151525min25min。穿孔旋流絮凝池的优点是构造简单，施工方便，造价穿孔旋流絮凝池的优点是构造简单，施工方便，造价穿孔旋流絮凝池的优点是构造简单，施工方便，造价穿孔旋流絮凝池的优点是构造简单，施工方便，造价低，可用于中、小型水厂或与其他形式的絮凝池组合应用。低，可用于中、小型水厂或与其他形式的絮凝池组合应用。低，可用于中、小型水厂或与其他形式的絮凝池组合应用。低，可用于中、小型水厂或与其他形式的絮凝池组合应用。（二）影响混凝的主要因素（二）影响混凝的主要因素值值混凝剂都有最佳的值，一般通过试验得到最混凝剂都有最佳的值，一般通过试验得到最佳值。佳值。水温水温水温高时提高混凝效果；水温低于水温高时提高混凝效果；水温低于时，水解时，水解速度减慢，胶体颗粒水化作用增强。温度过高也有速度减慢，胶体颗粒水化作用增强。温度过高也有一些不利影响，如高分子混凝剂的老化。一些不利影响，如高分子混凝剂的老化。混凝剂的种类和投加量混凝剂的种类和投加量最佳投加量：对于某种废水，在取得同样效果的最佳投加量：对于某种废水，在取得同样效果的情况下的最小投药量，一般需经试验确定。情况下的最小投药量，一般需经试验确定。（二）影响混凝的主要因素（续）（二）影响混凝的主要因素（续）4 4水中杂质成分、性质和浓度水中杂质成分、性质和浓度水中杂质成分、性质和浓度对混凝效果有明显的水中杂质成分、性质和浓度对混凝效果有明显的影响，例如天然水中含粘土类杂质，污水中的大量影响，例如天然水中含粘土类杂质，污水中的大量有机物等。有机物等。5 5水力条件水力条件对絮凝体的形成影响极大。在混合和反应这两个对絮凝体的形成影响极大。在混合和反应这两个阶段，水力条件的配合非常重要。阶段，水力条件的配合非常重要。工业废水处理中混凝的应用工业废水处理中混凝的应用 给水中，以地表水为水源时应用较多，给水中，以地表水为水源时应用较多，给水中，以地表水为水源时应用较多，给水中，以地表水为水源时应用较多，主要去除浊度和细菌主要去除浊度和细菌主要去除浊度和细菌主要去除浊度和细菌。经。经。经。经混凝沉淀后浊度一般小于混凝沉淀后浊度一般小于混凝沉淀后浊度一般小于混凝沉淀后浊度一般小于1010度。度。度。度。印印印印染染染染废废废废水水水水处处处处理理理理：适适适适用用用用于于于于含含含含颜颜颜颜料料料料、分分分分散散散散染染染染料料料料、水水水水溶溶溶溶性性性性分分分分子子子子量量量量较较较较大大大大的的的的等等等等染染染染料料料料废废废废水水水水处处处处理理理理。可可可可以以以以单单单单独独独独用用用用无无无无机机机机混混混混凝凝凝凝剂剂剂剂，也也也也可可可可和和和和有有有有机机机机高高高高分分分分子子子子絮絮絮絮凝剂联用。凝剂联用。凝剂联用。凝剂联用。例：某针织厂废水例：某针织厂废水例：某针织厂废水例：某针织厂废水TOCTOC为为为为505060mg/L60mg/L，pHpH值为值为值为值为7.57.5。采用采用采用采用PACPAC混凝剂，投加量为混凝剂，投加量为混凝剂，投加量为混凝剂，投加量为140mg/L140mg/L时，时，时，时，TOCTOC去除率为去除率为去除率为去除率为6868。