水的混凝澄清及沉淀处理
14.水质工程学 I —沉淀与澄清 §3-5澄清池(ppt文档)
（4）第一反应室出口流速50～80mm/s，第二反 应室进口流速40～50mm/s。
（5）清水区上升流速0.7～1.0m。
（6）清水区高度为2～3m，超高0.3m，喷嘴离 池底不大于0.6m，以免积泥。
（7）池底进水管流速为1.0m/s左右。
（8）与无阀滤池配套使用时，澄清池的出水槽 即可作为滤池的配水箱。
3、因池身较高，与无阀滤池配套较多。
4、原水浊度低或短时间内水量水温变化较 大时，工作不稳定，选用时应加注意。
设计参数：
（1）停留时间1～1.5小时，第一反应室、第二 反应室的停留时间分别为1～2min和5～7min。
（2）喷嘴流速6～9m/s，喉管流速2～3m/s。喷 嘴直径和喉管直径之比为1：3～1：4，截面积之比1： 12～1：13。
特点：
1、能适应水质水量的变化，工作稳定性较 好；
2、它需要设置变速电动机和减速装置等机 电设备，结构较复杂。
3、适用于原水悬浮物长期低于5000mg/L的 大、中、小型水厂。
设计参数：
（1）清水区上升流速一般采用0.8~1.1mm/s。
（2）水在澄清池内总停留时间可采用1.2~1.5h。
（3）叶轮直径可为第二絮凝室内径的70~80%，并应设 调整叶轮转速和开启度的装置。
最大的脉冲澄清池
上海南市水厂,规模3000m3/h，采用 钟罩（虹吸）式脉冲发生器。
2、泥渣循环型澄清池 （1）机械搅拌澄清池（机械加速澄清池）
第二反应室 导流室
分离室
第一反应室
搅拌提升装置
加速澄清池由于采用机械搅拌的方法来悬 浮泥渣，驱使泥渣回流，所以它具有较好的调 节性能（泥渣浓度、搅拌速度、泥渣循环量）。 通常提升流量为进水流量的3~5倍，因此所形 成的循环泥渣量为进水量的2~4倍。
水质工程学第4章沉淀与澄清3
——沉淀过程中，清水区高度不断增加
A澄清液层、B受阻沉降层、C过渡层、D压缩层
拥挤沉淀试验
——利用沉淀过程线分析： Kynch 法、 Fitch 法
——建立沉速—浓度函数关系v=f（C） （多筒试验）：固体通量法、吉冈法
——作用：用于分析静置沉淀；确定水中悬 浮颗粒的沉降特性
1、自由沉淀试验 2、絮凝沉淀 3、拥挤沉淀（高浓度悬浮液的沉淀试验）
自由沉淀试验
自由沉淀一般采用单筒沉淀柱试验确定悬 浮颗粒的沉降特性。
1）试验装置 2）试验方法 3）沉淀效率η的求取
自由沉淀试验
沉淀柱有效水深H，
悬浮物原始浓度为C0。 在时间t1时从水深H处取样测得C1，则认为沉速大于 u1（H/t1）的颗粒均已通过H，残余颗粒必然具有小 于u1的沉速，则沉速小于u1的颗粒与全部颗粒的比 例x1=C1/C0。
——沉淀时间: 絮凝沉淀
因此，设计沉淀池时，除了对表面负荷率有要 求外，还对停留时间、池深、进出水构造、排泥 方式等均有要求。通常，对于静置沉淀得出的试 验结果，在用于设计时还需考虑一定的安全系数。 一般在设计时：
q=q0/1.25~1.75，T=（1.5~2.0）T0
沉淀池
概述
一、平流式沉淀池 (horizontal flow Sedimentation Tank) 二、竖流式沉淀池 (vertical flow ST) 三、斜板（管）沉淀池（tilted-plate ST） 四、澄清池（clarifier，clarification tank）
概述
沉淀池构造根据功能分为五个区:
进水区: 保证进水均匀分布在整个进水断 面上，避免短流，减少死角和紊流影响，提 高容积利用系数。 出水区: 均匀出水(目的同上)，阻拦浮渣 沉淀区: 污水与颗粒分离，工作区 污泥区: 污泥贮放、浓缩、排除 缓冲区: 分隔沉淀区，保证沉下的颗粒不 因水流搅动而再次浮起进入沉淀区。
第三章 沉淀和澄清
Bh0v=Q 水的流量； BL=A 沉淀区平面面积； Q/A— 单位面积沉淀区所沉淀的水流量，称沉淀池的表面负 荷（过流率） 理想沉淀池的表面负荷就是它的截流沉速，反应了能全 部去除的颗粒中的最小颗粒沉速。 由上述可知，浑水在理想沉淀池中的沉淀效率只与沉淀 池的表面负荷率有关，而与其他因素（水深、池长、水平流 速、沉淀时间）无关，这一结论抓住了沉淀池的主要矛盾， 阐明了决定沉淀效率的主要因素反应了下列两个问题： （1）当E一定时 i越大，q也越高，亦即产水量越大，或 一定时u 也越高， 当 一定时 越大， 也越高 亦即产水量越大， 不变时u 越高。 当Q、A不变时 i越大、E越高。 ui的大小与混凝效果有关， 、 不变时 越大、 越高 因此，生产上一定要重视絮凝工艺。 （2） ui一定，A增加、E提高。当W（容积）一定时， 一定， 增加 增加、 提高 提高。 池深浅些，则表面积大些，沉淀效率可以高些，此即“浅池 “ 理论” 理论”，斜板、斜管沉淀池的发展即基于此理论。
cd
FD
= C DAρ1
ν s2
πd 3 dv s 4 m = g (ρ s − ρ1) − dt 6 2 颗粒下沉时，起始沉速为零，故以加速度下沉，随着vs增加，阻 力也相应增加，很快颗粒即等速下沉。dvs/dt=0
