水处理的混凝工艺原理
混凝实验报告总结
一、实验背景混凝过程是现代城市给水和工业废水处理工艺研究中不可或缺的前置单元操作环节之一。
本实验旨在通过混凝实验，加深对混凝理论的理解，探索最佳混凝工艺条件，提高水处理效果。
二、实验目的1. 了解混凝现象及过程，观察矾花的形成。
2. 了解混凝的净水作用及主要影响因素。
3. 了解助凝剂对混凝效果的影响。
4. 探求水样最佳混凝条件（包括投药种类、投加量、pH值等）。
三、实验原理天然水中存在大量胶体颗粒，使原水产生浑浊。
混凝剂通过压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥和沉淀物网捕等机理，使胶体颗粒脱稳，相互碰撞聚集，形成较大的絮体，从而实现净水目的。
四、实验方法1. 实验材料：原水、混凝剂、助凝剂、pH值调节剂、烧杯、搅拌器、pH计等。
2. 实验步骤：（1）取一定量的原水，加入适量的混凝剂，搅拌一定时间；（2）调节pH值，观察矾花形成情况；（3）加入助凝剂，继续搅拌；（4）观察絮体沉降情况，记录相关数据。
五、实验结果与分析1. 实验结果表明，混凝剂投加量为7ml时，混凝效果最佳。
在此条件下，矾花形成迅速，沉降速度快，出水浊度低。
2. 最佳pH值为7.63，在此pH值下，混凝剂水解程度高，脱稳效果显著。
3. 助凝剂对混凝效果有一定影响，但其影响相对较小。
在最佳混凝剂投加量和pH值条件下，助凝剂对混凝效果的影响不明显。
六、实验结论1. 本实验验证了混凝剂、pH值和助凝剂对混凝效果的影响，为实际水处理工艺提供了理论依据。
2. 最佳混凝工艺条件为：混凝剂投加量为7ml，pH值为7.63，无需添加助凝剂。
3. 实验结果可为水处理工程提供参考，有助于提高水处理效果。
七、实验不足与展望1. 实验过程中，未对混凝剂种类进行深入研究，今后可对不同混凝剂进行对比实验，探究其适用范围。
2. 实验过程中，未对助凝剂种类和用量进行系统研究，今后可对助凝剂进行优化，提高混凝效果。
3. 实验过程中，未对混凝过程中的水质变化进行详细分析，今后可对混凝过程中水质变化进行跟踪，为优化混凝工艺提供数据支持。
第三节 混凝
混凝原理 混凝剂与助凝剂 混凝工艺过程及设备 操作管理 澄清池
钱意
一、混凝原理
混凝就是通过向水中投加一些药剂（常称混凝剂）使水中 难以沉淀的细小颗粒（粒径大致在1~100μ m）及及胶体颗 粒脱稳并互相聚集成粗大的颗粒而沉降，从而实现与水分 离，达到水质的净化。
混凝的原理：双电层作用(低分子电解质对胶体微粒产生 电中和以引起胶体微粒凝聚)和化学架桥作用(胶体微粒对 高分子物质具有强烈的吸附作用，各微粒依靠高分子的连 接作用构成某种聚集体，结合成为絮状物)。
混凝机理简介
压缩双电层机理 吸附电中和机理 吸附架桥机理 沉淀物网捕机理
影响混凝效果的因素
PH值 水中pH值对混凝剂的水解及其形成的难溶盐溶解度、凝聚 效果等有直接影响，不同的混凝剂，对其产生混凝作用时 的最佳pH值有不同的要求。 水温 水温以 20℃~30℃ 为宜。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。
胶体粒子的结构及其电位分布
电泳与电渗
电泳现象是指在电场作用下，胶体微粒能向一个电极方向 移动的现象。也可认为有一部分液体渗透过了胶体微粒间 的孔隙而移向相反的电极，这种液体在电场中透过多孔性 固体的现象称为电渗。电泳现象说明胶体微粒是带电的。 当在外加电场作用下，胶体微粒向阴极运动，说明该类胶 体微粒带正电；向阳极运动，则说明该类胶体微粒带负电。
W—溶液池的容积，m³ a—混凝剂最大用量，mg/L Q—处理的水量，m³/h c—溶液浓度，一般用10％~20％ n—每昼夜配制溶液的次数，一般为2~6次 溶药池容积：W1=（0.2~0.3）W
混凝剂原理
混凝剂原理
混凝剂是一种用于固液分离和浓缩的化学物质，常用于水处理、固废处理等方面。
混凝剂的作用是将悬浮在液体中的固体颗粒聚集起来形成较大的颗粒，以便于后续的分离处理。
混凝剂的原理是通过电化学或化学凝聚作用使颗粒之间发生相互作用。
一般情况下，混凝剂被添加到水中时，其会吸附在固体颗粒表面，改变颗粒的表面电荷性质。
这样一来，颗粒之间的排斥力减小，而吸引力增加，使固体颗粒之间发生相互作用，最终形成较大的沉淀物或浮渣。
除了表面电荷性质的改变外，混凝剂还可以通过化学反应的方式引起颗粒聚集。
例如，钙离子添加到水中可以与水中的碳酸根离子发生反应，生成难溶的碳酸钙沉淀，使水中的悬浮颗粒结合在一起。
需要注意的是，混凝剂的选择应根据待处理液体的性质和待达到的处理效果来确定。