例：云南省某针织厂染色废水，含直接染料、活性染料例：云南省某针织厂染色废水，含直接染料、活性染料例：云南省某针织厂染色废水，含直接染料、活性染料例：云南省某针织厂染色废水，含直接染料、活性染料 PAC 0.05-0.1%PAC 0.05-0.1%原水原水原水原水混凝混凝混凝混凝沉淀沉淀沉淀沉淀后后后后续处续处续处续处理理理理 含含含含油油油油废废废废水水水水处处处处理理理理：乳乳乳乳化化化化油油油油颗颗颗颗粒粒粒粒小小小小、表表表表面面面面带带带带电电电电荷荷荷荷，加加加加混混混混凝凝凝凝剂剂剂剂，压压压压缩缩缩缩双双双双电层。电层。电层。电层。通常采用混凝气浮工艺。通常采用混凝气浮工艺。通常采用混凝气浮工艺。通常采用混凝气浮工艺。例：兰州炼油厂废水加例：兰州炼油厂废水加例：兰州炼油厂废水加例：兰州炼油厂废水加PACPAC采用二级气浮采用二级气浮采用二级气浮采用二级气浮原水含油原水含油原水含油原水含油50-100mg/L50-100mg/L 投加投加投加投加PAC50mg/LPAC50mg/L一级气浮出水，油一级气浮出水，油一级气浮出水，油一级气浮出水，油202030mg/L30mg/L PAC30mg/L PAC30mg/L二级气浮出水，油二级气浮出水，油二级气浮出水，油二级气浮出水，油151520mg/L20mg/L 肉类加工厂废水处理：肉类加工厂废水处理：肉类加工厂废水处理：肉类加工厂废水处理：例例例例：某某某某肉肉肉肉类类类类加加加加工工工工厂厂厂厂屠屠屠屠宰宰宰宰废废废废水水水水CODCOD为为为为670mg/L670mg/L，用用用用聚聚聚聚合合合合硫硫硫硫酸酸酸酸铁铁铁铁处处处处理理理理后，后，后，后，CODCOD去除率在去除率在去除率在去除率在7777以上。以上。以上。以上。混凝优点：上马快、投资省、效果好，但运转费高，沉渣多。混凝优点：上马快、投资省、效果好，但运转费高，沉渣多。混凝优点：上马快、投资省、效果好，但运转费高，沉渣多。混凝优点：上马快、投资省、效果好，但运转费高，沉渣多。工业废水处理中混凝的应用工业废水处理中混凝的应用1、简述影响混凝效果的因素。、简述影响混凝效果的因素。2、实现气浮分离必须满足的两个条件。、实现气浮分离必须满足的两个条件。3、物质的润湿性决定悬浮物能否与气泡黏附，润湿性的大小、物质的润湿性决定悬浮物能否与气泡黏附，润湿性的大小 可用可用 来衡量。来衡量。4、气浮法、气浮法按按气泡产生方式的不同气泡产生方式的不同分为分为 、及及 三类。三类。习题：习题：你知道吗第二节第二节 气浮（气浮（P520P520）概念概念 是将水、污染物质和气泡这样一个多相体系中含有的污染是将水、污染物质和气泡这样一个多相体系中含有的污染是将水、污染物质和气泡这样一个多相体系中含有的污染是将水、污染物质和气泡这样一个多相体系中含有的污染粒子，有选择地从废水中吸附到气泡上，以泡沫形式（浮渣）粒子，有选择地从废水中吸附到气泡上，以泡沫形式（浮渣）粒子，有选择地从废水中吸附到气泡上，以泡沫形式（浮渣）粒子，有选择地从废水中吸附到气泡上，以泡沫形式（浮渣）从水中分离去除的一种操作过程。从水中分离去除的一种操作过程。从水中分离去除的一种操作过程。从水中分离去除的一种操作过程。是一种固液和液液分离的方法。是一种固液和液液分离的方法。是一种固液和液液分离的方法。是一种固液和液液分离的方法。