污水处理混凝工艺.pptx
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1、1主要内容主要内容一、混凝原理和用途二、混凝的工艺过程 L三、混凝剂与助凝剂 L四、投药方法及设备 L五、混合与反应 L六、影响混凝的因素 L七、澄清池 L八、混凝方法的优缺点L第1页/共56页2一、混凝原理和用途一、混凝原理和用途混混凝凝的的主主要要对对象象是是废废水水中中的的细细小小悬悬浮浮颗颗粒粒和和胶胶体体微微粒粒(colloidal colloidal matters)matters),这这些些颗颗粒粒用自然沉降法很难从水中分离出去。用自然沉降法很难从水中分离出去。混混 凝凝 是是 通通 过过 向向 废废 水水 中中 投投 加加 混混 凝凝 剂剂(coagulant)(coagula
2、nt),破破坏坏胶胶体体的的稳稳定定性性,使使细细小小悬悬浮浮颗颗粒粒和和胶胶体体微微粒粒聚聚集集(aggregation)(aggregation)成成较较粗粗大大的的颗颗粒粒而而沉沉降降与与水水分分离离,使使废废水水得得到到净化净化.混凝法是废水处理中常采用的方法。混凝法是废水处理中常采用的方法。可可以以用用来来降降低低废废水水的的浊浊度度和和色色度度,去去除除多多种种高分子有机物、某些重金属和放射性物质。高分子有机物、某些重金属和放射性物质。混凝法还能改善污泥的脱水性能。混凝法还能改善污泥的脱水性能。第2页/共56页3废水废水混凝剂混凝剂L L混合混合L反应反应L沉降沉降L(澄清)(澄清
3、)出水出水污泥污泥二、混凝的工艺过程混合目的是使混凝剂尽快与水混合,需要短时间高强度搅拌反应阶段的目的是使药剂与水中的细小颗粒或胶体物质作用生成尽可能大的絮体,为沉降分离创造条件,需要低强度长时间搅拌。许多因素影响反应过程L L澄清的目的是使所生成的絮体与水分离,完成净化过程第3页/共56页4三、混凝剂与助凝剂三、混凝剂与助凝剂混混凝凝(coagulation coagulation-flocculationflocculation)水水中中胶胶体体粒粒子子以以及及微微小小悬悬浮浮物物的的聚聚集过程称为混凝,是凝聚和絮凝的总称。集过程称为混凝,是凝聚和絮凝的总称。凝聚凝聚(coagulatio
4、n)(coagulation)是指胶体被压缩双电层而脱稳的过程;是指胶体被压缩双电层而脱稳的过程;絮絮凝凝(flocculation)(flocculation)则则指指胶胶体体由由于于高高分分子子聚聚合合物物的的吸吸附附架架桥桥作作用用聚聚结结成成大大粒絮体的过程;粒絮体的过程;第4页/共56页5凝凝聚聚是是瞬瞬时时的的,所所需需的的时时间间是是将将化化学学药药剂剂扩扩散到全部水中的时间。散到全部水中的时间。絮絮凝凝则则与与凝凝聚聚作作用用不不同同,它它需需要要一一定定的的时时间间让让絮絮体体长长大大,但但在在一一般般情情况况下下两两者者难难以以截截然然分开。分开。混混凝凝过过程程涉涉及及:
5、水水中中胶胶体体的的性性质质;混混凝凝剂剂在在水水中中的的水水解解;胶胶体体与与混混凝凝剂剂的的相相互互作作用。用。混混凝凝剂剂(coagulant)(coagulant):一一般般把把能能起起凝凝聚聚与与絮絮凝作用的药剂统称为混凝剂。凝作用的药剂统称为混凝剂。助助凝凝剂剂(coagulant(coagulant aids)aids):当当单单用用混混凝凝剂剂不不能能取取得得良良好好效效果果时时,可可投投加加某某类类辅辅助助药药剂剂以以提高混凝效果,这种辅助药剂称为助凝剂。提高混凝效果,这种辅助药剂称为助凝剂。第5页/共56页6无无机机铝系铝系 硫酸铝硫酸铝 明矾明矾 聚合氯化铝(聚合氯化铝(
6、PACPAC)聚合硫酸铝(聚合硫酸铝(PASPAS)适宜适宜pHpH:5.5-8 5.5-8 铁系铁系 三氯化铁三氯化铁 硫酸亚铁硫酸亚铁 聚合氯化铁聚合氯化铁 硫酸铁(国内生产少)聚合硫酸铁硫酸铁(国内生产少)聚合硫酸铁适宜适宜pHpH:5-115-11,但腐蚀性强但腐蚀性强 有有机机 人工人工合成合成 阳离子型:含氨基、亚氨基聚合物阳离子型:含氨基、亚氨基聚合物 国内尚少国内尚少 阴离子型:水解聚丙烯酰胺(阴离子型:水解聚丙烯酰胺(HPAMHPAM)非离子型:聚丙烯酰胺(非离子型:聚丙烯酰胺(PAMPAM)、聚氯乙)、聚氯乙烯、苛性淀粉烯、苛性淀粉两性型:两性型:明胶明胶明胶明胶使用极少使
