影响混凝效果的主要因素
影响混凝效果的主要因素及混凝剂的选择
影响混凝效果的主要因素及混凝剂的选择一、影响混凝效果的主要因素影响混凝效果的因素比较复杂,其中主要由水质本身的复杂变化引起,其次还要受到混凝过程中水力条件等因素的影响。
1、水质工业废水中的污染物成分及含量随行业、工厂的不同而千变万化,而且通常情况下同一废水中往往含有多种污染物。
因此某一种混凝剂对不同废水的混凝效果可能相关很大。
有些废水中含有表面活性剂或活性染料一类污染物质,通常使用的混凝剂对它们的去除效果也大多不理想。
2、pH值pH值也是影响混凝的一个主要因素。
在不同的pH值条件下,铝盐与铁盐的水解产物形态不一样,产生的混凝效果也会不同。
由于混凝剂水解反应过程中不断产生H+,因此要保持水解反应充分进行,水中必须有碱去中和H+,如碱不足,水的pH值将下降,水解反应不充分,对混凝过程不利。
3、水温水温对混凝效果也有影响,无机盐混凝剂的水解反应是吸热反应,水温低时不利于混凝剂水解。
4.水力学条件及混凝反应的时间把一定的混凝剂投加到废水中后,首先要使混凝剂迅速、均匀地扩散到水中。
混凝剂充分溶解后,所产生的胶体与水中原有的胶体及悬浮物接触后,会形成许许多多微小的矾花,这个过程又称为混合。
混合过程要求水流产生激烈的湍流,在较快的时间内使药剂与水充分混合,混合时间一般要求几十秒至2分钟。
混合作用一般靠水力或机械方法来完成。
二、混凝剂的选择常用的无机盐类混凝剂有机合成高分子混凝剂PAM针对处理某种特定的废水选择适应的混凝剂时,通常由综合以下几方面的考虑来确定。
(1)处理效果好,对希望去除的污染物有较高的去除率,能满足设计要求。
为了达到这一目标,有时需要两种或多种混凝剂及助凝剂同时配合使用。
(2)混凝剂及助凝剂的价格应适当便宜,需要的投加量应当适中,以防止由于价格昂贵造成处理运行费用过高。
(3)混凝剂的来源应当可靠,产品性能比较稳定,并应宜于储存和投加方便。
(4)所有的混凝剂都不应对处理出水产生二次污染。
当处理出水有回用要求时,要适当考虑出水中混凝残余量所造成的轻微色度等影响(例如采用铁盐作混凝剂时)。
影响混凝的因素之颗粒浊度、混凝剂投加量的影响
一、PH的影响 浊度颗粒浓度过低,颗粒的碰撞几率越低,为提高混凝 效果,通常ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ投加混凝剂的同时投加高分子助凝剂,从 而提高颗粒的碰撞几率
二、投加量的影响 对于无机盐混凝剂要求形成能有效压缩双电层的或产生 强烈电中和作用的形态,对于有机高分子絮凝剂,则要 求有合适的官能团和聚合结构,较大的分子量。 一般来说,混凝效果随混凝剂的投加量增加而提高,但 是当混凝剂的投加量到达一定值后,混凝效果达到顶峰, 再增加混凝剂的投加量效果反而下降,,
二、水力条件水温影响 混凝的过程可以分为的是快速混合和絮凝反应的两个阶 段。由于混凝剂投加到水里面,水解形态快速发生变化, 一般均匀快速的混合到原水中,使得胶体颗粒脱稳凝 聚,,快速混合要求快速而剧烈的水力或者机械搅拌的 作用,而且在短时间内完成一般几秒至一分钟完成,至 多不超过2分钟。 进入絮凝阶段后,要求已脱稳的胶体颗粒,通过异向絮 凝和同向絮凝的方式逐渐增大成具有良好的沉降性能的 絮凝体 因此絮凝的搅拌强度和水流速度应随着絮凝体的增大而 逐渐降低,避免已聚集的絮凝体被打碎而影响混凝沉淀 的效果。
影响混凝的因素和操作程序
影响混凝的因素和操作程序影响混凝的因素和操作程序常用的助凝剂有氯、生石灰、活化硅酸、活化水玻璃、泡花碱等。
(1)混凝的影响因素①废水性质的影响废水的胶体杂质浓度、PH值、水温及共存杂质等都会不同程度影响混凝效果。
a. 胶体杂质浓度过高或过低都不利于混凝。
用无机金属盐作混凝剂时,胶体浓度不同,所需脱稳的Al3+和Fe3+的用量亦不同。
b.PH值也是影响混凝的紧要因素。
采纳某种混凝剂对任一废水的混凝,存在一个相对*佳PH值,使混凝反应速度*快,絮体溶解度*小,混凝作用*大,经过试验可得到*佳的PH值。
往往需要加酸或碱来调整PH值,通常加碱的较多。
c.水温的高处与低处对混凝也有肯定的影响。
水温高时,黏度降低,布朗运动加快,碰撞的机会增多,从而提高混凝效果,缩短混凝沉淀时间。
因此一般冬天混凝剂用量比夏天多。
但温度过高,超过90℃时,易使高分子絮凝剂老化生成不溶性物质,反而降低絮凝效果。
d. 共存杂质的种类和浓度1)有利于絮凝的物质除硫、磷化合物以外的其他各种无机金属盐,它们均能压缩胶体粒子的扩散层厚度,促进胶体粒子凝集。
离子浓度越高,促进本领越强,并可使混凝范围扩大。
二价金属离子Ca2+、Mg2+等对阴离子型高分子絮凝剂凝集带负电的胶体粒子有很大的促进作用,表现在能压缩胶体粒子的扩散层,降低微粒间的排斥力,并能降低絮凝剂和微粒间的斥力,使它们表面彼此接触。
2)不利于混凝的物质磷酸离子、亚硫酸离子、**有机酸离子等拦阻高分子絮凝作用。
另外,氯、螯合物、水溶性高分子物质和表面活性物质都不利于混凝。