具体过程：具体过程：具体过程：具体过程：通入空气通入空气通入空气通入空气产生微细气泡产生微细气泡产生微细气泡产生微细气泡待去除物附着在气泡上待去除物附着在气泡上待去除物附着在气泡上待去除物附着在气泡上上浮上浮上浮上浮应用：应用：应用：应用：自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物、油脂等，以及比重接自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物、油脂等，以及比重接自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物、油脂等，以及比重接自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物、油脂等，以及比重接 近近近近1 1 1 1的固体颗粒。的固体颗粒。的固体颗粒。的固体颗粒。一、气浮原理一、气浮原理一、气浮原理一、气浮原理实现气浮分离必须满足两个条件：实现气浮分离必须满足两个条件：1 1水中有足够数量的微小气泡；水中有足够数量的微小气泡；2 2悬浮颗粒与气泡黏附形成气浮体并上浮。悬浮颗粒与气泡黏附形成气浮体并上浮。物质的润湿性决定悬浮物能否与气泡黏附物质的润湿性决定悬浮物能否与气泡黏附，润湿润湿性的大小可用润湿接触角来衡量性的大小可用润湿接触角来衡量。气气 浮浮 的的 理理 论论 基基 础础1a1a为水为水-气界面张力气界面张力1p1p为水为水-固界面张力固界面张力apap为气为气-固界面张力固界面张力1a1a与与1p1p的夹角的夹角称为固体称为固体颗粒的润湿接触角颗粒的润湿接触角 润湿接触角大小取决于固体颗粒的表面特性。润湿接触角大小取决于固体颗粒的表面特性。接触角接触角越大，颗粒与气泡接触面也就越大，两者结合牢固，容易越大，颗粒与气泡接触面也就越大，两者结合牢固，容易黏附气泡形成气浮体。黏附气泡形成气浮体。通常将接触角通常将接触角909090的颗粒，称为疏水性颗粒。的颗粒，称为疏水性颗粒。（1 1 1 1）水中颗粒与气泡粘附的条件）水中颗粒与气泡粘附的条件）水中颗粒与气泡粘附的条件）水中颗粒与气泡粘附的条件变成疏水性颗粒的方法变成疏水性颗粒的方法（2 2 2 2）泡沫的稳定性）泡沫的稳定性）泡沫的稳定性）泡沫的稳定性 不不不不稳稳稳稳定定定定的的的的后后后后果果果果：气气气气泡泡泡泡浮浮浮浮到到到到水水水水面面面面后后后后，水水水水分分分分很很很很快快快快蒸蒸蒸蒸发发发发，泡泡泡泡沫计易破灭，会使已经浮到水面的污染物又脱落回到水中。沫计易破灭，会使已经浮到水面的污染物又脱落回到水中。沫计易破灭，会使已经浮到水面的污染物又脱落回到水中。沫计易破灭，会使已经浮到水面的污染物又脱落回到水中。方方方方法法法法：投投投投加加加加起起起起泡泡泡泡剂剂剂剂（表表表表面面面面活活活活性性性性物物物物质质质质）达达达达到到到到易易易易起起起起气气气气泡泡泡泡的的的的稳定的目的。稳定的目的。稳定的目的。稳定的目的。（3 3 3 3）改变疏水性能）改变疏水性能）改变疏水性能）改变疏水性能 向向向向水水水水中中中中投投投投加加加加浮浮浮浮选选选选剂剂剂剂，可可可可以以以以使使使使颗颗颗颗粒粒粒粒由由由由亲亲亲亲水水水水性性性性物物物物质质质质变变变变为为为为疏疏疏疏水水水水性。性。性。性。（4 4 4 4）结合方式）结合方式）结合方式）结合方式（气浮中气泡对絮体和颗粒单体的结合方式）（气浮中气泡对絮体和颗粒单体的结合方式）（气浮中气泡对絮体和颗粒单体的结合方式）（气浮中气泡对絮体和颗粒单体的结合方式）分为：气泡顶托；气泡裹携；气泡吸附分为：气泡顶托；气泡裹携；气泡吸附分为：气泡顶托；气泡裹携；气泡吸附分为：气泡顶托；气泡裹携；气泡吸附 亲水性颗粒，加入浮选剂使其变成疏水性颗粒。