7、用极少 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 微生物絮凝剂微生物絮凝剂 常用的混凝剂常用的混凝剂第6页/共56页7水处理对混凝剂的要求:混凝效果好;混凝效果好;对人类健康无害;对人类健康无害;价廉易得;价廉易得;使用方便。使用方便。目前常用的混凝剂按化学组成可分为目前常用的混凝剂按化学组成可分为 无机盐类无机盐类和和有机高分子类有机高分子类。第7页/共56页8(1)无机盐类三氯化铁三氯化铁(ferric chloride)(ferric chloride)硫酸亚铁硫酸亚铁(ferrous sulfate)(ferrous sulfate)硫酸铝硫酸铝(alumin
8、um sulfate)(aluminum sulfate)聚合氯化铝聚合氯化铝(poly-aluminum chloride,PAC)(poly-aluminum chloride,PAC)活化硅酸活化硅酸(activated silicate)(activated silicate)聚合硫酸铁聚合硫酸铁(poly-ferric sulfate,PFS)(poly-ferric sulfate,PFS)第8页/共56页9无无水水物物、结结晶晶水水物物和和液液体体,其其中中常常用用的的是是FeClFeCl3 36H6H2 2O O,极易溶于水。,极易溶于水。优优点点:形形成成的的矾矾花花沉沉降降
9、性性好好,处处理理低低温温水水或或低低浊浊度度水水效效果果比比铝铝盐盐好好,适适宜宜的的pHpH值值范范围围较较宽;宽;缺缺点点:处处理理后后的的水水的的色色度度比比铝铝盐盐的的高高,腐腐蚀蚀性大。性大。1 1)三氯化铁)三氯化铁(ferric chloride)(ferric chloride)第9页/共56页102 2)硫酸亚铁)硫酸亚铁(ferrous sulfate)(ferrous sulfate)FeSOFeSO4 47H7H2 2O O是半透明绿色晶体是半透明绿色晶体,易溶于水,在水温易溶于水,在水温2O2O时溶解度为时溶解度为2121。硫硫酸酸亚亚铁铁离离解解出出的的FeFe2
10、 2只只能能生生成成最最简简单单的的单单核核络络合合物物,因因此此,不不如如三三价价铁铁盐混凝效果好。盐混凝效果好。残残留留在在水水中中的的FeFe2 2会会使使处处理理后后的的水水带带色色,FeFe2 2与与水水中中的的某某些些有有色色物物质质作作用用后后,会会生生成成颜颜色色更更深深的的溶溶解解物物。因因此此,使使用用硫硫酸酸亚亚铁铁时时应应将将二二价价铁铁先先氧氧化化为为三价铁,然后再起混凝作用。三价铁,然后再起混凝作用。第10页/共56页113 3)硫酸铝)硫酸铝(aluminum sulfate,(aluminum sulfate,alum)alum)常常用用的的是是 A1A12 2
11、(SO(SO4 4)3 318H18H2 2O,O,外外观观为为白白色色,有有光光泽泽结结晶晶体体。硫硫酸酸铝铝易易溶溶于于水水,水水溶溶液液呈呈酸酸性性,pH,pH在在2.52.5以以下下,室室温温下下的的溶溶解解度度约约为为5Q%(5Q%(质质量量百百分分比比,下下同同),),沸水中溶解度提高至沸水中溶解度提高至90%90%以上。以上。优优点点:价价格格较较低低,使使用用方方便便,混混凝凝效效果果好好,不不会会给给处处理理后后的的水水质质带带来来不不良良影影响。响。缺缺点点:当当水水温温低低时时硫硫酸酸铝铝水水解解困困难难,形形成成的的絮絮体体较较松松散散。由由于于杂杂质质含含量量高高,所
12、以渣量大。所以渣量大。第11页/共56页124 4)聚合氯化铝)聚合氯化铝(poly-aluminum chloride,(poly-aluminum chloride,PAC)PAC)聚聚合合氯氯化化铝铝是是一一种种高高分分子子混混凝凝剂剂,简简称称PACPAC 。又又名名碱碱式式氯氯化化铝铝(BAC),(BAC),其其碱碱化化度度比其它铝盐、铁盐为高,因此药液对设备的侵蚀作用小。比其它铝盐、铁盐为高,因此药液对设备的侵蚀作用小。应应用用范范围围广广,对对各各种种废废水水都都可可以以获获得得较较好好的的混混凝凝效效果果:对对水水浊浊度度和和色色度度有有很很好好的的去去除除率率,对对CODCO