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πd
3
ρ 1v s 2
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随时间增长，交 界面继续下降，直至 B C B、C两个区消失，只 剩A、D两个区，D区 高度也逐渐减小，设 压实时间 t→: ，最后 压实到H:为止。 以交界面高度为 纵坐标，沉淀时间为 横坐标，可得交界面 沉降过程曲线。
a-b段为向下的曲线，可解释为颗粒间的絮凝过程，由于颗粒凝聚变 大，使下降速度逐渐变大。 b-c段为直线，表明交界面等速下降。 a-b曲线段一般较短，且有时不是很明显，所以可以认为是b-c直线段 的延伸。 c-d为上凹的曲线， 絮凝过程 交界面等速下沉 下降速度 逐渐变小 B区消失 区消失
生活饮用水的主要处理工艺流程
生活饮用水的主要处理工艺流程生活饮用水的处理工艺流程是确保水源安全、提高水质的重要步骤。
下面将详细介绍生活饮用水的主要处理工艺流程，包括原水处理、混凝沉淀、过滤、消毒和水质监测等环节。
1. 原水处理原水处理是将自然水源（如河水、湖水、地下水）进行预处理，去除其中的悬浮物、浑浊物、有机物和微生物等。
常用的原水处理方法包括：1.1 水源筛选：通过格栅和滤网去除大颗粒悬浮物和杂质。
1.2 沉淀：将水源放置在沉淀池中，利用重力使悬浮物沉淀到底部。
1.3 调节pH值：根据原水的pH值进行调节，使其适合后续处理工艺。
1.4 混凝剂投加：投加混凝剂（如聚合氯化铝）使悬浮物凝结成较大颗粒。
2. 混凝沉淀混凝沉淀是将原水中的细小颗粒物和胶体物质会萃成较大颗粒，以便后续过滤处理。
主要包括以下步骤：2.1 混凝剂投加：在混凝池中投加适量的混凝剂，使悬浮物和胶体物质凝结成较大颗粒。
2.2 混凝搅拌：通过搅拌设备将混凝剂充分混合，促进颗粒的会萃。
2.3 沉淀：将混凝后的水体放置在沉淀池中，利用重力使颗粒沉淀到底部。
2.4 澄清水采集：从沉淀池的上层取出澄清水，即混凝沉淀后的水体。
3. 过滤过滤是将混凝沉淀后的水体通过过滤介质，去除残存的悬浮物、胶体物质和微生物等。
常用的过滤介质包括砂滤器、活性炭滤器和微滤器等。
过滤的步骤如下：3.1 砂滤：将混凝沉淀后的水体通过砂滤器，去除较大颗粒物和胶体物质。
3.2 活性炭吸附：将经过砂滤的水体通过活性炭滤器，去除有机物和异味。
3.3 微滤：将经过活性炭滤器的水体通过微滤器，去除微生物和细菌等。
4. 消毒消毒是为了杀灭水中的病原微生物，确保饮用水的安全性。
常用的消毒方法包括氯消毒、紫外线消毒和臭氧消毒等。
消毒的步骤如下：4.1 氯消毒：在水体中投加适量的氯化物（如氯气、次氯酸钠），杀灭水中的细菌和病毒。
4.2 紫外线消毒：将水体通过紫外线灯照射，破坏细菌和病毒的DNA结构，使其失去繁殖能力。
水厂常规处理工艺
水厂常规处理工艺，也称为物理化学处理工艺，是用于去除原水中悬浮物、微生物和其他有害物质的常用技术。
这些工艺主要包括以下步骤：
1. 预沉池（可选）：
- 在某些情况下，特别是当原水中含沙量较高时，可能需要在进入主要处理设施之前先进行预沉淀以减少砂石等颗粒物。
2. 混凝：
- 添加一种或多种混凝剂（如铁盐、铝盐等），使悬浮固体和胶体粒子聚集在一起形成较大的絮状物。
3. 沉淀：
- 将经过混凝的水引入沉淀池，让絮状物有足够的时间沉淀下来。
4. 过滤：
- 沉淀后的水通过多层滤料（如石英砂、无烟煤等）组成的滤床，进一步去除剩余的悬浮固体和小颗粒。
5. 消毒：
- 使用消毒剂（如氯气、二氧化氯、臭氧等）杀死或抑制水中的病原微生物，确保水质的安全性。
6. 澄清：
- 对于含有大量悬浮固体的水源，可以采用澄清池代替沉淀池来加速沉淀过程。
7. 深度处理（可选）：
- 如果需要更高的水质标准，还可以添加额外的处理步骤，如活性炭吸附、超滤、反渗透等。
每个步骤都是为了提高饮用水的质量，并确保其符合国家规定的安全标准。
根据原水的特性以及最终用水要求的不同，水厂可能会选择不同的处理工艺组合。
水处理常用工艺
水处理常用工艺以水处理常用工艺为标题，我们来探讨一下水处理中常用的几种工艺。
一、澄清工艺澄清是水处理中最基本的工艺之一，通过去除水中的悬浮物、泥沙、微生物等杂质，使水变得清澈透明。
常见的澄清工艺有：1. 自然沉淀：将水放置一段时间，利用重力使悬浮物沉淀到底部。
2. 絮凝剂处理：加入絮凝剂，通过絮凝作用将悬浮物聚集成较大的颗粒，便于沉淀。
3. 过滤：利用滤料（如石英砂、活性炭等）的孔隙和表面吸附作用，将悬浮物截留下来。
二、消毒工艺消毒是为了杀灭水中的病原微生物，保证水的卫生安全。
常见的消毒工艺有：1. 氯消毒：向水中加入氯气、次氯酸钠等化学物质，杀灭细菌、病毒等微生物。
2. 臭氧消毒：利用臭氧氧化作用来消毒，臭氧具有强氧化性，能有效杀灭微生物。
3. 紫外线消毒：利用紫外线的照射杀灭细菌、病毒等微生物。