3)混凝剂的影响(a)混凝剂种类混凝剂的选择重要取决于胶体和细小悬浮物的性质、浓度。
如水中污染物重要呈胶体状态,且ζ电位较高,则应先投加无机混凝剂使其脱稳凝集,如絮体细小,还需投加高分子混凝剂或搭配使用活性硅酸等助凝剂。
很多情况下,将无机混凝剂与高分子混凝剂并用,可明显提高混凝效果,扩大应用范围。
对于高分子混凝剂而言,链状分子上所带电荷量越大,电荷密度越高,链状分子越能充分延长,吸附架桥的空间范围也就越大,絮凝作用就越好。
混凝实验 确定版
实验一化学混凝一、试验的目的和意义影响混凝效果的因素有水温,pH值,混凝剂种类、加量以及搅拌速度和时间等。
由于上述诸因素的影响的错综复杂,且非拘一格,所以混凝过程的优惠工艺条件通常要用混凝试验来确定。
衡量混凝主要指标是出水浊度和主要污染因子浓度。
实验方案技术及数据处理常用优选法和正交设计等数理统计法。
本实验的目的,在于使学生掌握进行混凝实验的基本技能(包括混凝剂品种的筛选,以及与待处理废水相适应的pH值和混凝剂加量的确定等),并对实验数据作正确的处理和分析。
二、实验原理化学混凝法通常用来除去废水中的胶体污染物和细微悬浮物。
所谓化学混凝,是指在废水中投加化学及来破坏胶体及细微悬浮物颗粒在水中形成的稳定分散体系,使其聚集为具有明显沉降性能的絮凝体,然后再用重力沉降,过滤,气浮等方法予以分离的单元过程。
这一过程包括凝聚和絮凝两个步骤,二者统称为混凝。
具体地说,凝聚是指在化学药剂作用下使胶体和细微悬浮物脱稳,并在布朗运动作用下,聚集为微絮粒的过程,而絮凝则是指为絮粒在水流紊动作用下,成为絮凝体的过程。
根据混凝过程的GT值要求,在药剂与废水的混合阶段,对搅拌速度和搅拌时间的要求是高速短时;而在反应阶段则要求低速长时。
两个阶段的搅拌转速n(r、p、m)和搅拌时间T由GT=104-105通过计算确定。
一般水处理中,混合阶级的G值约为500~1000秒-1,混合时间为10~30秒,一般不超过2分钟,在反应阶段,G值约为10~100秒-1,停留时间一般为15~30钟。
三、实验设备及仪器1、无级调速六联搅拌机一台(或六台单联搅拌机);2、721型分光光度计3、pH计或精密pH试纸;4、温度计;5、50ml注射器;6、秒表;7、量筒;8、1000ml烧杯,250ml烧杯;9、移液管;10、混凝剂:10g/L FeCl3, 10g/L聚合氯化铝〔Al2(OH)m Cl6-m〕;聚丙烯酰胺PAM11、10%盐酸,8%氢氧化钠。
影响混凝效果的主要因素2页
影响混凝效果的主要因素2页影响混凝效果的主要因素一、引言混凝是水处理过程中常用的物理方法之一,其主要目的是去除水中的悬浮物、胶体、细菌、病毒和重金属等污染物,改善水质。
混凝效果的好坏直接影响到水处理的效果,因此了解影响混凝效果的因素至关重要。
本文将详细探讨影响混凝效果的主要因素。
二、影响混凝效果的主要因素1.水中污染物浓度:水中污染物浓度过高或过低都可能影响混凝效果。
浓度过高时,混凝剂用量大,效果可能不理想;浓度过低时,絮凝效果可能不明显。
因此,应根据水质情况调整混凝剂的用量和投加方式。
2.水质条件:水质条件包括水的温度、pH值、悬浮物含量、有机物含量等因素。
这些因素都会影响水中污染物的稳定性和聚集能力,进而影响混凝效果。
例如,低pH值条件下,混凝剂的活性会降低;高pH值条件下,悬浮物不易聚集。
因此,应根据水质条件选择合适的混凝剂和投加量。
3.混凝剂种类和投加量:混凝剂的种类和投加量对混凝效果有重要影响。
不同种类的混凝剂对不同污染物的去除效果不同,应根据水质特点和去除目标选择合适的混凝剂。
同时,混凝剂的投加量也会影响混凝效果,投加量不足时,污染物去除不彻底;投加量过多时,会造成浪费并影响水质。
因此,应通过实验确定合适的混凝剂投加量。
4.搅拌强度和时间:搅拌强度和时间是影响混凝效果的重要因素。
搅拌强度不足时,污染物不易聚集;搅拌时间过长则可能破坏已经聚集的絮体。
因此,应根据水质条件和设备情况确定合适的搅拌强度和时间。
5.沉淀或过滤条件:沉淀或过滤是混凝过程中的重要环节之一。
沉淀或过滤速度过慢或过快都可能影响混凝效果。
沉淀速度过慢时,悬浮物在水中停留时间过长,容易造成水质恶化;沉淀速度过快时,絮体未完全形成就被压滤,导致出水水质不佳。
因此,应根据水质条件和设备情况确定合适的沉淀或过滤条件。
6.水力负荷和流量:水力负荷和流量也会影响混凝效果。
水力负荷过大或流量过快时,混凝剂与水中的污染物接触时间短,不利于污染物的去除;水力负荷过小或流量过慢时,不仅会增加设备负荷,还可能破坏已经形成的絮体。
影响混凝效果的因素
影响混凝效果的因素
影响混凝效果的因素有:
1. 水泥胶凝材料的种类和配比:不同种类和配比的水泥胶凝材料对混凝效果有明显差异,例如硅酸盐水泥和硫铝酸盐水泥的混凝效果不同。
2. 温度:水泥的混凝速度会随着温度的变化而变化,一般来说,较高的温度能够加速混凝过程。
3. 水泥与水的比例:水泥与水的比例对混凝效果有重要影响,过多或者过少的水都会影响到混凝效果。
4. 添加剂的使用:添加剂可以改变水泥的性能,例如减水剂可以减少水泥与水的比例,加快混凝速度。
