强化混凝工艺与技术.

过滤设备
清水进入 后续处理设施
常用混凝剂与助凝剂
一、无机混凝剂
常用有机混凝剂与助凝剂
二、 人工合成高分子混凝剂
① 阴 离 子 型 ： 主 要 含 -COOM(M 为 H+ 或 金 属 离 子 ) 或 -SO3H 的聚合物，如阴离子聚丙烯酰胺 (CPAM) 和聚苯乙烯磺 酸钠（PSS）等。 ② 阳离子型：主要是含有 -NH3+、-NH2+和-N+R4的聚合 物，如阳离子聚丙烯酰胺（APAM）等。 ③ 非离子型：所含基团未发生反应的聚合物。如非 离子型聚丙烯酰胺（NPAM）和聚氧化乙烯(PEO)等。
市政给水深度处理理论与技术
强化混凝工艺与技术
lisun99@
给水处理工艺流程升级改造
深度处理
常规处理
预处理
消毒
水厂升级改造技术
常规工艺强化技术
• 强化混凝 • 预氧化技术 • 强化沉淀与气浮 • 强化过滤技术
预处理技术
预氧化技术、生物处理技术
深度处理技术
活性炭过滤、膜分离技术、离子交换技术
2 混凝工艺的处理对象
微小悬浮物和胶体杂质
表：按粒径大小天然水体中的杂质分类
杂质 粒径 观测工具 溶解性物质 <10-6mm 电子显微镜 胶体 10-6mm~10-3mm 超倍显微镜(光学) 悬浮物 >10-3mm 显微镜、祼眼
水的外观
组成 处理难易程度
透明
无机物、部分有 机物等 最难
浑浊
粘土、细菌、病 毒、蛋白质、微 生物代谢产物等 难
常规混凝工艺介绍
1 混凝的定义
混凝(Coagulation): 是凝聚、絮凝两个过程的总称。是水中胶体粒子及 微小悬浮物的聚集过程。 凝聚(Aggregation):投加混凝剂后水中的胶体失去 稳定性，胶体颗粒互相凝聚，结果形成众多的“小矾 花”。 絮凝(Flocculation):凝聚过程中形成的“小矾花” 通过吸附、卷带、架桥等作用，形成颗粒较大絮凝体的 过程。

采用混凝自动控制技术
原水 混 合 反应、沉淀 过 滤 出水
投药
胶体电荷 传感器
水样排放
浊度仪
水样排放
混凝 控制器
浊度 控制器
SC4000 型单因子混凝投药高精度双闭环自控系统
预氧化措施的目的
除藻 消毒 除色 分解嗅味有机物 强化混凝 (破坏有机物对胶体的保护作用) 降解农药 氧化铁锰 生物稳定性
一、混合方式与混合设备

使药剂能快速、均匀地分散到废水中。
★★快速：是因混凝剂在废水中发生水解反应的速度很快，需 要尽量造成急速扰动以生成大量细小絮体，并不要求生成大颗粒； ★★均匀：是为了化学反应能在废水中各部分得到均衡发展。

混合方式分为水力混合和机械混合。
常见方式：
管式混合
水技术
污泥回流的技术优势：
1. 水质和水量适应性、水处理效能、抗冲击负 荷等均显著提高，出水水质改善。
2. 自用水量减少；污泥量减少；
3. 污泥特性改善：沉降特性、脱水特性等，污
泥处理成本降低。
污泥回流技术
污泥回流的技术优势：
1. 水质和水量适应性、水处理效能、抗冲击负 荷等均显著提高，出水水质改善。
常用絮凝设施
水力絮凝反应设施 改变絮凝构筑物结构，通过流动过程 中的阻力将水流自身能量传递给絮凝 体，增加颗粒接触碰撞和吸附机会， 在絮凝过程中产生一定水头损失。不 能适应水质、水量变化。 机械絮凝反应设施 通过电机带动叶片搅拌，使水流产生 一定的速度梯度，将能量传递给絮凝 体，增加颗粒接触碰撞和吸附机会。 可随水质、水量变化随时改变转速， 以保证絮凝效果，能应用于任何规模 水厂。 隔板絮凝池 折板絮凝池 栅条絮凝池 穿孔旋流絮凝池
水平轴搅拌絮凝池
垂直轴搅拌絮凝池
强化混凝工艺介绍
强化混凝的常规处理技术
1 改善水力条件 • 增加混合强度
• 改进混合设施 • 采用机械搅拌
2 改善药剂 • 增加投加量
• 调节pH值、水温、碱度等反应条件 • 增加助凝剂 • 使用新型混凝剂
3 改善工艺
• • • • 增加预处理技术 改建高效混凝设备 污泥回流技术 混凝剂投量的自动检测控制
作用结果：增大颗粒粒径、改善颗粒比重或密实度
显微镜下观测到的藻类在混凝前后的外形图 （左）混凝后 （右）混凝前
混凝对颗粒沉降速率及途径的影响
4 混凝工艺基本流程
来水 混凝剂 称 重 溶解池 溶液池 定量投加设备 混凝剂制备单元 絮凝装置 混凝装置 混 凝 单 元
沉淀设备
分 离 单 元 气浮设备 分离装置 泥渣处理

聚丙烯酰胺
简称PAM，又称三号混凝剂，PAM的分子结构通式为：
-[-CH2-CH-]-n ,
CONH 2
PAM是线状水溶性高分子，其分子量在300-1800万。 阴离子聚丙烯酰胺(CPAM) 阳离子聚丙烯酰胺（APAM） 非离子型聚丙烯酰胺（NPAM） 两性离子型聚丙烯酰胺（NPAM）
常用混凝工艺与设备


回流技术
回流：将沉淀区沉积下的污泥或其他沉淀物部 分回流到沉淀池前段，以人为地： 提供凝聚核心 增加反应区SS浓度 加强絮凝效果 回收部分药剂。
2. 自用水量减少；污泥量减少；
3. 污泥特性改善：沉降特性、脱水特性等，污
泥处理成本降低。
污泥处理 污泥活化 污泥回流 污泥浓缩
高分子 聚合物
澄清水
混凝剂 原水
混合
反应池
沉淀池、澄清池 污泥排放
污泥活化处理
污泥活化处理流程： 浓缩污泥→助剂→活化→回流
回流污泥量：
处理水量的2%左右，可调节；
污泥活化特点： 1. 特性改善：凝聚特性、吸附特性、沉降特性、 脱水特性等，有助于混凝过程和混凝效果； 2. 回流污泥量可控； 3. 可去除有机污染物。
强化混凝的目的
混凝剂颗粒与 胶体颗粒碰撞
完成有效的混凝 需要满足条件
脱稳悬浮颗粒 之间碰撞
足够反应时间
混凝条件的改善与高效混凝设备
高效混合设备 机械搅拌具有较大的适应性，但对设备质 量要求高 网格絮凝、折板絮凝等

混凝剂投量的自动检测控制
数学模型法 流动电流 PDA（透光率脉动检测） 显微摄像观测
浑浊
大颗粒 容易
3 混凝工艺的作用
混凝所处理的对象，主要是水和废水中的微小 悬浮物和胶体杂质。混凝的作用：破坏胶体的聚集 稳定性，使胶体脱稳、聚集、易沉淀析出。
作用条件：水温、水的 pH 值和碱度、混凝剂、水力条 件、原水水质等
作用机理：双电层压缩机理、吸附电中和机理、吸附 架桥机理、沉淀物网捕机理