三、软化工艺软化是为了去除水中的硬度成分，防止水垢的形成。
硬度主要由钙、镁等离子组成，常见的软化工艺有：1. 离子交换：利用离子交换树脂（如强酸型树脂、强碱型树脂）吸附水中的钙、镁离子，释放出等量的钠离子，达到软化水的目的。
2. 反渗透：利用半透膜对水进行过滤，将硬度成分和其他溶解物质截留下来，得到软化水。
四、脱盐工艺脱盐是为了去除水中的盐类，得到纯净水。
常见的脱盐工艺有：1. 蒸汽蒸馏：利用水和蒸汽的不同挥发性，将水中的盐类蒸发出去，得到纯净水。
2. 电渗析：利用电场作用，将水中的离子迁移至离子选择性膜上，实现脱盐。
3. 逆渗透：利用半透膜对水进行过滤，将溶解在水中的盐类截留下来，得到脱盐水。
五、深度处理工艺深度处理是对水进行进一步的净化处理，以满足特定要求。
常见的深度处理工艺有：1. 活性炭吸附：利用活性炭的孔隙结构和吸附性能，去除水中的有机物、余氯等。
2. 膜分离：利用微孔膜或超滤膜等对水进行过滤，去除微小颗粒、胶体等。
3. 混凝沉淀：通过加入混凝剂和絮凝剂，使胶体颗粒迅速聚集成较大的颗粒，便于沉淀。
水的预处理的方法
水的预处理的方法
水处理设备净水设备预处理设备过滤设备
水的预处理常见方法有：
1、沉淀：利用自然沉淀（如沉砂池），或药剂软化（如加入化学药剂），使水中的泥沙、大颗粒悬浮物或暂时硬度生成沉淀物而沉降，已达到去除上述杂质的目的。
2、混凝澄清：利用混凝剂的作用，使水中固体颗粒相互接触吸附，改变其大小形状和密度，已达到从水中分离出去。
3、过滤：将被处理得水通过粒状滤料，使水中杂质被滤料截留得到去除，而获得清水。
如各种滤池、过滤器。
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实验三 混凝沉淀实验
实验三 混凝沉淀实验混凝沉淀实验是给水处理的基础实验之一，被广泛地用于科研.教学和生产中。
通过混凝沉淀实验，不仅可以选择投加药剂种类.数量，还可以确定其他混凝最佳条件。
一 原理：天然水中存在大量胶体颗粒，是使水产生浑浊的一个重要原因，胶体颗粒靠自然沉淀是不能去处的。
清除或降低胶体颗粒稳定因素的过程叫做脱稳。
脱稳后的胶粒，在一定的水利条件下，才能形成较大的絮凝体，俗称矾花。
直径较大且较密实的矾花容易下沉。
自投加混凝剂[342)(SO Al ]直至形成较大矾花的过程叫混凝。
从胶体颗粒变成较大的矾花是一连续的过程，为了研究的方便可划分为混合反应两个阶段，混合阶段要求浑水和混凝剂快速均匀混合，一般来说，该阶段只能产生用眼睛难以看见的微絮凝体；反应阶段则要求将微絮凝体形成较密实的大粒径矾花。
（配药）1、配1%的342)(SO Al 溶液.2、如果取10mg/l 的342)(SO Al100ml 烧杯中称取10mg 342)(SO Al =用移液管移取1ml 的1%342)(SO Al 溶液.二． 实验目的1.了解混凝的现象和过程，混合及反应的作用。
2.确定水样的混凝剂最佳投量及pH 值对混凝效果的影响。
三．仪器设备及药品混凝搅拌机一台，浊度仪一台，酸度/离子计一台，电子调速搅拌机一台，秒表（平表也可）一块，温度计，1000ml 烧杯，100ml 烧杯，移液管，吸耳球，1000ml 量筒，混凝剂（硫酸铝或碱式氯化铝），氢氧化钠，盐酸等。
四．实验组织实验分6小组，每组6人。
五．实验步骤1. 熟悉搅拌机操作步骤，选择适宜的混合搅拌转速（300转/分），混合时间30秒，反应搅拌转速100转/分，反应时间10分钟，慢速搅拌转速50转/分，反应时间10分钟。
2. 测定水样的温度，浊度及pH 值，将水样分为3桶，每2组用一桶，除1,2组外，其他四组分别用NaOH 或HCl 对水样的pH 进行调整（pH 约等于10，5.5，8.5）并记录调整后的pH 值。
室外给水设计 (47) 混凝、沉淀和澄清
混凝、沉淀和澄清所述沉淀和澄清均指通过投加混凝剂后的混凝沉淀和澄清。
自然沉淀( 澄清 ) 与混凝沉淀( 澄清 ) 有较大区别，本节规定的各项指标不适用于自然沉淀( 澄清 ) 。
9.4.1 关于沉淀和澄清池类型选择的原则规定。
随着净水技术的发展，沉淀和澄清构筑物的类型越来越多，各地均有不少经验。
在不同情况下，各类池型有其各自的适用范围。
正确选择沉淀池、澄清池型式，不仅对保证出水水质、降低工程造价，而且对投产后长期运行管理等方面均有重大影响。
设计时应根据原水水质、处理水量和水质要求等主要因素，并考虑水质、水温和水量的变化以及是否间歇运行等情况，结合当地成熟经验和管理水平等条件，通过技术经济比较确定。
9.4.2 规定了沉淀池和澄清池的最少个数。
在运行过程中，有时需要停池清洗或检修，为不致造成水厂停产，故规定沉淀池和澄清池的个数或能够单独排空的分格数不宜少于 2 个。
9.4.3 规定了沉淀池和澄清池应考虑均匀配水和集水的原则。
沉淀池和澄清池的均匀配水和均匀集水，对于减少短流，提高处理效果有很大影响。
因此，设计中必须注意配水和集水的均匀。
对于大直径的圆形澄清池，为达到集水均匀，还应考虑设置辐射槽集水的措施。