5. 砂浆搅拌的时间和方法:砂浆的搅拌时间和方法会影响砂浆中气泡的分布和排出情况,从而影响混凝效果。
6. 环境湿度和通风情况:高湿度或者通风不良的环境会影响混凝效果,增加混凝时间。
7. 使用其他控制措施:如搅拌过程中加入振动或者加压等操作,可以改善混凝效果。
水质工程学期末复习
水质工程学期末复习第三章1.絮凝机理2.影响混凝效果的因素(1)水力条件的影响(P61)水力条件包括:水力强度,作用时间混凝过程:快速混合,絮凝反应水的混合条件:1快速混合:短历时,强度大;2絮凝反应阶段:随水流速度的强度的减小而逐渐减小(2)PH 温度第四章1.根据司笃克斯克斯公式解释沉降方向、速度:据司笃克斯(STOKES)在1851年的研究结果指出,球体微粒在静水中沉降,其沉降速度与球体微粒的半径平方成正比,而与介质的粘滞系数成反比2.平流沉淀池(P95)理想沉淀池的基本假设:①颗粒处于自由沉淀状态,颗粒的沉速始终不变。
②水沿水平方向流动,在过水断面上,各点流速相等,并在流动过程中流速始终不变。
③颗粒沉到底就被认为去除,不再返回水流中。
④在沉淀池的进口区域,水流的悬浮颗粒均匀分布在整个过水断面上。
3.概念截留速度:恰好能让杂质颗粒在池中沉淀下来的颗粒的沉速(P96)水中造粒:利用有机高分子絮凝剂的混凝过程中,由体系外部供给一定能量,在某些条件下生成的密实的颗粒状絮凝体(P115)第五章1.滤料应该满足的基本要求(P129):①具有足够的机械强度②具有良好的化学稳定性③具有用户要求的颗粒尺寸和粒度组成④外形接近于球状,表面粗糙而有棱角⑤能就地取材,廉价。
2.图5-10 快滤池的最优工作条件(P137)主要考图的含义及其如何影响滤速,水质周期和滤层的关系3.幅流沉淀池用于污水处理的二沉池或者污水浓缩,适用于悬浮物浓度高,沉淀池量大的水处理。
4.滤层的反冲洗大阻力配水系统和小阻力配水系统的优缺点,区别(P161)第六章1.吸附(P179)物理吸附与化学吸附的不同:物理吸附①易在较低温度下进行②物理吸附可逆③没有选择性④物理吸附可形成单分子吸附层或多分子吸附层;化学吸附①作用力是化学键,其吸附热较高②不可逆③具有一定选择性④只能形成单分子吸附层第七章1.氯消毒和折点加氯法的概念、过程(P211)图7-5 曲线中各段所表示的意思2.臭氧-生物活性炭(P221)优势:消毒能力强,缺陷:作用及生产不方便,生产臭氧耗能高及运行成本高,不能持续消毒3.消毒副产物和消毒副产物的前期产物(P212)第十三章1.活性污泥法的基本构成及各部分的作用:1.曝气池:微生物降解有机物的反应场所;2.二沉池:a)泥水分离保证出水水质;b)浓缩污泥;c)保证回流污泥,维持曝气池内的污泥浓度。
影响混凝效果的因素汇总
影响混凝效果的因素汇总水处理中影响混凝效果(药剂投加量)的因素比较复杂,包括水温、pH值和碱度、水中杂质的性质和浓度、外部水利条件等。
下面仅概述几个主要因素。
1、水温水温对药物消耗有明显影响,尤其是冬季水温低对药物消耗影响较大。
通常絮体形成缓慢,颗粒细小疏松。
主要原因是:(1)无机盐混凝剂的水解是吸热反应,低温混凝剂水解困难;(2)低温水的高粘度削弱了水中杂质颗粒的布朗运动强度,减少了碰撞的机会,不利于胶体失稳和凝聚,也影响了絮体的生长。
(3)水温较低时,胶粒的水化作用会增强,阻碍胶粒的凝聚,也影响胶粒间的粘结强度。
(4)水温与水的pH值有关。
水温低时,水的pH值会升高,相应的混凝最佳pH值也会升高。
因此,在寒冷地区的冬季,即使投加大量混凝剂,也很难获得良好的混凝效果。
2、PH值pH值是水是酸性还是碱性的指标,也就是清水中H+浓度的指标。
原水的pH值直接影响混凝剂的水解反应,即当原水的pH值在一定范围内时,混凝效果才能得到保证。
向水中加入混凝剂时,由于混凝剂的水解,水中H+的浓度增加,导致水的pH值降低,阻碍水解。
要使pH值保持在较好的范围内,水中要有足够的碱性物质来中和H+。
天然水中含有一定的碱度(通常是HCO3-),可以中和混凝剂水解过程中产生的H+,缓冲pH值。
当原水碱度不足或混凝剂投量过多时,水的pH值会大大下降,破坏混凝效果。
3、水中SS颗粒的大小和带电情况水中SS颗粒的大小和带电情况会影响混凝效果。
一般来说,粒径小而均匀,其混凝效果差,水中颗粒浓度低,颗粒碰撞的概率小,不利于混凝;当浊度很高时,为了使水中的胶体不稳定,药物用量会大大增加。
当水中有大量有机物时,可被黏土颗粒吸附,从而改变原有胶体颗粒的表面特性,使其更加稳定,这将严重影响混凝效果。
这时候就需要在水中加入氧化剂,起到破坏有机物的作用,提高混凝效果。
水中的可溶性盐也会影响混凝效果。
比如天然水中大量的钙镁离子有利于混凝,而大量的Cl-则不利于混凝。
混凝的机理
混凝的机理混凝是一种常用的水处理技术,广泛应用于污水处理、自来水处理、工业废水处理等领域。
混凝的目的是通过添加混凝剂使悬浮在水中的颗粒物聚集成较大的团簇,便于后续的沉淀或过滤,从而达到水的净化和澄清的目的。
本文将从混凝剂的种类、作用机理、影响因素等方面介绍混凝的机理。