亲水性颗粒，加入浮选剂使其变成疏水性颗粒。浮选剂一端带有极性基团，另一端带有非极性基浮选剂一端带有极性基团，另一端带有非极性基团，极性基团吸附于亲水颗粒表面，而非极性基团，极性基团吸附于亲水颗粒表面，而非极性基指向水相。这样，在亲水性颗粒的表面形成一层指向水相。这样，在亲水性颗粒的表面形成一层非极性吸附层，从而使颗粒具有疏水性，可利用非极性吸附层，从而使颗粒具有疏水性，可利用气浮法处理。气浮法处理。气浮法按气泡产生方式的不同分为气浮法按气泡产生方式的不同分为溶气气浮、溶气气浮、散气气浮散气气浮及及电解气浮三类电解气浮三类。（生化气气浮）（生化气气浮）变成疏水性颗粒的方法变成疏水性颗粒的方法气浮方法的应用气浮方法的应用在污水处理领域，气浮广泛应用于：在污水处理领域，气浮广泛应用于：1 1）分离地面水中的细小悬浮物、藻类及微絮体；）分离地面水中的细小悬浮物、藻类及微絮体；2 2）代替二次沉淀池，分离和浓缩剩余活性污泥；）代替二次沉淀池，分离和浓缩剩余活性污泥；3 3）浓缩化学混凝处理产生的絮状化学污泥；）浓缩化学混凝处理产生的絮状化学污泥；4 4）回收含油污水中的悬浮油及乳化油；）回收含油污水中的悬浮油及乳化油；5 5）回收工业废水中的有用物质，如造纸厂废水中）回收工业废水中的有用物质，如造纸厂废水中 的纸浆纤维等。的纸浆纤维等。二、溶气气浮二、溶气气浮 溶气气浮是先将空气在压力下送入水中，然后溶气气浮是先将空气在压力下送入水中，然后减压使水中的过饱和空气以微细气泡形式释放出来，减压使水中的过饱和空气以微细气泡形式释放出来，使水中的杂质颗粒被黏附使水中的杂质颗粒被黏附形成气浮体形成气浮体，上浮到水面，上浮到水面分离。分离。根据气泡在水中析出时所处压力不同，根据气泡在水中析出时所处压力不同，溶气气溶气气浮又分为浮又分为加压溶气气浮加压溶气气浮和和溶气真空气浮溶气真空气浮两类两类。加压溶气气浮法是目前应用最广泛的一种气浮方加压溶气气浮法是目前应用最广泛的一种气浮方法。法。（一）加压溶气气浮的基本流程（一）加压溶气气浮的基本流程1 1全溶气流程全溶气流程 全部污水在溶气罐内空气溶解于污水中，然后全部污水在溶气罐内空气溶解于污水中，然后通过减压释放装置将污水送入气浮池。通过减压释放装置将污水送入气浮池。特点：溶气量大，动力消耗大，气浮池容积小。特点：溶气量大，动力消耗大，气浮池容积小。2 2部分溶气流程部分溶气流程 取部分污水加压溶气，其余污水直接进入气浮取部分污水加压溶气，其余污水直接进入气浮池。池。特点：动力消耗低，溶气罐的容积较小。特点：动力消耗低，溶气罐的容积较小。3 3回流加压溶气流程回流加压溶气流程 取部分出水进行回流加压溶气，与直接进入气取部分出水进行回流加压溶气，与直接进入气浮池的污水混合。回流量一般为污水的浮池的污水混合。回流量一般为污水的252550%50%，适用于悬浮物浓度高的废水。适用于悬浮物浓度高的废水。（二）主要设备（二）主要设备1 1加压泵加压泵2 2供气设备供气设备 供气方式有加压泵吸水管吸气供气方式有加压泵吸水管吸气、加压泵压水管射加压泵压水管射流吸气流吸气和和加压泵加压泵-空压机联合溶气空压机联合溶气三种方式。三种方式。3 3溶气罐溶气罐 是一个密封的耐压钢罐，空气与水在罐内混合、是一个密封的耐压钢罐，空气与水在罐内混合、溶解，罐内常设若干隔板或填料。