9.4.4 关于沉淀池积泥区和澄清池沉泥浓缩( 斗 ) 容积的规定。
9.4.5 规定了沉淀池或澄清池设置机械化和自动化排泥的原则。
沉淀池或澄清池沉泥的及时排除对提高出水水质有较大影响。
当沉淀池或澄清池排泥较频繁时，若采用人工开启阀门，劳动强度较大，故宜考虑采用机械化和自动化排泥装置。
平流沉淀池和斜管沉淀池一般常可采用机械吸泥机或刮泥机；澄清池则可采用底部转盘式机械刮泥装置。
考虑到各地加工条件及设备供应条件不一，故条文中并不要求所有水厂都应达到机械化、自动化排泥，仅规定了在规模较大或排泥次数较多时，宜采用机械化和自动化排泥装置。
9.4.6 关于澄清池絮凝区应设取样装置的规定。
为保持澄清池的正常运行，澄清池需经常检测沉渣的沉降比，为此规定了澄清池絮凝区应设取样装置。
第三章 混凝、沉淀和澄清
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
混凝处理流程及设备 混凝设备
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
混凝处理流程及设备 混凝设备
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
混凝处理流程及设备 混凝设备
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
混凝处理流程及设备 混凝设备
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
工业用水中的悬浮物或固体 颗粒通常呈现胶体状态分布，这 些固体微粒具有巨大的比表面积， 可以吸附液体介质中的正离子或 负离子或极性分子等，使固液两 相界面上的电荷呈不平衡分布， 在界面两边产生电位差，这就是 固体微粒的双电层现象。
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
2.固液分散体系的稳定性 固液分散体系的稳定化理论（DLVO理论）：
假设分散的固体微粒间存在一种排斥位能和吸引 位能的平衡，排斥作用是由于带同种电荷的胶体颗粒 的双电层相互作用而引起的，或者由于粒子和溶剂之
间的相互作用而引起的，吸引作用则主要是范德华力
所引起的。
水处理工程课件
第一节 混凝机理
混凝沉淀法：为满足用水水质和环境排放的要求，向水中 投加混凝剂或絮凝剂以破坏溶胶的稳定性，使水中的胶体 和悬浮物颗粒絮凝成较大的絮凝体，以便从水中分离出来， 达到水质净化的目的。
第二节 混凝剂及其配制与投加
水处理工程课件
第三节 混凝设备
1.混合设备： 水泵混合：投药投加在水泵吸水口或管上。 管式混合：管式静态混合器、扩散混合器， 混合时间2－3秒 机械混合：搅拌
水处理工程课件
二、絮凝与混凝作用理论
混凝处理流程及设备 混凝设备之管道式混合器
水处理工程课件
《混凝沉淀工艺》课件
05
混凝沉淀剂的吸附能力有 影响
pH值对混凝剂的溶解度有影 响
pH值对混凝剂的电荷有影响
pH值对混凝剂的稳定性有影 响
温度的影响
温度对混凝剂的吸附能力有 影响，温度越高，吸附能力 越强
温度对混凝剂的溶解度有影 响，温度越高，溶解度越大
温度对混凝剂的絮凝效果有 影响，温度越高，絮凝效果
絮凝：絮状物在重力作用下下沉，形成沉淀 沉淀：絮状物在沉淀池中沉淀，形成污泥 污泥处理：污泥经过处理后，可以回收利用或进行无害化处理
03 混凝剂的选择与使用
常用混凝剂的种类
铝盐混凝剂：如硫酸铝、氯化铝等 铁盐混凝剂：如硫酸铁、氯化铁等 聚合物混凝剂：如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等 有机混凝剂：如聚胺、聚胺等 复合混凝剂：如铝铁复合混凝剂、铝铁聚胺复合混凝剂等
混凝沉淀工艺
,
汇报人：
目录 /目录
01
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04
混凝沉淀工艺 流程
02
混凝沉淀工艺 简介
05
混凝沉淀工艺 的影响因素
03
混凝剂的选择 与使用
06
混凝沉淀工艺 的优化与改进
01 添加章节标题
02 混凝沉淀工艺简介
混凝沉淀工艺的定义
添加标题
混凝沉淀工艺是一种水处理技术，主要用于去 除水中的悬浮物和胶体物质。
技术展望：未来将更加注重环保和 可持续发展，推广绿色工艺
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减排技术：采用先进的废水处理技 术，减少污染物排放
技术应用：在工业废水处理、市政 污水处理等领域广泛应用
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汇报人：
自动化技术的应用与展望
自动化技术的应用：提高生产效率，减少人工操作，降低成本 自动化技术的展望：智能化、数字化、网络化，实现无人化生产 自动化技术的挑战：技术研发、设备投资、人才培训 自动化技术的发展趋势：智能化、集成化、绿色化，实现可持续发展