一、混凝剂的种类混凝剂是混凝过程中最关键的因素之一,根据其化学成分和作用机理,可以将混凝剂分为以下几类:1. 无机混凝剂:主要包括铁盐、铝盐、钙盐等。
其作用机理是通过电化学反应或水解反应产生氢氧化物或氢氧根离子,使悬浮颗粒带有正电荷或负电荷,从而发生凝聚作用。
2. 有机混凝剂:主要包括聚合物、界面活性剂等。
其作用机理是通过分子间的吸引作用,使颗粒物和混凝剂形成复合物,从而发生凝聚作用。
3. 天然混凝剂:主要包括淀粉、蛋白质等。
其作用机理是通过分子间的吸引作用和空间位阻作用,使颗粒物和混凝剂形成复合物,从而发生凝聚作用。
二、混凝剂的作用机理混凝剂的作用机理可以归纳为以下几个方面:1. 电化学作用:无机混凝剂通过电化学反应或水解反应产生氢氧化物或氢氧根离子,使悬浮颗粒带有正电荷或负电荷,从而发生凝聚作用。
2. 吸附作用:有机混凝剂通过分子间的吸引作用,使颗粒物和混凝剂形成复合物,从而发生凝聚作用。
3. 空间位阻作用:天然混凝剂通过分子间的吸引作用和空间位阻作用,使颗粒物和混凝剂形成复合物,从而发生凝聚作用。
4. 铵基作用:有机混凝剂中的铵基可以与悬浮颗粒表面的负电荷形成离子对,从而发生凝聚作用。
5. 桥联作用:有机混凝剂中的分子可以同时与两个或多个颗粒物形成桥式结构,从而发生凝聚作用。
6. 溶胶-凝胶转变作用:混凝剂可以通过溶胶-凝胶转变作用,使悬浮颗粒形成较大的凝胶团簇,从而发生凝聚作用。
三、影响混凝效果的因素混凝过程中,除了混凝剂的种类和作用机理外,还受到以下因素的影响:1. pH值:pH值的变化会影响混凝剂的电荷状态和水解程度,从而影响混凝效果。
碱度对混凝效果的影响
碱度对混凝效果的影响混凝是水处理过程中常用的一种方法,它通过加入混凝剂使水中的悬浮物、胶体和溶解物凝聚成较大的颗粒,从而方便后续的沉淀和过滤。
而混凝效果的好坏直接影响着水处理的成败,而碱度作为影响混凝效果的重要因素之一,也需要特别关注。
碱度对混凝效果有直接的影响。
碱度越高,混凝的效果越好。
因为在碱性条件下,混凝剂可以更好地发挥作用,使水中的悬浮物和胶体颗粒能够更好地凝聚成大颗粒,从而更容易被沉淀和过滤。
因此,在进行混凝处理时,可以通过调节水中的碱度来达到更好的混凝效果。
碱度还会影响混凝剂的选择和使用。
不同的混凝剂对水的碱度有不同的适应性,当水的碱度过低或过高时,混凝剂的效果会受到影响。
在选择混凝剂时,需要考虑水的碱度,选用适合该水质的混凝剂,以达到最佳的混凝效果。
碱度还会影响混凝剂的投加量。
在一定的水质条件下,混凝剂的投加量需要根据水的碱度来调整。
当水的碱度较低时,需要增加混凝剂的投加量,以达到良好的混凝效果;当水的碱度较高时,可以适当降低混凝剂的投加量,以避免浪费并保证混凝效果。
然而,过高的碱度也会对混凝效果产生不利影响。
当水的碱度过高时,会使水中的钙、镁等离子过多,这些离子会和混凝剂中的阴离子发生化学反应,从而降低混凝剂的效果。
因此,在进行混凝处理时,需要控制好水的碱度,避免过高或过低的情况出现,以达到最佳的混凝效果。
需要注意的是,不同的混凝剂对水的碱度的适应性不同,因此在选择和使用混凝剂时,需要根据具体情况进行调整。
同时,在进行混凝处理时,还需要考虑其他因素,如混凝剂的种类、投加量、搅拌时间等,以达到最佳的混凝效果。
碱度对混凝效果有着重要的影响。
在进行混凝处理时,需要根据水的碱度来选择混凝剂、调整投加量,并控制好水的碱度,以达到最佳的混凝效果。
同时,还需要考虑其他因素的影响,综合调整来提高混凝效果,确保水处理的质量。
混凝剂及混凝影响因素
混凝剂及混凝影响因素1.混凝剂的种类和性质混凝剂共分为无机和有机两大类,实际使用过程中,无机混凝剂使用量更大。
常用的混凝剂见下表:聚合氯化铝和聚合硫酸铝的性能优于硫酸铝,对水温、pH的适应性强,絮体生成快且密实,使用时无需加碱性助剂,腐蚀性小。
但铝盐对生物体有一定的影响,投加时,尽量避开污水的生物处理阶段。
铁系混凝剂不存在生物抑制性,低温下混凝效果好,但三氯化铁对金属有腐蚀作用,聚合硫酸铁代替三氯化铁,用量少,腐蚀性小,絮体生成快,大而密实,适宜水温10-50摄氏度,pH5.0-8.5。
有机混凝剂中天然的混凝剂如:淀粉、骨胶、多糖等,由于分子量小,电荷密度小,且容易降解失去活性,因此使用量远小于合成的有机混凝剂。
合成的有机混凝剂以聚丙烯酰胺为主,水解后得到阴离子型HPAM,引入基团得到阳离子型混凝剂氨甲基聚丙烯酰胺,可分别用于处理不同类型的污水。
由于有机混凝剂用量少、产生的污泥少,因此城市污水的初次沉淀和二次沉淀尽量采用聚丙烯酰胺类的混凝剂。
对于形成带色的有机胶体的污水,可用阳离子型混凝剂使其脱稳,再用非离子型或阴离子型混凝剂使脱稳的胶体变成易沉淀的絮体。
污水深度处理滤池采用PAM类作为助滤剂,可提高出水水质,延长滤池工作周期,加强滤池对流量变化的承受能力。
2.混凝剂的选择a.通过试验确定适合的混凝剂类型。
b.混凝剂的操作是否方便。
c.该混凝剂当地是否生产,质量是否可靠。
d.该混凝剂的经济合理性。
3.助凝剂a.pH调节剂:氧化钙、氢氧化钠、氢氧化钙、碳酸钠等。