不同的混凝剂有不同的适用范围和作用机制，因此在实际应用中需根据具体情况进行选择。
此外，混凝剂的投加量也需要控制，过量的投加会导致处理效果不佳，而过少的投加则不能达到预期的分离效果。
水处理的混凝方法与混凝剂
水处理的混凝方法与混凝剂发表时间：2009-05-22T09:15:35.263Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年5月上旬刊供稿作者：张丽娟[导读] 在诸多的水处理方法中，混凝法是一种最常用的水处理物化方法。
摘要：在诸多的水处理方法中，混凝法是一种最常用的水处理物化方法。
这种方法是通过向水中加入混凝剂而使胶体脱稳产生絮凝，从而去除污染物的方法。
影响混凝的因素有很多，比如温度、PH值、水力条件、絮凝剂投加量和性质等，调节好这些因素能达到很高的去除效果。
关键词：水处理混凝硫酸铝聚合氯化铝聚合硫酸铁聚丙烯酰胺0 引言在工业废水和生活废水处理中，有一种很重要的物化处理方法：混凝法。
这种水处理方法应用广泛，各种污染指标去除率高。
下面对这一方法进行简单介绍。
1 混凝法1.1 混凝法的概念在天然水中和各种废水中，物质在水中存在的形式有三种：离子状态、胶体状态和悬浮状态。
一般认为，颗粒粒径小于1nm的为溶解物质，颗粒粒径在1~100nm的为胶体物质，颗粒粒径在100nm~1mm为悬浮物质。
其中的悬浮物质是肉眼可见物，可以通过自然沉淀法进行去除；溶解物质在水中是离子状态存在的，可以向水中加入一种药剂使之反应生成不溶于水的物质，然后用自然沉淀法去除掉；而胶体物质由于胶粒具有双电层结构而具有稳定性，不能用自然沉淀法去除，需要向水中投加一些药剂，使水中难以沉淀的胶体颗粒脱稳而互相聚合，增加至能自然沉淀的程度而去除。
这种通过向水中加入药剂而使胶体脱稳形成沉淀的方法叫混凝法，所投加的药剂叫混凝剂。
1.2 混凝的基本原理废水中的胶体物质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，这就是胶体微粒的双电层结构。
形成双电层结构的微粒的整个胶体结构就称为胶团，整个胶团是电中性的。
胶团中心是带有电荷的固体微粒本身，称为胶核。
胶核所带电荷的符号就是胶体所带电荷的符号。
混凝法原理
混凝法原理
混凝法是一种用于处理水体或废水的方法，通过添加混凝剂来去除悬浮物和溶解物。
混凝剂一般是一种带有正电荷的化学物质，如聚合铝盐或聚合铁盐。
混凝法的原理可以通过以下几个步骤来解释。
首先，混凝剂与水中的悬浮物和溶解物发生化学反应，形成较大的凝聚体或絮凝物。
这些凝聚体比原来的悬浮物更大、更重，从而更容易沉降或被过滤。
其次，混凝剂的正电荷与水中的负电荷颗粒相互吸引，形成絮凝物。
这种吸引力是静电吸引力，有助于使悬浮物聚集在一起。
当形成的絮凝物足够大时，它们被引力牵引到液体中心或底部，并与其他絮凝物结合形成较大的沉降物。
最后，凝聚物沉降到底部形成混凝沉淀池，或通过过滤等分离方法进行分离。
沉淀物的处理方式取决于具体的应用，可以是通过机械操作将其从底部移除，或者使用离心机等设备进行离心分离。
综上所述，混凝法的原理是通过混凝剂与水中的悬浮物和溶解物发生化学反应，形成较大的凝聚物或絮凝物，然后通过静电吸引力和引力使它们聚集在一起，最终通过沉降或分离处理方法进行去除。
混凝的原理
的相对含量（曲线旁数字分别表示x和y）
(1) 铝总浓度为0.1mol/L ； （2）铝总浓度为10-5mol/L,水温25℃
6.1.5 混凝机理 1．电性中和作用机理 电性中和作用机理包括压缩双电层与吸附电 中和 作用机理，见图6-4。 （1）压缩双电层 加入电解质加入，形成与反离子同电荷离子，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。 压缩双电层机理适用于叔采－哈代法则，即：凝 聚能力离子价数6。 该机理认为电位最多可降至0。因而不能解释以 下两种现象：①混凝剂投加过多，混凝效果反而 下降；②与胶粒带同样电号的聚合物或高分子也 有良好的混凝效果。
6．2 混凝剂和助凝剂
6.2.1 混凝剂 混凝剂应符合以下要求：①混凝效果好；②对 人体无危害；③使用方便；④货源充足，价格低 廉。 目前混凝剂的种类有不少于200－300种，分为 无机与有机两大系列，见表6-1。 与硫酸铝相比，三氯化铁具有以下优点：①适 用的pH值范围较宽；②形成的絮凝体比铝盐絮凝 体密实；③处理低温低浊水的效果优于硫酸铝； ④但三氯化铁腐蚀性较强。 硫酸亚铁一般与氧化剂如氯气同时使用，以便 将二价铁氧化成三价铁。
第六章 混 凝
6．1混凝机理.
