污水处理培训资料之混凝沉淀理论

混凝沉淀的原理
加入凝聚剂，矾花 开始长大
矾花在凝聚剂的作用 下，聚集在一起
形成污泥，快速沉淀， 固液分离
目次
污水处理的基本分类 混凝沉淀的原理 常见的混凝沉淀药剂 影响混凝沉淀效果的主要因素 混凝沉淀的烧杯试验
常见的混凝沉淀药剂
铝系
硫酸铝 明矾 聚合氯化铝（PAC） 聚合硫酸铝（PAS） 三氯化铁 硫酸亚铁 硫酸铁（国内生产少） 聚合硫酸铁 聚合氯化铁 阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物 人工 合成 有 机 阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM） 非离子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯 （PEO）
胶体颗粒
相互排斥，不会聚集
混凝沉淀的原理
• 想让胶体聚集在一起（凝聚），就必须加入 相 反的电荷。 • 加入凝聚剂，使胶体表面电荷“脱稳”，使胶 体颗粒聚集在一起。
加入凝聚剂
混凝沉淀的原理
现在，胶体颗粒聚集在一起。他们不再是胶体，因 为颗粒的尺寸明显增大。
plus
小的矾花，肉眼可见
混凝沉淀的原理
影响混凝沉淀效果的主要因素
3、水利条件的影响
混合阶段：激烈紊动，不超过2分钟，使药剂迅速 均匀扩散到水中 反应阶段：紊动程度逐渐减弱，13~15分钟，使形 成具有良好沉淀性能的絮凝体。
混凝沉淀的烧杯试验
目的：
筛选药剂类型 确定加药顺序和控制参数 确定加药浓度
混凝沉淀的烧杯试验
浓度概念：
适宜pH：5.5~8
凝聚
无 机 铁系
适宜pH：5~11，但腐 蚀性强
国外开始增多，国内 尚少
絮凝
两性型： 淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等
天然 微生物絮凝剂
使用极少
常见的混凝沉淀药剂
• 聚合氯化铝性质 外观及腐蚀性：有固液两态产品，固态为无色或黄色树脂 状，腐蚀性较小。 外观及腐蚀性：有固液两态产品，固态为无色或黄色树脂 状，腐蚀性较小。 配制浓度：最低浓度为5%。 适用条件：应用范围广，效果好，用量少，成本低，沉速 快，适宜处理多种水质，但不够稳定。
基本的化学过程：凝聚（ Coagulation） 和絮凝（Flocculation） 总称为混凝
污水处理的基本分类
一级处理： 去除水中的固体物质。如，悬浮物等。 二级处理： 去除水中的溶解性物质。如，溶解COD， N， P等。 三级处理： 深度处理，达到回用等目的。如，消毒等。
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基本的试验顺序 量取源水 加入凝聚 剂（PAC） 调整pH 快搅拌
加入絮凝 剂（PAM）
慢搅拌
静置
混凝沉淀的烧杯试验
准备水样：
水样要具有时间和空间的代表性 每一组水样要混合均匀
混凝沉淀的烧杯试验
配制药剂：
凝聚剂（PAC）的浓度由取样多少决定 絮凝剂（PAM）一般为0.1%
混凝沉淀的烧杯试验
mg/L （毫克每升） ppm （百万分之一） 1 ppm = 1 mg/L = 1 g/m3 1 L = 1 Kg 1 ml = 1 g
混凝沉淀的烧杯试验
烧杯试验步骤： 1） 制定试验计划（药剂种类、顺序、浓度） 2） 准备水样 3） 配制药剂 4） 进行烧杯试验
混凝沉淀的烧杯试验
制定试验计划：
影响混凝沉淀效果的主要因素
1、污水水质 （1）胶体杂质浓度 胶体浓度不同，所需投加金属离子量也不同。 （2）PH值 不同混凝剂都有最佳PH值 （3）水温 一般水温高有利于混凝，但水温过高会使一些 高分子混凝剂老化。 （4）共存杂质
影响混凝沉淀效果的主要因素
2、混凝剂的影响 （1）混凝剂分子形态 分子量应适当，不宜过高或过低 （2）混凝剂的投加量 经实验确定最佳投加量 （3）混凝剂的投加顺序
常见的混凝沉淀药剂
• 三氯化铁性质 外观及腐蚀性：固态产品呈半透明绿色结晶体，腐蚀性较 大。 对水温和PH值的适应性：受水温影响小；PH=8.5—11时， 主要处理碱度和浊度高的原水。 配制浓度：一般在5%~10%，小水厂可为1%~2%，大水厂 可为10%~15%。 适用条件：絮体易沉淀，价格低，但需经氯氧化，不适宜 处理色度和含铁量高的原水，适宜处理低浊
污水处理技术培训
混凝沉淀的理论和实践
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污水处理的基本分类
常见的物理化学方法 沉淀 气浮 两者的基本原理是相同的
混凝沉淀的原理
胶体的稳定性
动力学稳定性：布朗运动对抗重力。 聚集稳定性：胶体带电相斥（憎水性胶体） 水化膜的阻碍（亲水性胶体） 两者之中，聚集稳定性对胶体稳定 性的影响起关键作用。
混凝沉淀的原理
凝聚（ Coagulation） • 胶体颗粒物的表面通常带有电荷 • 这种电荷通常为负电 • 因为所以的颗粒物带有相同的电荷，所以相互排斥，并稳定在 水中。水质浑浊，不会澄清。
烧杯试验
不同浓度的 凝聚剂 （PAC）
混凝沉淀的烧杯试验
烧杯试验
不同浓度的 絮凝剂 （PAM）
混凝沉淀的烧杯试验
实例：
有废水水样1L，需要通过烧杯试验确定PAC的加入量为 100ppm时，是否能够有效去除固体物质。如果PAC的浓度 是10％，应该加入多少PAC溶液？
混凝沉淀的烧杯试验
解答：
PAC加入浓度 100ppm = 100 mg/L 1L废水中需要PAC：1L × 100 mg/L ＝ 100 mg PAC 溶液 PAC药剂需要量为： 100 mg ＝ 0.1 g =0.1 ml PAC溶液需要量为： 0.1 ml/10% = 1 ml
絮凝（Flocculation） 投加的水溶性链状高分子聚合物絮凝剂，在静电力、范 德华力和氢键力等的作用下，将胶体和悬浮颗粒吸附、 架桥形成一串串絮体（矾花）相互融合聚结为大絮体而 沉降的过程
混凝沉淀的原理
污水中颗粒物以胶 体形式存在。
加入凝聚剂后，胶体 脱稳，形成小矾花
小矾花在重力作用下， 开始沉淀