污水处理混凝工艺.
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6）聚合硫酸铁(poly-ferric sulfate, PFS)
4）聚合氯化铝(poly-aluminum chloride, PAC)
• 聚合氯化铝是一种高分子混凝剂，简称PAC 。又名碱式氯化铝 (BAC), 其碱化度比其它 铝盐、铁盐为高，因此药液对设备的侵蚀 作用小。 • 应用范围广，对各种废水都可以获得较好 的混凝效果：对水浊度和色度有很好的去 除率,对COD、BOD、富营养物质、重金属离 子和放射污染物等也有作用 ,但效果不是很 理想。
第七章 化学混凝法
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Βιβλιοθήκη Baidu要内容
一、混凝原理和用途 二、混凝的工艺过程 L 三、混凝剂与助凝剂 L 四、投药方法及设备 L 五、混合与反应 L 六、影响混凝的因素 L 七、澄清池 L 八、混凝方法的优缺点L
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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。 • 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. • 混凝法是废水处理中常采用的方法。 • 可以用来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。 • 混凝法还能改善污泥的脱水性能。
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1）三氯化铁(ferric chloride)
• 无水物、结晶水物和液体，其中常用的是 FeCl3·6H2O，极易溶于水。 • 优点：形成的矾花沉降性好，处理低温水或低 浊度水效果比铝盐好，适宜的pH值范围较宽；
• 缺点：处理后的水的色度比铝盐的高，腐蚀性
大。
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2）硫酸亚铁(ferrous sulfate)
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常用的混凝剂
铝系 硫酸铝 明矾 聚合氯化铝（PAC） 聚合硫酸铝（PAS） 适宜pH：5.5-8
无 机
三氯化铁 硫酸亚铁 聚合氯化铁 铁系 硫酸铁（国内生产少）聚合硫酸铁
阳离子型：含氨基、亚氨基聚合物 阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM） 人工 合成 非离子型：聚丙烯酰胺（PAM）、聚氯乙 烯、苛性淀粉 两性型：明胶
污泥
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三、混凝剂与助凝剂 • 混 凝 （ coagulation - flocculation ） 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(coagulation) 是指胶体被压缩双电 层而脱稳的过程； • 絮凝 (flocculation) 则指胶体由于高分 子聚合物的吸附架桥作用聚结成大粒絮 体的过程；
适宜pH：5-11， 但腐蚀性强
国内尚少
有 机
使用极少
天然
淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等 微生物絮凝剂
7
水处理对混凝剂的要求：
• • • • • 混凝效果好； 对人类健康无害； 价廉易得； 使用方便。 目前常用的混凝剂按化学组成可分为 无机盐类和有机高分子类。
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(1)无机盐类
• • • • • • 三氯化铁(ferric chloride) 硫酸亚铁(ferrous sulfate) 硫酸铝(aluminum sulfate) 聚合氯化铝(poly-aluminum chloride, PAC) 活化硅酸(activated silicate) 聚合硫酸铁(poly-ferric sulfate, PFS)
3）硫酸铝(aluminum sulfate, alum)
• 常用的是 A12(SO4)3·18H2O, 外观为白色 , 有光泽结晶体。硫酸铝易溶于水 , 水溶 液呈酸性 ,pH 在2.5 以下, 室温下的溶解度 约为 5Q%( 质量百分比 ,下同 ), 沸水中溶解 度提高至90%以上。 • 优点：价格较低，使用方便，混凝效果 好,不会给处理后的水质带来不良影响。 • 缺点：当水温低时硫酸铝水解困难，形 成的絮体较松散。由于杂质含量高，所 以渣量大。 12