6.1.1 基本概念 混凝：水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集 过程称为混凝，是凝聚和絮凝的总称。 凝聚：胶体失去稳定性的过程称为凝聚。 絮凝：脱稳胶体相互聚集称为絮凝。 混凝过程涉及：①水中胶体的性质；②混凝 剂在水中的水解；③胶体与混凝剂的相互作 用。
G
当采用机械搅拌时，p由机械搅拌器提供。当 采用水力絮凝池时，p应为水流本身所消耗的能 量，由下式决定：
pV gQh V QT
则采用水力絮凝池时，
水处理中的混凝沉淀过程流体动力学分析
水处理中的混凝沉淀过程流体动力学分析引言水是人类生活中必不可缺的资源，而随着人口的增加和工业化的发展，水资源的污染问题日益严重。
因此，水处理变得尤为重要。
在水处理过程中，混凝沉淀是常见且重要的一项工艺，用于去除水中的悬浮颗粒物和溶解有机物。
混凝沉淀过程的流体动力学性质对于水处理的效果和设备的设计具有重要影响。
本文将对水处理中混凝沉淀过程的流体动力学进行分析和探讨。
混凝沉淀过程概述混凝沉淀是利用化学混凝剂将水中的悬浮物聚集成较大的颗粒物并沉淀至底部的过程。
在混凝过程中，悬浮物与混凝剂发生吸附和相互作用，形成颗粒状的絮凝物。
随后，絮凝物经由重力作用沉降至水体底部或通过过滤等方法分离出去。
混凝沉淀过程是一个复杂的物理化学过程，需要考虑多种因素，包括混凝剂的种类和用量、溶液的pH值、温度等。
流体动力学模型流体动力学模型是描述混凝沉淀过程中液相和固相之间相互作用的数学模型。
该模型基于质量守恒定律、动量平衡方程和颗粒物运动方程等基本原理，考虑了悬浮颗粒物的运动、聚集和沉降过程。
在建立流体动力学模型时，需要考虑以下几个关键因素：1.流体的流动特性：流体动力学模型要考虑流体的黏性、密度和速度分布等因素，以准确描述混凝沉淀过程中的流动行为。
2.混凝剂的添加和混凝效果：混凝剂的添加和混凝效果对于沉淀效率和凝聚物的形成具有重要影响。
流体动力学模型应考虑混凝剂的浓度变化和混凝物质的形成过程。
3.颗粒物的沉降速度：颗粒物的沉降速度是混凝沉淀过程中的关键参数。
流体动力学模型应考虑颗粒物的大小、密度和形状等因素，以准确描述颗粒物的沉降速度。
4.液固分离过程：液固分离是混凝沉淀过程的最终目标，流体动力学模型应考虑分离装置的设计和效果。
混凝沉淀过程的分析和研究方法混凝沉淀过程的分析和研究方法主要包括实验方法和数值模拟方法。
实验方法实验方法是研究混凝沉淀过程的经典方法之一。
通过在实验室中模拟混凝沉淀过程，可以获得实际数据用于分析和建模。
水处理混凝工艺原理
水处理混凝工艺原理1、混凝的定义向原水中投加混凝剂，破坏水中胶体颗粒的稳定性，通过胶粒间以及其他微粒的互相碰撞和聚焦，形成易于从水中分离的絮状物质的过程，称为混凝。
混凝是去除天然水中浊度的最主要的方法。
水中浊度是由细微悬浮物所造成的，分散度处于胶体状态时将产生最大的光散射，因而胶体物质是形成浊度的主要因素。
混凝也是去除天然色度的重要方法。
水中天然色度来源于腐败的有机植物，主要是土壤中所含的腐殖质。
腐殖质是成分十分复杂的物质，分子量从几百到数万。
有一部分天然色度属于高分子真溶液，但投加混凝剂可以使天然色度分子与铝或铁形成难溶的络合物，或者是通过混凝剂带的正电荷的水解产物与色度分子的负电荷中和而形成凝絮。
混凝对某些无机物和某些有机污染物，也有一定的去除效果。
水中的铁、硅可以以有机物、亚铁盐的形式，也可以胶体络合物的形式存在于水中。
当以胶体形式存在时，可以用混凝的方法去除。
如上海黄浦江原水总硅量约16.8毫克/升，溶解性硅为5.6毫克/升，采用混凝-沉淀-过滤处理后，总硅量可降到6.7毫克/升。
如果用加强混凝的方法，胶体硅可下降到0.2-0.4毫克/升。
生活饮用水中规定的十种无机物和重金属污染，除了硝酸盐和氟化物外，混凝对常见八种重金属污染都有一定的去除效果。
2、混凝过程混凝常见分为凝聚和絮凝两个阶段。
胶体颗粒具有十分巨大的比表面积，胶核表面的电位离子吸收相反的离子，形成内外两个电离层。
胶体核心外是扩散层和吸附层，当同号电荷颗粒接近到扩散层时同电荷会产生斥力，这是胶体颗粒不会聚集的主要原因。
当原水投加混凝剂时，随着采用混凝剂的品种、投加量、胶体颗粒的性质以及介质环境温度等多种因素发生以下变化：⑴压缩扩散层。
当向水中投加电解质盐类时，水中的离子浓度增加，扩散层厚度减少。
⑵吸附和电荷中和。
当采用铝盐或铁盐作为混凝剂时，随着pH 值的不同，会有不同的水解产物。
当pH较低时，带正电荷。
与多数为负电荷的胶体（胶核）颗粒起中和作用，从而导致颗粒相互聚集。
絮凝的原理
絮凝的原理
絮凝是一种水处理技术，它通过添加絮凝剂将悬浮在水中的微小颗粒聚集成较