常用的给水处理方法
常用的给水处理方法：1．澄清：水的澄清处理对象主要是原水中悬浮物及胶体物质，降低这些物质在原水中形成的浑浊度。
澄清工艺（混凝、沉淀和过滤）除了能降低原水的浑浊度，同时对色度、细菌、以及病毒等的去除也相当有效。
具体处理的工艺流程又可分为：混凝、沉淀和过滤。
1．1 混凝在原水中投入药剂（净水剂），使药剂与原水经过充分的混合与反应（即混凝过程在反应池进行），这样水中的悬浮物和胶体杂质形成易于沉淀的大颗粒絮凝体，俗称“矾花”。
1．2 沉淀通过混凝过程的原水夹带大颗粒絮凝体以一定的水流速度流进沉淀池，通过沉淀池进行重力分离，将水中比重大的杂质颗粒下沉至沉淀池底部排出。
上述净化过程也可以通过澄清池来完成，澄清池是集反应和沉淀于一体的处理构筑物。
1．3过滤原水通过混凝、沉淀工艺后，水的浑浊度大为降低，但通过集水槽流入水池中的沉淀水仍然残留一些细小的杂质，通过滤池中的粒状滤料（如石英砂、无烟煤等）截留水中细小杂质，使水的浑浊度进一步降低。
当原水浑浊度较低时，投入药剂后的原水也可以不经过混凝、沉淀等处理过程而直接进入过滤处理。
当原水浑浊度较高时，通常用沉砂池或预沉池去除粒径较大的泥沙颗粒。
2．消毒当原水进行混凝、沉淀、过滤处理之后，通过管道流入清水池，必须进行消毒，消毒的方法是在水中投入氯气、漂白粉或其它消毒剂，用以杀灭水中的致病微生物。
也有采用臭氧或紫外线照射等方法对水进行消毒的。
除以上所述二类给水处理方法之外，其它常用的处理方法还有除臭、除味、除铁；软化、淡化和除盐等。
根据不同的原水水质和对处理后的水质要求，上述各种处理方法可以单独采用，也可以几种处理方法联合采用，以形成不同的处理系统。
在水质净化中，通常都是几种处理方法联合使用的。
数十年来，自来水的处理一直采取传统的漂白法、氧气法和二氧化氢法等，这些方法的共性是成本虽然稍微低一些，但是在消毒灭菌后会留下微量的含氯物，在有化学污染物的情况下，这些含氯物质就可能会演变成致病的物质，这叫做“二次污染”，现代医学表明：漂白粉、二氧化氯、氯气都是威胁人类健康的潜在根源。
自来水净化技术
自来水净化技术研究国内外研究概况及发展趋势：1 第一代自来水净化工艺自来水厂净水常规处理工艺主要是由混凝、沉淀或澄清、过滤和消毒等工序组成，如图1所示，其理论主要是建立在传统的以粘土胶体微粒和致病细菌为主要去除对象的基础上，该工艺被中国和世界上大多数水厂所采用。
图1 自来水厂常规处理工艺流程图“混凝→沉淀→过滤→消毒”是以地表水为水源的生活饮用水处理工艺，可称为第一代工艺，也称为常规工艺。
常规工艺去除对象是引起水浑浊的悬浮物及胶体物质。
混凝、沉淀和过滤在去除浊度的同时，对色度、细菌和病毒等也有一定去除作用。
通过向水中投加氯气、漂白粉，或二氧化氯等消毒剂，杀灭滤后水中致病微生物，达到饮用水水质要求。
2 第二代自来水净化工艺20世纪70年代，在城市饮用水中发现了种类众多的对人体有毒害的微量有机污染物和氯化消毒副产物，而第一代工艺不能对其有效去除和控制，某些水中微量有机污染物能使人致癌、致畸、致突变(三致物)。
在这个背景下研发出第二代城市饮用水净化工艺，即在第一代工艺后面增加了活性炭吸附、臭氧氧化、生物活性碳等深度处理工艺。
第二代工艺能比较有效地去除和控制水中的有机污染物和氯化消毒副产物，使水的化学安全性得到提高。
2.1 活性炭吸附法活性炭技术是20世纪60年代从国外引进的深度处理技术，不仅是最成熟有效的方法，而且是具有潜力的技术。
活性炭是一种多孔性物质，内部具有发达的空隙结构和巨大的比表面积，活性炭的空隙分为大孔、过渡孔和微孔，大孔主要分布在活性炭表面，对有机物的吸附甚微，过渡孔是水中大分子有机物的吸附场所和小分子有机物进入微孔的通道，而微孔则是活性炭吸附有机物的主要区域，微孔构成的比面积占总面积的95%，活性炭对有机物的去除受有机物特性的影响，主要是有机物的极性和分子大小的影响，同样大小的有机物，溶解度愈大，亲水性愈强，活性炭对其吸附性愈差。
实验结果表明[4]，活性炭对分子量在500～3000的有机物有明显的去处效果，去除率一般为70%～87%.2.2 生物预处理技术生物预处理]对水中氨氮的去除最为有效，同时，还可去除一些有机物和铁、锰。
水的物理化学处理法
或股流。设置整流装置。
2．沉淀区
如前所述，要降低沉淀池中水流的紊流性指标 Re数和提高水流的弗劳德数（Fr），必须设法减 少水力半径R，采用导流墙，对平流式沉淀池进 行纵向分格等，均可减小水力半径，改善水流条 件。
Re = vR/ Fr ＝v2/Rg
• 混凝是通过向废水中投加混凝剂(coagulant)，破 坏胶体的稳定性，使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集 (aggregation)成较粗大的颗粒而沉降与水分离，使 废水得到净化。
• 混凝包括凝聚和絮凝两个步骤。
（二）废水中胶体颗粒的稳定性及脱稳机理
1. 胶体的特点：