b.氧化剂:次氯酸钠、臭氧等。
c.混凝改良剂:PAM、海藻酸钠、粘土等,改善絮体结构,增加粒径和密度等。
4.混凝影响因素a.pH值由于铝盐、铁盐类的混凝剂水解过程不断释放H+,导致pH降低,因此混凝过程需要投加一定量的碱性物质。
投加量应根据实验确定。
b.水温一般在常温下操作,低水温对混凝有明显的不良影响:低温时水的粘度大,胶体水化膜增厚,且无机盐类混凝剂水解需要吸热。
混凝实验
《水污染控制工程》(污水处理篇)实验实验二化学混凝一、实验目的影响混凝效果的因素有水温,pH值,混凝剂种类、加量以用搅拌速度和时间等。
由于上述诸因素的影响的错综复杂,且非拘一格,所以混凝过程的优化工艺条件通常要用混凝试验来确定。
衡量混凝主要指标是出水浊度和主要污染因子浓度。
实验方案技术及数据处理常用优选法和正交设计等数理统计法。
本实验的目的,在于使学生掌握进行混凝实验的基本技能(包括混凝剂品种的筛选,以及与待处理废水相适应的pH值和混凝剂加量的确定等),并对实验数据作正确的处理和分析。
二、实验原理化学混凝法通常用来除去废水中的胶体污染物和细微悬浮物。
所谓化学混凝,是指在废水中投加化学剂来破坏胶体及细微悬浮物颗粒在水中形成的稳定分散体系,使其聚集为具有明显沉降性能的絮凝体,然后再用重力沉降,过滤,气浮等方法予以分度的单元过程。
这一过程包括凝聚和絮聚两个步骤,二者统称为混凝。
具体地说,凝聚是指在化学药剂作用下使胶体和细微悬浮物脱稳,并在布朗运动作用下,聚集为微絮粒的过程,而絮凝则是指为絮粒在水流紊动作用下,成为絮凝体的过程。
根据混凝过程的GT值要求,在药剂与废水的混合阶段,对搅拌速度和搅拌时间的要求是高速短时;而在反应阶段则要求低速长时。
两个阶段的搅拌转速n(r,p,m)和搅拌时间T由GT=104-105通过计算确定。
一般水处理中,混合阶段的G值约为500-1000秒-1,混合时间为10-30秒,一般不超过2分钟,在反应阶段,G值约为10-100秒-1,停留时间一般为15-30分钟。
三、实验设备及仪器1、无极调速六联搅拌机一台;2、721型分光光度计;3、pH计或精密pH试纸;4、温度计;5、50mL注射器;6、秒表;7、量筒;8、1000 mL烧杯,250mL 烧杯;9、移液管;10、混凝剂:10g/L FeCl3,10g/L 聚合氯化铝;11、10%盐酸,10%氢氧化钠。
四、实验步骤(一)最佳投药量实验步骤1、测定原水温度、浊度及pH值。
污水处理用絮凝剂为什么没效果,还起反作用?
污水处理用絮凝剂为什么没效果,还起反作用?在水处理中影响混凝效果(药剂投加量)的因素比较复杂,其中包括水温、pH值和碱度、水中杂质性质和浓度、外部水利条件等。
本文润兴将略述几项主要因素。
1、水温的影响水温对药耗有明显影响,尤其是冬季低水温对药耗影响较大,通常絮凝体形成缓慢,颗粒细小、松散。
原因主要有:(1)无机盐混凝剂水解是吸热反应,低温水混凝剂水解困难;(2)低温水的粘度大,使水中杂质颗粒的布朗运动强度减弱,碰撞机会减少,不利于胶体脱稳凝聚,同时还影响絮凝体的成长。
(3)水温低时,胶体颗粒的水化作用增强,妨碍胶体凝聚,还影响胶体颗粒之间的粘附强度。
(4)水温和水的pH值有关。
水温低时,水的pH值提高,相应的混凝最佳pH 值也将提高。
所以在寒冷地区的冬季,尽管投加大量混凝剂也难获得良好的混凝效果。
2、pH值和碱度的影响pH值是表示水是酸性还是碱性的指标,也就是说明水中H+浓度的指标。
原水的pH值直接影响混凝剂的水解反应,即当原水的pH值处于一定范围时,才能保证混凝效果。
当水中投加混凝剂后,因混凝剂发生水解使水中的H+浓度增加,从而导致水的pH值下降,阻碍了水解的进行。
要使pH值保持在最佳范围以内,水中应有足够的碱性物质与H+中和。
天然水中均含有一定碱度(通常是HCO3-),可以中和混凝剂水解过程产生的H+,对pH值有缓冲作用。
当原水碱度不足或混凝剂投加过量时,水的pH值将大幅下降,破坏混凝效果。
3、水中杂质成分性质及浓度的影响水中SS颗粒大小、带电性都会影响混凝效果。
一般来说,粒径细小而均一,其混凝效果较差,水中颗粒浓度低,颗粒碰撞机率小,对混凝不利;当浊度很大时,为使水中胶体脱稳,所需药耗将大大增加。
当水中存在大量有机物时,能被粘土颗粒吸附,从而改变了原有胶体颗粒的表面特性,使胶体颗粒更加稳定,将严重影响混凝效果,此时必须向水中投加氧化剂,破坏有机物的作用,提高混凝效果。
水中溶解性盐类也能影响混凝效果,如天然水中存在大量钙、镁离子时,有利于混凝,而大量的Cl-,则不利于混凝。
混凝效果的影响因素
混凝效果的影响因素影响混凝效果的因素比较复杂,包括水温、水的化学特性、水中杂质的性质和浓度以及水力条件等。
(1)水温水温对混凝效果有明显影响。
通常在低温时,絮凝体形成缓慢,絮凝颗粒细小、松散。
其主要原因有∶①混凝剂水解多是吸热反应,水温低时,水解速率慢、不完全。
特别是硫酸铝,水温降低10℃,水解速率常数约降低2~4倍;当水温低于5℃时,水解速率非常缓慢。
②温度影响矾花的形成速率和结构。