大的絮凝体，便于后续的沉降或过滤，从而达到净化水质的目的。
絮凝的原理主要包括混凝、絮凝和沉降三个阶段。
首先是混凝阶段。
在这个阶段，絮凝剂被加入到水中，与悬浮颗粒发生作用，
形成较大的絮凝体。
混凝的过程中，絮凝剂与水中的颗粒发生化学反应或物理吸附，使颗粒之间产生吸引力，逐渐聚集形成絮凝体。
接下来是絮凝阶段。
在这个阶段，形成的絮凝体继续增大，同时吸附更多的悬
浮颗粒，使水中的颗粒逐渐减少。
絮凝的过程中，絮凝体的大小和密度逐渐增加，使得它们能够更快速地沉降或被过滤掉。
最后是沉降阶段。
在这个阶段，形成的大型絮凝体由于重力作用开始向水底沉降，或者通过过滤器被过滤掉，从而使水中的悬浮颗粒得到有效去除。
沉降的速度取决于絮凝体的大小和密度，通常较大、较重的絮凝体沉降速度较快。
絮凝的原理是通过絮凝剂的作用，使微小颗粒聚集成较大的絮凝体，然后通过
沉降或过滤将这些絮凝体从水中去除，从而实现水质的净化。
在实际应用中，絮凝剂的选择、投加量、混合方式等因素都会影响絮凝效果，需要根据具体的水质情况和处理要求进行调整和优化。
总的来说，絮凝是一种简单有效的水处理技术，通过物理化学的作用将水中的
悬浮颗粒去除，可以应用于饮用水处理、工业废水处理等领域，对改善水质起到重要作用。
随着技术的不断进步，絮凝技术也在不断完善和创新，为解决水质污染问题提供了有力的手段。
聚合氯化铝混凝原理
聚合氯化铝（Polyaluminum Chloride，PAC）是一种常用的水处理药剂，用于水处理中的混凝过程，主要用于去除悬浮物、胶体物质和颜色等。
其混凝原理如下：
聚合氯化铝的分子结构中含有氢氧根离子和氯离子。
在水处理过程中，聚合氯化铝会在水中释放出氢氧根离子，这些氢氧根离子会与水中的阳离子和颗粒表面的阴离子发生化学反应，从而引起颗粒的电荷中和和聚集。
混凝的主要过程如下：
1. 吸附：聚合氯化铝中的氢氧根离子和氯离子吸附在悬浮物和胶体粒子表面。
这些离子与粒子表面的电荷相互作用，减少了粒子的表面电荷。
2. 中和：悬浮物和胶体粒子表面的电荷被中和，导致粒子之间的静电排斥减小。
这使得粒子更容易靠近彼此。
3. 聚集：经过中和后，粒子之间的静电排斥减弱，使得粒子能够相互靠近。
粒子逐渐形成较大的聚集体，这些聚集体称为絮凝物。
4. 沉淀：形成的絮凝物比较大且密度较大，它们在水中沉降速度较快。
随着絮凝物的沉降，悬浮物、胶体和其他杂质逐渐从水中被移除。
总之，聚合氯化铝通过中和、吸附和聚集等作用，使水中的悬浮物和胶体形成大的絮凝物，从而促使这些杂质从水中沉淀出来，实现水处理中的混凝过程。
混凝沉淀的原理
混凝沉淀的原理嘿，朋友们！今天咱们来聊聊混凝沉淀的原理，这可是个在水处理等领域大显身手的神奇事儿呢！你看啊，混凝沉淀就像是一场微观世界里的奇妙派对。
想象一下，有一个大水池，里面装满了各种各样的小颗粒，就像一群调皮的小精灵在水中嬉戏。
这些小颗粒有的带正电，有的带负电，它们在水里自由自在地游来游去。
这时候，我们的主角——混凝剂闪亮登场啦！混凝剂就像是一个超级厉害的组织者，它一进入水池，就开始施展它的魔法。
如果混凝剂带正电，它就会像一个热情的大哥哥，去吸引那些带负电的小精灵（小颗粒）。
它们会紧紧地拥抱在一起，形成一个个小小的团体。
反过来，如果混凝剂带负电，它就会和带正电的小颗粒成为好朋友，同样聚在一起。
这就好比在一场派对上，大家根据各自的特点和喜好，分成了不同的小组，开始热闹起来。
这些聚在一起的小团体还不算完哦，它们会慢慢变大，就像小水滴汇聚成大水滴一样。
这个过程中，它们的重量也在增加，不再像以前那么轻盈地在水中漂浮啦。
这就像是小朋友们手拉手组成了一个大队伍，变得更有力量，也更稳重了。
随着时间的推移，这些变大变重的小团体就会慢慢下沉，就像秋天的树叶从树上飘落下来一样，朝着水池的底部缓缓而去。
这就是沉淀的过程啦。
最后，水池的上部就会变得清澈起来，那些原本浑浊的小颗粒都被沉淀到了底部，就好像派对结束后，场地被清理干净了一样。
比如说在我们日常生活中的自来水厂，混凝沉淀就是一个非常重要的环节。
从江河湖泊里取来的水，里面含有各种杂质和小颗粒。
通过加入合适的混凝剂，让这些小颗粒凝聚沉淀下来，就能把水变得更干净，我们才能放心地使用。
我记得有一次去参观自来水厂，看到那个大大的沉淀池，工作人员给我们讲解混凝沉淀的原理时，我就觉得特别神奇。
原来我们每天用的干净水，背后有这么有趣的过程呢！在工业废水处理中，混凝沉淀也发挥着巨大的作用。
工厂里排出的废水，如果不经过处理，会对环境造成很大的污染。
而混凝沉淀可以把废水中的有害物质和杂质沉淀下来，让废水达到排放标准，减少对环境的危害。
混凝原理是什么
混凝原理是什么
混凝原理是指通过加入某种混凝剂，混合搅拌后，使溶液中的悬浮物或胶体颗粒彼此结合，形成较大的沉淀物或凝胶体系的过程。