• 粒径小，一般直径为10-3－10-6mm； • 布朗运动，颗粒在废水中受水分子热运动的碰撞
（1）压缩双电层作用
胶粒与溶液主体之间胶粒剩余电荷的存在，所产 生的电位，称为ζ电位。ζ电位越高，胶粒也就越 稳定；若ζ电位越低或接近于零，易于相互接触 粘合而沉降。
当分散系中加入某种絮凝剂，使胶团ζ电位降低 或消除，胶粒相互聚集成絮体，各分散的絮体又 相互凝聚成大絮体而沉降。
（2）吸附电中和机理(electrical neutralization)
斜板（管）沉淀池的应用：
一般应用于给水处理厂和一些工业废水处理厂如选矿废水、 含油污水隔油池较多
二、混凝
☺ 混凝原理和用途 ☺ 废水中胶体颗粒的稳定性及脱稳机理 ☺ 混凝剂与助凝剂 ☺ 混凝的工艺过程 ☺ 投药方法及设备 ☺ 混合与反应 ☺ 影响混凝的因素
（一）混凝原理和用途
• 混凝的主要对象是废水中的细小悬浮颗粒和胶体微 粒（colloidal matters)，这些颗粒用自然沉降法很 难从水中分离出去。
污水处理中的混凝沉淀处理方法
3 调整运行参数
对进出水管道、排泥设施等进行定期检查，确保正常运 行。
4 维护保养
对进出水管道、排泥设施等进行定期检查，确保正常运 行。
05
实际应用案例分析
某污水处理厂的混凝沉淀处理工艺流程
通过管道混合器投加混凝 剂，使污水中的悬浮物和
胶体颗粒脱稳；
进入沉淀池，通过重力作 用使絮体沉降，实现固液
经济效益分析
处理后的水质指标达到国家排放 标准，减少了对环境的污染；
降低了后续处理工艺的负担，提 高了整个污水处理厂的运行效率 。
01
02
混凝沉淀处理工艺简单，设备投 资少，运行费用低；
03
提高了污水处理厂的出水水质和 稳定性，增加了污水处理厂的收 入来源；
04
06
未来发展方向与挑战
技术创新与改进
经济因素
在满足处理要求的前提下，应选择价格较为合理的混 凝剂。
混凝剂的使用方法
投加方式
可以选择一次性投加或分批投加 ，根据实际情况选择最合适的方 式。
沉淀与澄清
混合后的污水应进行沉淀或澄清 处理，以使悬浮物沉降或浮出水 面，达到净化的目的。
01
02
投加量
根据污水量和处理要求，确定合 适的混凝剂投加量。
混凝沉淀是污水处理中的一种常用物理处理方法，主要用于去除污水中的悬浮物和胶体物质，提高污水的透明 度和水质。
污水处理的重要性
保护水资源
污水处理可以有效减少污水对水资源的污染 ，保护水资源免受污染和破坏。
保障人类健康
污水处理可以去除污水中的细菌、病毒等有 害微生物，降低疾病传播的风险，保障人类 健康。
。
斜板式沉淀池
水流方向为垂直方向，池体较矮，占地面积 小，适用于土地资源紧张的地区。
污水处理工艺流程介绍混凝沉淀
污水处理工艺流程介绍混凝沉淀混凝沉淀是一种常用的污水处理工艺流程，用于去除水中的悬浮颗粒物和浊度，提高水质。
下面将详细介绍混凝沉淀的工艺流程。
1. 混凝剂投加混凝沉淀过程的第一步是投加混凝剂。
混凝剂通常是一种高分子聚合物，如聚合氯化铝（PAC）或聚合硫酸铁（PFS）。
这些混凝剂具有极强的吸附和中和能力，能够将水中悬浮的颗粒物聚集成较大的颗粒。
2. 搅拌混合投加混凝剂后，需要进行搅拌混合，以促使混凝剂和水中的颗粒物充分接触并形成絮凝物。
通常使用机械搅拌设备，如搅拌器或搅拌罐，进行搅拌混合。
搅拌时间一般为10-30分钟，具体时间取决于水质和处理规模。
3. 絮凝沉淀经过搅拌混合后，混凝絮凝物开始沉淀。
这是因为混凝剂与悬浮颗粒物结合形成较大的絮凝物，使其比水重而下沉。
浊度高的水质通常会在较短时间内沉淀，而浊度较低的水质则需要较长时间。
4. 澄清池沉淀后的水将进入澄清池，澄清池是一个大型的储水池。
在澄清池中，沉淀的絮凝物会逐渐沉降到池底，并形成一层淤泥。
澄清池的设计通常考虑了沉淀和祛除淤泥的设施。
5. 水质监测在工艺流程中，需要进行水质监测以确保处理效果。
监测项目包括浊度、悬浮固体、COD（化学需氧量）等指标。
通过定期监测水质，可以调整混凝剂的投加量和混凝时间，以获得最佳的处理效果。
6. 捞渣和废泥处理在澄清池底积存的淤泥需要定期清理和处理。
常见的处理方法包括机械捞取、脱水、焚烧等。
这些处理方法可以有效地处理淤泥，并减少对环境的污染。
7. 出水处理经过混凝沉淀后，水质明显改善，但仍然可能存在一定的悬浮颗粒物和溶解性有机物。
因此，出水一般还需要进行进一步的处理，如过滤、活性炭吸附、消毒等，以确保出水达到排放标准。
综上所述，混凝沉淀是一种常用的污水处理工艺流程，通过投加混凝剂、搅拌混合、絮凝沉淀等步骤来去除水中的悬浮颗粒物和浊度。
然后经过澄清池、水质监测、捞渣和废泥处理等步骤，最终得到清澈的处理水。
这一工艺流程能够有效地提高水质，保护环境。
微污染水源的饮用水处理概述
微污染水源的饮用水处理概述微污染水源是指在水质中存在较低浓度的有害物质，一般无法肉眼看到，但可能对人体健康造成潜在风险的水源。
处理微污染水源饮用水的目标是将水源中的有害物质降至安全水平，保障人们的饮用水安全。
微污染水源的主要特点是有害物质的浓度较低，一般难以通过传统的水处理方法去除。