水温低时,胶体颗粒的水化作用增强,妨碍胶体凝聚。
尽管增加投药量,絮体的形成还是很缓慢,而且结构松散,颗粒细小,难以去除。
③低温时,水的黏度大,致使水中杂质颗粒的布朗运动减弱,颗粒间的碰撞概率减少,不利于脱稳胶粒的凝聚。
同时,水黏度大时,水流剪力增大,不利于絮凝体的成长,难以形成较大的絮体。
低温水的混凝是水处理中的难题之一,常用的改善办法是增加混凝剂投加量或投加助凝剂。
常用的助凝剂有活化硅酸等。
也可采用气浮法或过滤法代替沉淀法作为混凝的后续处理。
④温度太高,易使高分子絮凝剂老化或分解生成不溶性物质,反而降低混凝效果。
(2)水的pH值和碱度水的pH值对混凝效果的影响程度视混凝剂品种而异。
对于无机盐类混凝剂,水的pH值直接影响其在水中的水解和聚合,即影响无机盐水解产物的存在形态。
不同的混凝剂,最佳的pH值范围不同∶对硫酸铝而言,用以去除浊度时,最佳pH值在6.5~7.5之间,絮凝作用主要是氢氧化铝聚合物的吸附架桥和羟基络合物的电性中和作用;用以去除水的色度时,pH值在4.5~5.5之间。
采用三价铁盐混凝剂时,用以去除水的浊度时,pH值在6.0~8.4之间;用以去除水的色度时,pH值在3.5~5.0之间。
如果采用高分子混凝剂,由于其聚合物形态在投入水中前已基本确定,因此其混凝效果受水的pH值影响较小。
对于无机盐类混凝剂的水解,由于不断产生H+,从而导致水的pH值下降。
要使 pH值保持在最佳范围内,水中应有足够的碱性物质与H+中和∶当原水碱度不足或混凝剂投加量甚高时,水的 pH 值将大幅度下降,以致影响混凝剂继续水解。
混凝实验中常遇到的问题解答
混凝实验中常遇到的问题解答混凝实验是当前水处理行业中最为常见的一种实验项目,它的主要目的是1)比较各种混凝剂的混凝效果;2)确定最佳的混凝剂投加量;3)优化混合条件;4)优化絮凝条件;5)探求混合、絮凝、沉淀的合理组合,那么在混凝实验中经常会遇到哪些问答呢?作为该实验主要设备(混凝试验搅拌仪器)的生产单位武汉市梅宇仪器有限公司,根据多年来的生产经验总结如下:一、混凝实验中是不是搅拌力度越大、速度越快,实验效果就会更好?答:并非如此,因为混凝是分为两个过程的,其中一个是混凝剂加入后形成一个个的沉淀中心,在这个时候,必须加速搅拌使混凝剂分散均匀而开始沉淀后,由于混凝剂之间的吸附架桥,吸附电中和,压缩双电层等作用,你如果搅拌太过于剧烈,会破坏之间的这种作用,使混凝效果下降,所以这个时候不能太过于激烈的搅拌,不然会影响混凝效果。
二、为什么混凝实验中大量投放药剂,混凝效果却不一定好?答:混凝沉淀时,投入过多的药剂时药剂本身也对水体造成污染(增大COD含量等等),而且浪费药剂,增加成本.所以混凝沉淀时一定要先做好实验室小试才能投入运营.三、混凝实验中最佳PH值怎么做?答:可以用沉降管来测量不同PH下的沉降速率进行比较。
如果沉降速率没有明显区别,你可以用浊度计来测量沉降一定时间后的上层清液的浊度来评价。
四、聚合氯化铝投加量如何计算?答:聚合氯化铝投加量是根椐你混凝试验的结果来定的.因为聚合氯化铝投加量不仅与水的浊度有关,还于反应时间,水流速度等有关,所以这个投加量并非一次就可以成功,需根据实验参数多次调整。
五、影响混凝效果的因素有哪些?答:影响张效果主要有5大因素,如水温、PH值、混凝剂的用量、不中离子杂质、水力条件。
1、水温水温低时,因无机盐类混凝剂的水解是吸热反应,不利于混凝剂如硫酸铝的水解,且水温低时水的粘度大,颗粒的布朗运动强度减弱,不利于胶体脱稳和絮凝物的成长。
铝盐作为混凝剂时,水温对混凝效果有较大影响;铁盐作为混凝剂时,水温对混凝效果影响不大。
混凝剂和助凝剂的作用机理详解和应用方法
混凝剂和助凝剂的作用机理详解和应用方法化学混凝所处理的对象,主要是水中的微小悬浮物和胶体杂质。
大颗的悬浮物由于受重力的作用而下沉,可以用沉淀等方法除去。
但是,微小粒径的悬浮物和胶体,能在水中长期保持分散悬浮状态,即使静置数十小时以上,也不会自然沉降。
这是由于胶体微粒及细微悬浮颗粒具有"稳定性"。
1.胶体的稳定性根据研究,胶体微粒都带有电荷。
天然水中的粘土类胶体微粒以及污水中的胶态蛋白质和淀粉微粒等都带有负电荷,其结构示意图见(图8-1)。
它的中心称为胶桉。
其表面选择性地吸附了一层带有同号电荷的离子,这些离子可以是胶校的组成物直接电离而产生的,也可以是从水中选择吸附H+或OH-离子而造成的。
这层离子称为胶体微粒的电位离子,它决定了胶粒电荷的大小和符号。
由于电位离子的静电引力,在其周围又吸附了大量的异号离子.形成了所谓"双电层"。
这些异号离子,其中紧靠电位离子的部分被牢固地吸引着.当胶核运行时,它也随着一起运动,形成固定的离子层。
而其他的异号离子,离电位离子较远,受到的引力较弱,不随胶核一起运动,并有向水中扩散的趋势.形成了扩散层。
固定的离子层与扩散层之间的交界面称为滑动面。
滑动面以内的部分称为胶粒,胶粒与扩散层之间,有一个电位差。
此电位称为胶体的电动电位,常称为∫电位。
而胶核表面的电位离子与溶液之间的电位差称为总电位或∮电位。