在这个过程中，混凝剂与悬浮物或胶体颗粒发生物理或化学反应，使其聚集在一起，从而方便沉淀或过滤分离。
混凝的目的主要是为了在水处理、污水处理、制药、食品加工等领域中，去除溶液中的浊度物质、悬浮物或杂质，提高液体的澄清度或减少污染物的含量。
常用的混凝剂有铝盐、铁盐、有机高分子物质等。
混凝原理是依靠混凝剂与悬浮物或胶体颗粒之间的相互作用力，使其迅速聚集、增大体积，并形成大的沉淀物或凝胶体系。
化学处理方法混凝
• 当废水浊度低时，宜先投加其他混凝剂， 再投加聚丙烯酰胺，使胶体颗粒先脱稳 到一定程度，为聚丙烯酰胺的絮凝作用 创造有利条件； • 当废水浊度高时，应先投加聚丙烯酰胺， 再投加其它混凝剂，以让聚丙烯酰胺先 在高浊度水中充分发挥作用，吸附部分 胶粒，使浊度下降，其余胶粒由其它混 凝剂脱稳，再由聚丙烯酰胺吸附，这样 可以降低其它絮凝剂的用量。
高分子聚合物对胶体或微粒的吸附架 桥作用示意图
• ＋
＋
＋
（4）沉淀物网捕机理
(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。 • 以上介绍的混凝的四种机理，在水处理 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。
胶团边界
2)胶体的结构
胶核
定位离子
束缚反离子， 滑动面
胶体的双电 层结构模型
• [胶核]电位形成离子，束缚反离子自由反离 子[Fe(OH)3]m nH＋ (n－x)Cl－x+ Cl－
胶核 (nuclear) 吸附层 stationary layer 扩散层 diffuse layer
胶粒(colloidal particle)
2. 混凝方法的优缺点
• 优点：
• 设备简单，维护操作易于掌握，处理效 果好，间歇或连续运行均可以。
• 缺点：
• 由于不断向废水中投药，经常性运行费 用较高，沉渣量大，且脱水较困难。
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3. 混凝原理 • 1) 胶体的特点：
• 粒径小， • 布朗运动，颗粒在废水中受水分子热运 动的碰撞而作无规则的布朗运动； • 带电，同类胶体微粒带有同性电荷。 • 水化膜，许多水分子被吸引在胶体微粒 周围，形成水化膜。
混凝法 的基本
原理
混凝法是一种水处理技术，主要用于去除水中的悬浮物、有机物和少量的无机物。
混凝法的基本原理是利用一种吸附剂（通常是混凝剂）来吸附水中的污染物，然后将吸附剂和污染物一起沉淀出来，最后进行过滤或沉淀，使水达到指定的水质标准。
混凝法的基本流程如下：
1 添加混凝剂：将混凝剂加入水中，混凝剂可以是纤维素、聚合物、
高分子复合物等。
2 混凝反应：在适当的pH值和温度条件下，混凝剂与水中的污染
物发生反应，形成混凝膜。
3 沉淀：混凝膜会与水中的悬浮物结合，使污染物沉淀到水底。
4 过滤或沉淀：将沉淀物进行过滤或沉淀，以去除污染物。
混凝法是一种常用的水处理技术，它的优点在于能够有效去除水中的悬浮物和有机物，并且成本较低。
但是，混凝法也有一些缺点，如对高浓度的污染物的去除效率较低，混凝剂的消耗量较大等。
因此，在使用混凝法处理水时，应当注意选择适当的混凝剂，并进行有效的控制。
混凝处理学习资料
混凝处理天然水中的杂质种类很多，通常按这些杂质的分散态进行分类，分成悬浮物、胶体和有机物。
颗粒直径大于10mm的为悬浮物，在重力或浮力作用下易于分离出来，比水重的悬浮物，在静置或水流较慢时会在重力作用下下沉；比水轻的悬浮物，在水静置时会上浮，它们大都是一些有机物。
天然水中粒径在10~10mm的各种微小粒子都划为胶体范围，因为它们都具有胶体的性质。
胶体主要通过混凝处理除去。
溶解物质颗粒直径小于10mm，它包括离子态杂质和溶解气体（主要是O2和CO2）。
它通过离子交换、电渗析、反渗透除去。
For personal use only in study and research; not for commercial use一、胶体的概念及其特性1、胶体的动力稳定性和聚集稳定性胶体微粒很小，表面积非常大，具有很大的界面自由能，因此决定了胶体体系的许多特性。
稳定性是其中一种，胶体的稳定性分为动力稳定性和聚集稳定性。
For personal use only in study and research; not for commercial use动力稳定性：胶体微粒小，在各方向所受水分子的撞击力在瞬间是不平衡的，同时受重力影响甚微，胶体将朝合力方向不断移动，这种运动是不规则的，称为布朗运动，在布朗运动作用下，胶体微粒可以长时间不发生明显沉降，保持其分散状态，称为胶体颗粒的动力稳定性。