因此，处理微污染水源饮用水需要采用一系列先进的处理技术和方法。
处理微污染水源饮用水的主要技术包括预处理、混凝沉淀、过滤、吸附、膜分离、氧化还原等。
首先，预处理环节可以采用沉淀、澄清、过滤等方法去除悬浮物和浊度。
其次，混凝沉淀技术适用于去除水中高分子物质、胶体和氨氮等有机污染物，通过添加化学药剂使其形成团聚体，并通过沉降达到去除的目的。
再者，过滤技术可以采用活性炭滤池、砂滤器等方式去除有机污染物和颗粒物。
此外，吸附技术可以利用吸附材料如活性炭吸附溶解在水中的有机物质，从而去除水中的有机污染物。
膜分离技术包括超滤、反渗透等，可以通过膜膜孔大小和半透性来过滤去除微量有害物质。
最后，氧化还原技术主要是利用氧化剂和还原剂来降解水中的有机污染物。
在处理微污染水源饮用水的过程中，需要根据实际情况选择合适的技术和方法，并结合多种处理工艺的组合来提高处理效果。
此外，还需要注意对处理后的水质进行监测和评估，确保达到相关的安全标准，保证水质合格。
除了技术手段之外，还应加强水源的保护和管理。
可以通过加强农业、工业和城市的污染防治，减少有害物质的输入；强化污水处理和排放的监管，严禁乱排乱放；加大宣传力度，提高公众对水资源保护的意识和重视程度等，以减少微污染水源的产生和扩散。
综上所述，处理微污染水源饮用水需要采用一系列先进的处理技术和方法，并加强水源的保护和管理，才能确保水质达标，保障人们的饮用水安全。
处理微污染水源饮用水是一项复杂而重要的任务，需要政府、企业和公众共同努力，共同参与，共同推动，为人民提供优质的饮用水。
在处理微污染水源饮用水的过程中，需要考虑到水源的特点和水处理工艺的可行性。
给水工程知识点-混凝、沉淀、过滤、消毒知识要点
依靠重力，利用颗粒与水的密度之差，将颗粒物从水中分离出来的过程
自由沉淀
离散型颗粒，沉淀过程互不干扰，颗粒性质不发生改变 条件：废水中悬浮固体浓度都很低，颗粒大小、密度和沉速不发生变化，固体颗粒不具有絮凝特性
絮凝沉淀
絮凝性颗粒，沉淀过程相互干扰，颗粒大小、沉速随时间增大而增大 条件：废水中悬浮固体浓度较高，固体颗粒具有絮凝特性
形式
虹吸滤池
反冲洗过程
先破坏滤池进水虹吸管的真空使该格滤池停止进水，滤池水位逐渐下降，滤速逐渐降低。当滤池内 水位下降速度显著变慢时，利用真空罐抽出冲洗虹吸管的空气使之形成虹吸。开始阶段，滤池内剩 余的水通过冲洗虹吸管抽入池中心下部，再由冲洗排水管排出，当滤池水位低于集水槽水位时，反 冲洗开始。当滤池内水面降至冲洗排水槽底部时，反冲洗强度达到最大值。当滤料冲洗干净后，破 坏冲洗虹吸管的真空，冲洗停止，然后利用真空系统使进水虹吸管恢复工作，过滤重新开始。
杀灭水中对人体健康有害的绝大部分病原微生物，使其产生的风险降低到可以接受的安全范围，以 防止水传播疾病。
折点h后加氯
加氯量
氯消毒
极为有效d的消毒剂，对细菌和病毒的消毒效果好，ph6-9范围，消毒效果仅次于臭氧，优于游离氯
消毒效果不受ph影响，不与氨反应 在水中稳定度次于氯胺，但高于游离氯
特点
二氧化氯消毒
机理
吸附电性中和机理 吸附架桥机理
指胶核表面直接吸附异号的聚合离子或者异号的胶粒或者链状高分子带异号的部分来降低胶粒的电 势，使胶体颗粒脱稳的过程
胶粒-高分子-胶粒
网捕或卷扫机理
金属氢氧化物沉淀物机械作用
水解吸热，低温困难
水温
低温粘度大，布朗运动强度减弱
影响因素
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2.混凝剂的影响
（2）混凝剂投加量(dosage) 投加量除与水中微粒种类、性质、浓度有关外，还与混
凝剂品种、投加方式及介质条件有关。 任何废水的混凝处理，都存在最佳混凝剂和最佳投药
量的问题，应通过试验确定。 （3）混凝剂投加顺序(sequence) 当使用多种混凝剂时，其最佳投加顺序可通过试验来确
胶体的性质
(1)稳定性：是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特 性。
动力学稳定性：无规则的布朗运动强，
对抗重力影响的能力强。
胶体稳定性
聚集稳定性包括：①胶体带电相斥（憎
水性胶体）；②水化膜的阻碍（亲水性
胶体）
胶体的脱稳和凝聚机理
1.基本概念 稳定性（stabilization)---胶体颗粒保持分散的悬浮状态的特性
混凝的概述
混凝澄清法的概念
混凝澄清－－是指在混凝剂的作用下，使水中的胶 体和细微悬浮物凝聚为絮凝体，然后予以分离除去 的水处理法。
混凝 凝聚coagulation ：胶体失去稳定性的过程称为凝聚 絮凝flocculation ：脱稳胶体相互聚集称为絮凝。
混凝机理
胶体
水处理中常见胶体 粘土颗粒（对于d<4μm），大部分细菌（0.2~80nm）， 病毒（10~300nm），蛋白质。
2.混凝剂的影响
（1）混凝剂种类(kinds of coagulants)
混凝剂的选择主要取决于胶体和细微悬浮物的性质、浓 度。
如水中污染物主要呈胶体状态，且电位较高，则应先 投加无机混凝剂使其脱稳凝聚;