胶粒在水中受几方面的影响:①由于上述的胶粒带电现象,带相同电荷的胶粒产生静电斥力,而且∫电位愈高,胶粒间的静电斥力愈大;②受水分子热运动的撞击,使微粒在水中作不规则的运动,即"布朗运动;"③胶粒之间还存在着相互引力--范德华引力。
范德华引力的大小与胶粒间距的2次方成反比,当间距较大时,此引力略去不计。
一般水中的胶粒∫电位较高。
其互相间斥力不仅与∫电位有关,还与胶粒的间距有关,距离愈近,斥力愈大。
而布朗运动的动能不足以将两颗胶粒推近到使范德华引力发挥作用的距离。
碱度对混凝效果的影响
碱度对混凝效果的影响碱度是指水溶液中的氢离子浓度,通常用pH值来表示。
在水处理中,碱度是一个非常重要的参数,因为它可以影响混凝剂的效果。
混凝是一种水处理过程,通过加入混凝剂,使悬浮在水中的小颗粒聚集成大颗粒,以便于后续的沉淀或过滤。
混凝剂的选择和使用方法取决于水的化学特性,包括碱度。
碱度对混凝效果的影响主要表现在以下几个方面:1. 碱度影响混凝剂的选择:不同的混凝剂适用于不同的水质条件。
在低碱度的水中,通常使用铝盐混凝剂(如聚合氯化铝、硫酸铝等),而在高碱度的水中,则需要使用铁盐混凝剂(如氯化铁、硫酸亚铁等)。
因为在高碱度的水中,铁盐混凝剂可以更好地与水中的颗粒形成复合物,从而更容易聚集成大颗粒。
2. 碱度影响混凝剂的投加量:在水处理中,混凝剂的投加量是非常重要的。
在低碱度的水中,混凝剂的投加量通常比较小,因为铝盐混凝剂可以很容易地与水中的颗粒形成复合物。
而在高碱度的水中,混凝剂的投加量通常比较大,因为铁盐混凝剂需要更多的时间和混凝剂来形成复合物。
3. 碱度影响混凝剂的沉淀效果:混凝剂的主要作用是将悬浮在水中的小颗粒聚集成大颗粒,以便于后续的沉淀或过滤。
在低碱度的水中,混凝剂可以很容易地将颗粒聚集成大颗粒,从而更容易沉淀。
而在高碱度的水中,混凝剂需要更多的时间和混凝剂才能将颗粒聚集成大颗粒,从而更难以沉淀。
4. 碱度影响混凝剂的稳定性:在水处理过程中,混凝剂的稳定性是非常重要的。
在低碱度的水中,铝盐混凝剂可以很容易地形成复合物,并且这些复合物比较稳定,不容易分解。
而在高碱度的水中,铁盐混凝剂的复合物比较不稳定,容易分解,从而影响混凝剂的效果。
综上所述,碱度对混凝效果有很大的影响。
在水处理过程中,需要根据水的化学特性,选择合适的混凝剂和投加量,以达到最佳的混凝效果。
混凝实验及影响混凝效果的五种因素
混凝实验及影响混凝效果的五种因素发布时间:2010-02-09 点击:121安徽赛科科技环保有限公司水处理药剂部门在做混凝实验中流程分析目的、原理、方法记录分析和总结出影响混凝效果的五种因素。
目的:观察混凝现象,加深对混凝机理的理解,了解混凝效果的影响因素;掌握混凝烧杯搅拌实验的方法和一般步骤;通过烧杯实验,学会确定一般水体最佳混凝条件的基本方法,包括投药量,pH和速度梯度。
原理:混凝是通过向水中投加药剂使胶体物质脱稳并聚集成较大的颗粒,以使其在后续的沉淀过程中分离或在过滤过程中能被截除。
混凝是给水处理中的一个重要工艺过程。
天然水中由于含有各种悬浮物、胶体和溶解物等杂质,呈现出浊度、色度、臭和味等水质特征。
其中胶体物质是形成水中浊度的主要因素。
由于胶体物质本身的布朗运动特性以及所具有的电荷特性(ξ电位)在水中可以长期保持分散悬浮状态,即具有稳定性,很难靠重力自然沉降而去除。
通过向水中投加混凝剂可使胶体的稳定状态破坏,脱稳之后的胶体颗粒则可借助一定的水力条件通过碰撞而彼此聚集絮凝,形成足以靠重力沉淀的较大的絮体,从而易于从水中分离,所以,混凝是去除水中浊度的主要方法。
在给水处理工艺中,向原水投加混凝剂,以破坏水中胶体颗粒的稳定状态,使颗粒易于相互接触而吸附的过程称为凝聚。
其对应的工艺过程及设备在工程上称为混合(设备);在一定水力条件下,通过胶粒间以及和其他微粒间的相互碰撞和聚集,从而形成易于从水中分离的物质,称为絮凝。
其对应的工艺设备及过程在工程上称为絮凝(设备)。
这两个阶段共同构成了水的混凝过程。
混凝机理:水的混凝现象及过程比较复杂,混凝的机理随着所采用的混凝剂品种、水质条件、投加量、胶体颗粒的性质以及介质环境等因素的不同,一般可分为以下几种。
1.电性中和:电性中和又分为压缩双电层和吸附电中和两种。
通过投加电解质压缩扩散层以导致胶粒间相互凝聚的作用机理称为压缩双电层作用机理。
这种机理主要以静电原理(现象)为基础解释游离态离子(简单离子)对胶体产生的脱稳作用。
影响混凝效果的因素说明
影响混凝效果的因素说明
影响混凝效果的主要因素有∶
(1)水温低温时混凝效果差,凝聚很缓慢,那是由于无机盐类混凝剂在水解时是吸热反应,水温低时,水解十分困难。
其次,低温的水黏度大,水中杂质的热运动减慢,彼此接触碰撞的机会减少,不利相互凝聚。
水的黏度大,水流的剪力增大,絮凝体的成长受到阻碍,因此,水温低时混凝的效果差。
水温升高,分子之间的扩散速度加大,有利于混凝反应的进行。
通常最佳温度为20~29℃。
(2)水的pH值和碱度的影响详见pH值对铝盐混凝剂和pH值对铁盐混凝剂的影响。