溶解，罐内常设若干隔板或填料。4 4减压释放设备减压释放设备 作用是溶解空气减压后迅速以气泡形式释放出来，作用是溶解空气减压后迅速以气泡形式释放出来，满足气浮需要。满足气浮需要。有减压阀和专用释放器两类有减压阀和专用释放器两类射流器结构射流器结构（3 3 3 3）溶气水的减压释放设备：要求微气泡的直径）溶气水的减压释放设备：要求微气泡的直径）溶气水的减压释放设备：要求微气泡的直径）溶气水的减压释放设备：要求微气泡的直径20100um20100um20100um20100um 减压阀（截止阀）减压阀（截止阀）减压阀（截止阀）减压阀（截止阀）每个阀门流量不同，存在气泡合并现象，且阀芯、阀杆、螺每个阀门流量不同，存在气泡合并现象，且阀芯、阀杆、螺每个阀门流量不同，存在气泡合并现象，且阀芯、阀杆、螺每个阀门流量不同，存在气泡合并现象，且阀芯、阀杆、螺栓易松动。栓易松动。栓易松动。栓易松动。专用释放器专用释放器专用释放器专用释放器（图（图（图（图816816816816）TSTSTSTS型溶气释放器型溶气释放器型溶气释放器型溶气释放器 0.15Mpa0.15Mpa0.15Mpa0.15Mpa，释放溶气量的，释放溶气量的，释放溶气量的，释放溶气量的99%99%99%99%TJ TJ TJ TJ 型溶气释放器型溶气释放器型溶气释放器型溶气释放器 在在在在0.2Mpa0.2Mpa0.2Mpa0.2Mpa以上低压下工作，净水效果良好以上低压下工作，净水效果良好以上低压下工作，净水效果良好以上低压下工作，净水效果良好TVTVTVTV型溶气释放器型溶气释放器型溶气释放器型溶气释放器 气泡微细气泡微细气泡微细气泡微细2040um2040um2040um2040um溶气水经过减压释放装置，反复地受到收缩、扩散、碰撞、挤溶气水经过减压释放装置，反复地受到收缩、扩散、碰撞、挤压、漩涡等作用，其压力能迅速消失，水中溶解的空气以极细压、漩涡等作用，其压力能迅速消失，水中溶解的空气以极细的气泡释放出来。的气泡释放出来。5.5.气浮池气浮池 目前常用的气浮池有平流式和竖流式两种，平目前常用的气浮池有平流式和竖流式两种，平流式气浮池是目前应用最多的一种，常采用反应池流式气浮池是目前应用最多的一种，常采用反应池与气浮池合建的形式。与气浮池合建的形式。平流式气浮池平流式气浮池 竖流式气浮池竖流式气浮池 反应反应反应反应气浮池气浮池气浮池气浮池 反应反应反应反应气浮气浮气浮气浮沉淀池沉淀池沉淀池沉淀池 反应反应反应反应气浮气浮气浮气浮过滤池过滤池过滤池过滤池（三）设计计算（三）设计计算1 1主要设计参数主要设计参数1 1）溶气罐压力）溶气罐压力0.2-0.4MpaMpa。混合时间一般。混合时间一般2-5min2-5min2 2）气固比气固比A/SA/S通过实验确定。无实测数据时，一通过实验确定。无实测数据时，一 般选用般选用0.005-0.0600.005-0.060。3 3）表面负荷）表面负荷5-10m5-10m3 3/(m/(m2 2h)h)。总停留时间。总停留时间10-20min10-20min。4 4）有效水深）有效水深2.0-2.5m m。一般单格宽度不超过。一般单格宽度不超过10m10m、池长不超过池长不超过15m15m。5 5）刮渣方向应与水流流向相反，刮渣机的水平移）刮渣方向应与水流流向相反，刮渣机的水平移 动速度控制在动速度控制在