聚集稳定性：如果胶体微粒在相互碰撞中，因胶体微粒之间的排斥或胶体微粒表面的水合层（又称为水化膜）阻碍胶体微粒相互聚合，这种使胶体微粒保持其分散状态而不凝聚的性能称为稳定性。
2、亲水胶体和憎水胶体For personal use only in study and research; not for commercial use胶体能长时间保持其稳定性，其原因是胶体具有双电层结构或胶体微粒表面有一层水合层。
胶体按其对溶剂水的亲合力，分为亲水胶体和憎水胶体。
水的混凝机理与过程
第二章混凝第1节混凝的去除对象混凝可去除的颗粒大小是胶体及部分细小的悬浮物，是一种化学方法。
范围在：1nm~0.1μm（有时认为在1μm）混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚生长成大矾花。
水处理中主要杂质：粘土（50nm-4 μm）细菌（0.2μm-80μm）病毒（10nm-300nm）蛋白质（1nm-50nm）、腐殖酸1637年我国开始使用明矾净水1884年西方才开始使用混凝过程涉及到三个方面的问题：水中胶体的性质混凝剂在水中的水解与形态胶体与混凝剂的相互作用第2节胶体的性质一、胶体的稳定性1．动力学稳定性：布朗运动对抗重力。
2．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。
二、胶体的双电层结构动电位ζ电位：决定了胶体的聚集稳定性一般粘土ζ电位＝-15~-40mV细菌ζ电位＝-30~-70mV三、DLVO理论胶体的稳定性和凝聚可由两胶粒间的相互作用和距离来评价。
由下列两方面的力决定：静电斥力：E R－1/d2范德华引力：E A－1/d6（有些认为是1/d2或1/d3）由此可画出两者的综合作用图。
另一方面，胶体的布朗运动能量Eb＝1.5kTk：波兹曼常数，T：温度Eb<Emax（势垒）胶体距离x<oa, 凝聚（一次凝聚）x>oa，稳定（二次凝聚除外）以上称为DLVO理论。
只适用于憎水性胶体。
德加根（derjaguin）、兰道（Landon）(苏联，1938年独立提出〕伏维（Verwey）、奥贝克（Overbeek）（荷兰，1941年独立提出）胶体的凝聚：降低静电斥力――ζ电位↓――势垒↓――脱稳――凝聚办法：加入电解质，但只适用于憎水性胶体第3节水的混凝机理与过程一、铝盐在水中的化学反应铝盐最有代表的是硫酸铝Al2(SO4)3⋅18H2O，溶于水后，立即离解铝离子，通常是以[Al(H2O)6]3+存在。
在水中，会发生下列过程。
水处理实验-混凝
水处理实验设计—污水的混凝处理实验一、实验目的为了深入了解絮凝理论在水处理领域的应用和进一步掌握絮凝剂的特性，针对污染水体进行絮凝沉淀处理实验，观察絮凝沉淀过程并探讨絮凝剂在水处理过程中的最佳添加量。
二、实验要求1、要求认识几种絮凝剂，掌握其配制方法。
2、观察水处理过程中的絮凝现象，从而加深对絮凝理论的理解。
3、认识絮凝理论对污染水处理的重要意义。
三、实验原理所谓絮凝剂或者混凝剂是指：凡是能使水溶液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒产生絮状沉淀的水处理剂。
天然水或工业污水水中除了含有泥砂、颗粒很细的尘土、腐殖质、淀粉、纤维素、细菌、藻类等微生物。
这些杂质与水形成溶胶状态的胶体微粒，由于布朗运动和静电排斥力而呈现沉降稳定性和聚合稳定性，通常不能利用重力自然沉降的方法除去，必须加入絮凝剂以破坏溶胶的稳定性，使细小的胶体微粒凝聚再絮凝成较大的颗粒而沉淀。
絮凝机理一般有三种：（1）电解质对双电层的作用（图1）水中的悬浮物或固体微粒通常呈胶体状态分布，它们具有巨大的比表面，可吸附液体中的正离子或负离子或极性分子，使固液两相界面上的电荷分布不均匀而产生电位差。
加入电解质，使固体颗粒的表面形成的双电层有效厚度减少，使范德华引力占优势而达到彼此吸引，最后达到凝聚。
（2）吸附架桥作用机理(图2)当加入少量高分子电解质时，由于胶粒对高分子物质有强烈的吸附作用，高分子长链一端吸附在一个胶粒表面上，另一端又被其他胶粒吸附，形成一个高分子链状物。
高分子长链像各胶粒间的桥梁，将胶粒联结在一起形成絮凝体，最终沉降。
（3）沉淀物卷扫作用机理（图3）当水中加入较多的铝盐或铁盐等药剂后，在水中形成高聚合度的氢氧化物，可以吸附卷带水中胶粒而沉淀。
图1 固体微粒的双电层结构图2 高分子聚合物的吸附架桥作用图3沉淀物卷扫作用机理本次实验选择铝系絮凝剂（硫酸铝Al 2(SO 4)3）。
铝离子在水溶液中首先形成水合离子，也可以视为水分子作配位体的络合离子，通过水合离子的酸性离解即水解作用生成氢氧化物或羟基络离子。