(3)水中杂质的成分、性质和浓度的影响水中的杂质像黏土之类,如粒径细小而均一,则混凝效果差;颗粒的浓度过低也不利于混凝;水中如存在大量的有机物质会吸附于胶粒表面,使胶体颗粒失去了原有的特性而具备了有机物的高度稳定性,混凝效果就差;水中溶解盐类的浓度,如果引起阴离子的增加,与胶体颗粒带的电荷相同,也影响混凝效果。
此外,混凝效果还与混凝剂的用量、混凝剂投加时与水的混合速度及其混合的均匀性等有关。
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影响混凝效果的主要因素
1.水温的影响:水温对混凝效果有较大的影响,水温过高或过低都对混凝不利,最适宜的混凝水温为20~30℃之间。
水温低时,絮凝体形成缓慢,絮凝颗粒细小,混凝效果较差,原因:①因为为无机盐混凝剂水解反应是吸热反应,水温低时,混凝剂水解缓慢,影响胶体颗粒脱稳。
②水温低时,水的黏度变大,胶体颗粒运动的阻力增大,影响胶体颗粒间的有效碰撞和絮凝。
③水温低时,水中胶体颗粒的布朗运动减弱,不利于已脱稳胶体颗粒的异向絮凝。
水温过高时,混凝效果也会变差,主要由于水温高时混凝剂水解反应速度过快,形成的絮凝体水合作用增强、松散不易沉降;在污水处理时,产生的污泥体积大,含水量高,不易处理。
2.水的pH值的影响:水的pH值对混凝效果的影响很大,主要从两方面来影响混凝效果。
一方面是水的pH值直接与水中胶体颗粒的表面电荷和电位有关,不同的pH 值下胶体颗粒的表面电荷和电位不同,所需要的混凝剂量也不同;另一方面,水的pH 值对混凝剂的水解反映有显著影响,不同混凝剂的最佳水解反映所需要的pH值范围不同,因此,水的pH值对混凝效果的影响也因混凝剂种类而异。
我公司使用聚合氯化铝的最佳混凝除浊pH值范围在5~9之间。
3.水的碱度的影响:由于混凝剂加入原水中后,发生水解反应,反应过程中要消耗水的碱度,特别是无机盐类混凝剂,消耗的碱度更多。
当原水中碱度很低时,投入混凝剂因消耗水中的碱度而使水的pH值降低,如果水的pH值超出混凝剂最佳混凝pH值范围,将使混凝效果受到显著影响。
当原水碱度低或混凝剂投量较大时,通常需要加入一定量的碱性药剂如石灰等来提高混凝效果。
4.水中浊质颗粒浓度的影响:水中浊质颗粒浓度对混凝效果有明显影响,浊质颗粒浓度过低时,颗粒间的碰撞几率大大减小,混凝效果变差。
过高则需投高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺,将原水浊度降到一定程度以后再投加混凝剂进行常规处理。
5.水中有机污染物的影响:水中有机物对胶体有保护稳定作用,即水中溶解性的有机物分子吸附在胶体颗粒表面好像形成一层有机涂层一样,将胶体颗粒保护起来,阻碍胶体颗粒之间的碰撞,阻碍混凝剂与胶体颗粒之间的脱稳凝集作用,因此,在有机物存在条件下胶体颗粒比没有有机物时更难脱稳,混凝剂量需增大。
可通过投高锰酸钾、臭氧、氯等为预氧化剂,但需考虑是否产生有毒作用的副产物。
6.混凝剂种类与投加量的影响:由于不同种类的混凝剂其水解特性和使用的水质情况不完全相同,因此应根据原水水质情况优化选用适当的混凝剂种类。
对于无机盐类混凝剂,要求形成能有效压缩双电层或产生强烈电中和作用的形态,对于有机高分子絮凝剂,则要求有适量的官能团和聚合结构,较大的分子量。
我处理站使用混凝剂为聚合氯化铝,助凝剂为PAM。
一般情况下,混凝效果随混凝剂投量增高而提高,但当混凝剂的用量达到一定值后,混凝效果达到顶峰,再增加混凝剂用量则会发生再稳定现象,混凝效果反而下降。
理论上最佳投量是使混凝沉淀后的净水浊度最低,胶体滴定电荷与ζ电位值都趋于0。
但由于考虑成本问题,实际生产中最佳混凝剂投量通常兼顾净化后水质达到国家标准并使混凝剂投量最低。
7.混凝剂投加方式的影响:混凝剂投加方式有干投和湿投两种。
由于固体混凝剂与液体混凝剂甚至不同浓度的液体混凝剂之间,其中能压缩双电层或具有电中和能力的混凝剂水解形态不完全一样,因此投加到水中后产生的混凝效果也不一样。
如果除投加混凝剂外还投加其他助凝剂,则各种药剂之间的投加先后顺序对混凝效果也有很大影响,必须通过模拟实验和实际生产实践确定适宜的投加方式和投加顺序。
8.水力条件的影响:投加混凝剂后,混凝过程可分为快速混合与絮凝反应两个阶段,但在实际水处理工艺中,两个阶段是连续不可分割的,在水力条件上也要求具有连续性。
由于混凝剂投加到水中后,其水解形态可能快速发生变化,通常快速混合阶段要使投入的混凝剂迅速均匀地分散到原水中,这样混凝剂能均匀地在水中水解聚合并使胶体颗粒脱稳凝集,快速混合要求有快速而剧烈的水力或机械搅拌作用,而且短时间内完成。
进入絮凝反映阶段,此时要使已脱稳的胶体颗粒通过异向絮凝和同向絮凝的方式逐渐增大成具有良好沉降性能的絮凝体,因此,絮凝反映阶段搅拌强度和水流速度应随絮凝体的增大而逐渐降低,避免已聚集的絮凝体被打碎而影响混凝沉淀效果。
同时,由于絮凝反应是一个絮凝体逐渐增长的缓慢过程,如果混凝反应后需要絮凝体增长到足够大的颗粒尺寸通过沉淀去处,需要保证一定的絮凝作用时间,如果混凝反应后是采用气浮或直接过滤工艺,则反应时间可以大大缩短。