13、D、BODBOD、富富营营养养物物质质、重重金金属属离离子子和和放放射射污污染染物物等等也也有有作作用用,但但效果不是很理想。效果不是很理想。第12页/共56页混凝效果为传统低分子铝盐的混凝效果为传统低分子铝盐的2-32-3倍倍,水温低时,仍可保持稳定的混凝效果。水温低时,仍可保持稳定的混凝效果。易易快快速速形形成成大大的的矾矾花花,沉沉降降性性能能好好,投投药药量量一一般般比比硫硫酸酸铝铝低低,过过量量投投加加时时也不会象硫酸铝那样造成水浑浊。也不会象硫酸铝那样造成水浑浊。适宜的适宜的pHpH值范围较宽值范围较宽(5(59)9),且处理后水的,且处理后水的pHpH值和碱度下降较小。值和碱度下
14、降较小。13第13页/共56页145 5)活化硅酸)活化硅酸(activated silicate)(activated silicate)活活化化硅硅酸酸实实质质上上是是硅硅酸酸钠钠在在加加酸酸条条件件下下水水解解聚聚合反应进行到一定程度的中间产物。合反应进行到一定程度的中间产物。对对胶胶体体的的混混凝凝是是通通过过吸吸附附架架桥桥使使粒粒子子粘粘连连而而完完成的。成的。优点:优点:絮絮凝凝体体形形成成快快且且粗粗大大、密密实实,在在低低水水温温、低低碱碱度度条条件件下下也也能能良良好好絮絮凝凝,适适用用pHpH值值范范围围宽宽。与与其其它它的的混混凝凝剂剂配配合合使使用用,特特别别是是与与
15、铝铝盐盐和和铁铁盐盐混混合合使使用用,可可缩缩短短沉沉降降时时间间,节节省省混混凝凝剂剂用用量。量。第14页/共56页156 6)聚合硫酸铁)聚合硫酸铁(poly-ferric sulfate,(poly-ferric sulfate,PFS)PFS)化学式为化学式为FeFe2 2(OH)(OH)n n(SO(SO4 4)3-n/23-n/2 m m优优点点:投投加加剂剂量量小小,絮絮体体生生成成快快,对对水水质质的的适适应应范范围围广广以以及及水水解解时时消消耗耗水水中中碱度少。碱度少。它它与与聚聚合合铝铝盐盐都都是是具具有有一一定定碱碱化化度度的的无无机机高高分分子子聚聚合合物物,且且作作
16、用用机机理理也也颇颇为为相似。相似。第15页/共56页16(2)有机高分子类混凝剂(polyelectrolytes)分分类类:高高分分子子混混凝凝剂剂分分为为天天然然和和人人工工两两种种,其其中中天天然然高高分分子子混混凝凝剂剂的的应应用用远远不不如如人人工工的的广广泛泛,主主要要原原因因是是电电荷密度小,分子量较低,且容易发生降解而失去活性。荷密度小,分子量较低,且容易发生降解而失去活性。根根 据据 高高 分分 子子 聚聚 合合 物物 所所 带带 基基 团团 能能 否否 离离 解解 及及 离离 解解 后后 所所 带带 离离 子子 的的 电电 性性,有有 机机 高高 分分 子子 混混 凝凝
17、剂剂 可可 分分 为为 阴阴 离离 子子 型型(anionic)(anionic)、阳离子型阳离子型(cationic)(cationic)和和非离子型非离子型(nonionic)(nonionic)第16页/共56页17特点:高分子混凝剂一般为链状结构,各单特点:高分子混凝剂一般为链状结构,各单体间以共价键结合。体间以共价键结合。单体的总数称为单体的总数称为聚合度聚合度,高分子混凝剂的聚,高分子混凝剂的聚合度约从合度约从1000100050005000,甚至更高。高分子混,甚至更高。高分子混凝剂溶于水中,将生成大量的线形高分子凝剂溶于水中,将生成大量的线形高分子。作用机理:作用机理:(a a
18、)由由于于氢氢键键结结合合、静静电电结结合合、范范德德华华力力等等作用对胶粒的吸附结合;作用对胶粒的吸附结合;(b b)线型高分子在溶液中的吸附架桥作用。)线型高分子在溶液中的吸附架桥作用。在在一一般般情情况况下下,不不论论混混凝凝剂剂为为何何种种离离子子型型,对对不不同同电电性性的的胶胶体体和和细细微微悬悬浮浮物物都都是是有有效效的的。但但如如为为离离子子型型,且且电电性性与与胶胶粒粒电电性性相相反反,就就能能起起降降低低电电位位和和吸吸附附架架桥双重作用,可明显提高絮凝效果。桥双重作用,可明显提高絮凝效果。第17页/共56页18聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺(polyacrylamides,PAM)
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- 污水处理 工艺
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