• FeSO4·7H2O 是半透明绿色晶体 , 易溶于水， 在水温2O℃时溶解度为21％。 • 硫酸亚铁离解出的 Fe2 ＋ 只能生成最简单 的单核络合物，因此，不如三价铁盐混 凝效果好。 • 残留在水中的 Fe2 ＋ 会使处理后的水带色， Fe2 ＋ 与水中的某些有色物质作用后，会 生成颜色更深的溶解物。因此，使用硫 酸亚铁时应将二价铁先氧化为三价铁， 然后再起混凝作用。 11
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• 凝聚是瞬时的，所需的时间是将化学药剂扩散 到全部水中的时间。
• 絮凝则与凝聚作用不同，它需要一定的时间让 絮体长大，但在一般情况下两者难以截然分开。 • 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。 • 混凝剂 (coagulant) ：一般把能起凝聚与絮凝 作用的药剂统称为混凝剂。 • 助凝剂(coagulant aids)：当单用混凝剂不能 取得良好效果时，可投加某类辅助药剂以提高 混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。
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• 混凝效果为传统低分子铝盐的2-3倍,水 温低时，仍可保持稳定的混凝效果。 • 易快速形成大的矾花，沉降性能好，投 药量一般比硫酸铝低，过量投加时也不 会象硫酸铝那样造成水浑浊。 • 适宜的pH值范围较宽(5－9)，且处理后 水的pH值和碱度下降较小。
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5）活化硅酸(activated silicate)
• 活化硅酸实质上是硅酸钠在加酸条件下水解聚 合反应进行到一定程度的中间产物。
• 对胶体的混凝是通过吸附架桥使粒子粘连而完 成的。
• 优点：
絮凝体形成快且粗大、密实，在低水温、低碱 度条件下也能良好絮凝，适用 pH 值范围宽。与 其它的混凝剂配合使用，特别是与铝盐和铁盐 混合使用，可缩短沉降时间，节省混凝剂用量。
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二、混凝的工艺过程
混凝剂L L
反应阶段的目的是使药剂与水中 的细小颗粒或胶体物质作用生成 尽可能大的絮体，为沉降分离创 造条件，需要低强度长时间搅拌。 许多因素影响反应过程L
出水 废水
混合L 反应L
沉降L （澄清）
混合目的是使混凝剂尽 快与水混合，需要短时 间高强度搅拌
澄清的目的是使所生成 的絮体与水分离，完成 净化过程
6）聚合硫酸铁(poly-ferric sulfate, PFS)
4）聚合氯化铝(poly-aluminum chloride, PAC)
• 聚合氯化铝是一种高分子混凝剂，简称PAC 。又名碱式氯化铝 (BAC), 其碱化度比其它 铝盐、铁盐为高，因此药液对设备的侵蚀 作用小。 • 应用范围广，对各种废水都可以获得较好 的混凝效果：对水浊度和色度有很好的去 除率,对COD、BOD、富营养物质、重金属离 子和放射污染物等也有作用 ,但效果不是很 理想。
第七章 化学混凝法
1
Βιβλιοθήκη Baidu要内容
一、混凝原理和用途 二、混凝的工艺过程 L 三、混凝剂与助凝剂 L 四、投药方法及设备 L 五、混合与反应 L 六、影响混凝的因素 L 七、澄清池 L 八、混凝方法的优缺点L
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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。 • 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. • 混凝法是废水处理中常采用的方法。 • 可以用来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。 • 混凝法还能改善污泥的脱水性能。
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1）三氯化铁(ferric chloride)
• 无水物、结晶水物和液体，其中常用的是 FeCl3·6H2O，极易溶于水。 • 优点：形成的矾花沉降性好，处理低温水或低 浊度水效果比铝盐好，适宜的pH值范围较宽；
• 缺点：处理后的水的色度比铝盐的高，腐蚀性
大。
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2）硫酸亚铁(ferrous sulfate)
6
常用的混凝剂
铝系 硫酸铝 明矾 聚合氯化铝（PAC） 聚合硫酸铝（PAS） 适宜pH：5.5-8
无 机
三氯化铁 硫酸亚铁 聚合氯化铁 铁系 硫酸铁（国内生产少）聚合硫酸铁