如絮体细小，还需投加高分子混凝剂或配合使用活性硅 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。
3 水的混凝澄清及沉淀处理
混凝的去除对象
主要对象是废水中的细小悬浮颗粒和胶体微粒，这些 颗粒用自然沉降法很难从水中分离出去。
真溶液 胶体溶液
悬浮液
10-10 10-9 10-7
10-4
混凝法
粒度（m）
沉淀法
降低废水的浊度和色度，去除多种高分子有机物、某些重 金属和放射性物质，还能改善污泥的脱水性能。
快，絮体溶解度最小。不同混凝剂最佳pH值要通过试验确定。 （3）水温(temperature) 水温会影响无机盐类的水解，水温低，水解反应慢。另外水温低
，水的粘度增大，布朗运动减弱，混凝效果下降。 （4）共存杂质(impurities) 有些杂质的存在能促进混凝过程。而有些物质则不利于混凝的进
行。
该过程的实质是由于扩散层厚度的减小，胶粒 得以迅速凝聚。
压 缩 双 电 层 ―― 电 位 ―― 稳 定 性 ―― 凝 聚
（2）电性中和机理 (electrical neutralization)
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，中和了电位离子所带电荷，减少 了静电斥力，降低了电位，胶粒间的排斥力减小 ，距离减小，吸引力增大，胶粒得以迅速凝聚。使 胶体的脱稳和凝聚易于发生。
电位离子 反离子
滑动面 胶团边界
胶核
吸附层 扩散层
胶粒
d.滑动面----固定层和扩散层之间的交界面。 e.胶团----胶粒和扩散层一起构成电中性的胶体粒子。
电位离子 反离子
滑动面 胶团边界
胶核
吸附层 扩散层
胶粒
ξ电位 Ψ电位
φ电位--- 胶核表面上的电位离子和反离子之间形成的电位 称为总电位，即φ电位。 ζ电位---胶体滑动面与溶液主体之间的电位称为移动电位 ，即ζ电位。
高分子絮凝剂投加后，通常可能出现以下两个现 象 ①高分子投量过少，不足以形成吸附架桥； ②但投加过多，会出现“胶体保护”现象；
高分子聚合物对胶体或微粒的吸附架桥作用 示意图
＋
＋
＋
胶体保护：当高分子物质投 量过多时，胶粒的吸附面均 被被高分子覆盖，两胶粒接 近时，就受到高分子之间相 互排斥而不聚集。这样就会 产生“胶体保护”。
称为胶体的稳定性。 脱稳(destabilization)---胶体因电位降低或消除，从而失去稳
定性的过程称为脱稳. ---凝聚 絮凝---脱稳的胶粒相互聚集为微絮粒的过程,称为凝聚. 2. 混凝的机理 混凝可分为压缩双电层、电性中和、吸附架桥、网罗卷带四种
机理。
（1）压缩双电层机理 (modification of the electrical double layer)
以上介绍的混凝的四种机理，实际应用中往往 可能是同时或交叉发挥作用的，只是在一定情 况下以某种机理为主而已。
影响混凝的因素
1.废水水质的影响 2.混凝剂的影响 3.水力条件的影响
1.废水水质的影响
（1）浊度(turbidity) 浊度过高或过低都不利于混凝，浊度不同，所需的混凝剂用量也
不同。 （2）pH值 在混凝过程中，都有一个相对最佳pH值存在，使混凝反应速度最
架桥模型
形成“胶粒—高分子—胶粒” 的絮凝体
胶体保护示意
（4）网罗卷带机理 (entrapment in the floc structure)
沉淀金属氢氧化物(如Al(OH)3、Fe(OH)3)或带 金属的碳酸盐(如CaCO3)时，水中的胶粒和细微 悬浮物可被这些沉淀物在形成时作为晶核或吸 附质所网捕，产生沉淀分离。
其特点是：当药剂投加量过多时，电位可反号。
电性中和――Φ电位↓－－电位――稳定性 ――凝聚
（3）吸附桥联机理 (polymer bridging of colloids)
吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合物在静电引 力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与 胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的过程。架桥模 型示意见图
加入电解质，加入的反离子与扩散层原有反离 子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸 附层中，从而使扩散层厚度减小。产生压缩双 电层作用，使ξ电位降低，从而胶体颗粒失去 稳定性，产生凝聚作用。
双电层的厚度与溶液中的反离子的浓度有关。 当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增 高时，则扩散层的厚度将减小。
定。一般而言，当无机混凝剂与有机混凝剂并用时，先 投加无机混凝剂，再投加有机混凝剂。
但当处理的胶粒在50m以上时，常先投加有机混凝剂吸 附架桥，再加无机混凝剂压缩扩散层而使胶体脱稳。
3.水力条件的影响