给水处理中混合、絮凝反应、沉淀三大工艺介绍
给水处理中混合、絮凝反应、沉淀三大工艺介绍一、概述“涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术“是根据王绍文教授提出的多相流动物系反应控制惯性效应理论，结合给水工程初中，经近十年的研究而发明的。
该技术涉及了给水处理中混合、絮凝反应、沉淀三大主要工艺。
理论上，首次从湍流微结构的尺度即亚微观尺度对混凝的动力学问题进行了深入的研究，提出了“惯性效应“是絮凝的动力学致因，湍流剪切力是絮凝反应中决定性的动力学因素，并建立了絮凝的动力相似准则；首次指出扩散过程应分为宏观扩散与亚微观扩散两个不同的物理过程，而亚微观扩散的动力学致因是惯性效应，特别是湍流微涡旋的离心惯性效应。
由于新理论克服了现有传统给水处理技术理论上的缺陷和实践上的不足，因而导致了在给水处理技术上的重大突破。
实践中，发明了串联圆管初级混凝设备、小网格反应设备、小间距斜板沉淀设备等三项专利。
目前这项新技术已在大庆市、宾县、海伦市、抚顺市、清原县、秦皇岛市等地自来水公司成功地推广使用，取得了明显的经济效益和社会效益。
工程实践证明：此项技术用于新建水厂，构筑物基建投资可节约20-30%；用于旧水厂技术改造，可使处理水量增加75%-100%，而其改造投资仅为与净增水量同等规模新建水厂投资的30%-50%。
采用此项技术可使沉淀池出水浊度低于3度，滤后水接近0度，可节省滤池反冲洗水量50%，节省药剂投加量30%，大大降低了运行费用和制水成本。
这项技术适应广泛，不仅对低温低浊、汛期高浊水处理效果好，同时，对微污染原水具有较好的处理效果。
可利用最小投资，取得最大效益，充分发挥现有供水设施的潜力，在短时间内缓解城市供水短缺状况，促进城市的经济发展。
二、“涡旋混凝低脉动沉淀给水处理技术“的工作机理(一)混合混合是反应第一关，也是非常重要的一关，在这个过程中应使混凝剂水解产物迅速地扩散到水体中的每一个细部，使所有胶体颗粒几乎在同一瞬间脱稳并凝聚，这样才能得到好的絮凝效果。
因为在混合过程中同时产生胶体颗粒脱与凝聚，可以把这个过程称为初级混凝过程，但这个过程的主要作用是混合，因此都称为混合过程。
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水处理混凝原理
1、混凝定义
向原水中投加混凝剂，破坏水中胶体颗粒的稳定性，通过胶粒间以及其他微粒疸的互相碰撞和聚焦，形成易于从水中分离的絮状物质的过程，称为混凝。
混凝是去除天然水中浊度的最主要的方法。
水中浊度是由细微悬浮物所造成的，分散度处于胶体状态时将产生最大的光散射，因而胶体物质是形成浊度的主要因素。
混凝也是去除天然色度的重要方法。
水中天然色度来源于腐败的有机植物，主要是土壤中所含的腐殖质。
腐殖质是成分十分复杂的物质，分子量从几百到数万。
有一部分天然色度属于高分子真溶液，但投加混凝剂可以使天然色度分子与铝或铁形成难溶的络合物，或者是通过混凝剂带的正电荷的水解产物与色度分子的负电荷中和而形成凝絮。
混凝对某些无机物和某些有机污染物，也有一定的去除效果。
水中的铁、硅可以以有机物、亚铁盐的形式，也可以胶体络合物的形式存在于水中。
当以胶体形式存在时，可以用混凝的方法去除。
如上海黄浦江原水总硅量约16.8毫克/升，溶解性硅为5.6毫克/升，采用混凝-沉淀-过滤处理后，总硅量可降到6.7毫克/升。
如果用加强混凝的方法，胶体硅可下降到0.2-0.4毫克/升。
生活饮用水中规定的十种无机物和重金属污染，除了硝酸盐和氟化物外，混凝对常见八种重金属污染都有一定的去除效果。
2、混凝过程
混凝常见分为凝聚和絮凝两个阶段。
胶体颗粒具有十分巨大的比表面积，胶核表面的电位离子吸收相反的离子，形成内外两个电离层。
胶体核心外是扩散层和吸附层，当同号电荷颗粒接近到扩散层时同电荷会产生斥力，这是胶体颗粒不会聚集的主要原因。
当原水投加混凝剂时，随着采用混凝剂的品种、投加量、胶体颗粒的性质以及介质环境温度等多种因素发生以下变化：
⑴压缩扩散层。
当向水中投加电解质盐类时，水中的离子浓度增加，扩散层厚度减少。
⑵吸附和电荷中和。
当采用铝盐或铁盐作为混凝剂时，随着PH值的不同，会有不同的水解产物。
当pH较低时，带正电荷。
与多数为负电荷的胶体（胶核）颗粒起中和作用，从而导致颗粒相互聚集。
⑶凝絮网捕。
以原沉淀物为网状核心，水中的胶体颗粒可被这些析出的沉析物捕获，水中有胶体越多，沉降分离速度越快。
⑷粘结架桥。
投加高分子物质时，胶体颗粒对高分子物质产生吸附作用，通过高分子链状物吸附胶体，从而减少投加混凝剂的量。
凝聚过程可分为混凝剂投加混合、胶体脱稳、异向絮凝。
胶体脱稳是混凝剂水解和杂质胶体脱稳聚集，异向絮凝主要是颗粒的布朗布朗运动聚集，同向絮凝是液体运动聚集。