阳离子型：含氨基、亚氨基聚合物 阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM） 人工 合成 非离子型：聚丙烯酰胺（PAM）、聚氯乙 烯、苛性淀粉 两性型：明胶
污泥
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三、混凝剂与助凝剂 • 混 凝 （ coagulation - flocculation ） 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(coagulation) 是指胶体被压缩双电 层而脱稳的过程； • 絮凝 (flocculation) 则指胶体由于高分 子聚合物的吸附架桥作用聚结成大粒絮 体的过程；
适宜pH：5-11， 但腐蚀性强
国内尚少
有 机
使用极少
天然
淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等 微生物絮凝剂
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水处理对混凝剂的要求：
• • • • • 混凝效果好； 对人类健康无害； 价廉易得； 使用方便。 目前常用的混凝剂按化学组成可分为 无机盐类和有机高分子类。
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(1)无机盐类
• • • • • • 三氯化铁(ferric chloride) 硫酸亚铁(ferrous sulfate) 硫酸铝(aluminum sulfate) 聚合氯化铝(poly-aluminum chloride, PAC) 活化硅酸(activated silicate) 聚合硫酸铁(poly-ferric sulfate, PFS)
3）硫酸铝(aluminum sulfate, alum)
• 常用的是 A12(SO4)3·18H2O, 外观为白色 , 有光泽结晶体。硫酸铝易溶于水 , 水溶 液呈酸性 ,pH 在2.5 以下, 室温下的溶解度 约为 5Q%( 质量百分比 ,下同 ), 沸水中溶解 度提高至90%以上。 • 优点：价格较低，使用方便，混凝效果 好,不会给处理后的水质带来不良影响。 • 缺点：当水温低时硫酸铝水解困难，形 成的絮体较松散。由于杂质含量高，所 以渣量大。 12
• FeSO4·7H2O 是半透明绿色晶体 , 易溶于水， 在水温2O℃时溶解度为21％。 • 硫酸亚铁离解出的 Fe2 ＋ 只能生成最简单 的单核络合物，因此，不如三价铁盐混 凝效果好。 • 残留在水中的 Fe2 ＋ 会使处理后的水带色， Fe2 ＋ 与水中的某些有色物质作用后，会 生成颜色更深的溶解物。因此，使用硫 酸亚铁时应将二价铁先氧化为三价铁， 然后再起混凝作用。 11
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• 凝聚是瞬时的，所需的时间是将化学药剂扩散 到全部水中的时间。
• 絮凝则与凝聚作用不同，它需要一定的时间让 絮体长大，但在一般情况下两者难以截然分开。 • 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。 • 混凝剂 (coagulant) ：一般把能起凝聚与絮凝 作用的药剂统称为混凝剂。 • 助凝剂(coagulant aids)：当单用混凝剂不能 取得良好效果时，可投加某类辅助药剂以提高 混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。
13
• 混凝效果为传统低分子铝盐的2-3倍,水 温低时，仍可保持稳定的混凝效果。 • 易快速形成大的矾花，沉降性能好，投 药量一般比硫酸铝低，过量投加时也不 会象硫酸铝那样造成水浑浊。 • 适宜的pH值范围较宽(5－9)，且处理后 水的pH值和碱度下降较小。
14
5）活化硅酸(activated silicate)
• 活化硅酸实质上是硅酸钠在加酸条件下水解聚 合反应进行到一定程度的中间产物。
• 对胶体的混凝是通过吸附架桥使粒子粘连而完 成的。
• 优点：
絮凝体形成快且粗大、密实，在低水温、低碱 度条件下也能良好絮凝，适用 pH 值范围宽。与 其它的混凝剂配合使用，特别是与铝盐和铁盐 混合使用，可缩短沉降时间，节省混凝剂用量。
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二、混凝的工艺过程
混凝剂L L
反应阶段的目的是使药剂与水中 的细小颗粒或胶体物质作用生成 尽可能大的絮体，为沉降分离创 造条件，需要低强度长时间搅拌。 许多因素影响反应过程L
出水 废水
混合L 反应L
沉降L （澄清）
混合目的是使混凝剂尽 快与水混合，需要短时 间高强度搅拌
澄清的目的是使所生成 的絮体与水分离，完成 净化过程