絮凝是指同向絮凝是液体运动聚集成大片状的凝絮物。
3、影响因素
⑴混凝剂的影响
聚铝、聚铁为常见水解阳离子的无机盐炎。
聚丙烯酰胺，处理高浊度的水以及污泥脱水有一定应用。
天然骨胶与三氧化铁同时使用，也有较好效果。
活化硅酸经常使用为低温度低浊度水的常用助凝剂。
当水的pH值非常低时，如小于3，此时通过铝离子或铁离子的阳离子浓度增加，压缩胶体颗粒的扩散层使胶体失稳，这种絮凝作用非常有限，起不到效果。
铝盐或铁盐水解产物溶解度非常的低，当投加量超过溶解度时，将产生氢氧化铝或氢氧化铁沉淀，在沉淀过程中形成了一系列的金属羟基聚合物。
如溶液的pH值较低时，低于金
属氢氧化物的等电点，带正电荷的聚合物占多数，它通过吸附作用以及电荷中和使胶体失稳，从而产生聚凝和絮凝。
当溶液的pH值较高时，高于金属氢氧化物的等电点，带负电荷的聚合物占多数，此时凝聚通过聚合物的粘结、搭桥、联结吸附来完成。
当投加的混凝剂量特别大时，所产生的铝或铁的氢氧化物远远超过它们的饱和度，将形成大量的氢氧化物沉淀析出物，它可以通过网捕来达到凝聚。
因此，铝盐或铁盐的凝聚机理取决于溶液的pH值、混凝剂的投加量和原水中的胶体含量。
并且以上机理可以同时存在，可能通过失稳、架桥、网捕来达到凝聚的过程。
⑵原水水质影响
原水质影响主要因素是水的浊度和碱度、硬度。
混凝剂的机理与pH值直接相关，因此混凝与碱度有一定的关系。
加入混凝剂的原水，水中的碱度物质(阴OH-,HCO3-,CO32-)对pH 值有一定的缓冲作用，即使两种原水pH值和混凝剂投加比例相同，如果碱度差别较大，投加后的pH值也不同。
①悬浮物含量高，碱度低。
加入混凝剂的原水pH值小于7，水解产物为正电荷。
可以通过吸附和电中和，来完成凝聚。
铝盐的最有利的pH值6-7，铁盐的pH值5-7效果好。
②悬浮物含量高，碱度高。
加入混凝剂的原水pH值大于7.5或以上时，混凝剂的水解产物主要为负电荷。
此时通过采用析出物的网捕的方法，需要投加足量的混凝剂如每升水30毫克到80毫克。
③悬浮物含量低，碱度高。
由于悬浮物含量低，因而常需要投加助凝剂如活化硅酸、粘土颗粒等，以暂时增加胶体颗粒浓度，相应减少混凝剂的投加量，此时也可用少排沉淀物用絮凝物作为助沉剂。
也可以直接过滤的方法降低浊度。
④悬浮物含量低，碱度低。
这是最难处理的原水。
投加混凝剂，不能有效的凝聚。
可以直接过滤的方法降低浊度。
也可以用其他方法联合处理，如增加碱度投入氧化钙，或增加悬浮物含量等等。
⑶水温的影响
水温与水的粘度和运动粘度有关系，温湿度降低，凝聚效果一般情况下效果降低。
①温度降低，分子、离子运动速度慢，布朗运动扩散能量减弱，电中和作用减弱，胶体脱稳速度慢。
②温度降低，运动粘度增加，胶体颗粒迁移运动减少，胶体颗粒粘结碰撞机会减少。
③温度降低，胶体颗粒吸附长大能力下降。
④温度下降，最佳混凝效果的pH值上升。
当温度下降到5-10℃以下时，需要投加助凝剂，补偿反应速度和凝絮大小的影响。
4、设备设施
⑴混合设备
水泵、布料器(布料管)、搅拌器。
有时可利用入口水力搅拌。
⑵机械搅拌混合池，反应池
圆形或方形水池，方形水池深宽比在1：1到3：1之间。
机械搅拌设备一般为立式。
最常见的为机械搅拌加速澄清池、水力驱动加速澄清池和水力循环加速澄清池。
都分为第一反应区(室)、第二反应区和澄清区(分离室)。
⑶分流隔板混合池，反应池
分流隔板混合池是利用隔板使水流受到局部阻流而产生喘流来达到混合的装置。
一般设置三个及以上隔板的矩形水槽。
最后一道隔板水深大于0.4到0.5米，槽内水流速在0.4到0.7米/秒。
隔板缝隙在水下，防止空气进入。
一般设置隔板间的距离为槽宽的二倍速。
⑷絮凝过程和基本原理
略
⑸反应池分类和选择
①反应池分类
按水流类型分，推流式、单级完全混合流、多级串联完全混合流、推流与完全混合流串联。
按能量来源分，外加机械能，利用沿程水位差，利用进口流速动能。
按速度梯度分，渐变形式、阶梯形式、跟踪形式。
②常用反应池
机械搅拌混合池和分流隔板混合池已经介绍。
其中隔板反应池分为垂直隔板和水平隔板。
机械反应搅拌分水平转轴浆板和垂直转轴浆板。
旋流反应池、涡流反应、粒料接触反应池五种独立的反应池。
组合反应池分为三种，机械与水平隔板反应组合池，穿孔旋流与水平隔板反应组合池，回流式与来回式隔板反应组合池。
③各种反应池的适用条件
水平隔板反应池，是最常用的原水混凝处理池。
它对于原水的适应性较强，建设成本低。
缺点的水头损失约0.5米，运行电费略高。
水平隔板反应池适用于水量规模在2.5到5万立方米/天,水量越大越经济。
折板反应池和波纹板反应池，为垂直隔板反应池。
反应效率较高，流程短，沉淀快。
机械搅拌混合池等略。