《污水处理技术》PPT课件.ppt 120页

'1第2章油田污水处理方法MethodandTreatmentforWastewaterinOilfieldP1 2.1污水物理法处理技术与设备物理法处理技术：不改变污染物的化学形式而将其从水中分离。物理法设备简单、运行费用低、工艺成熟，主要用于去除水中难溶解的大颗粒污染物，为污水一级处理的首选技术。物理法包括沉降、浮选、筛滤、过滤等。 2.1.1沉降法(Sedimentation) 2.1.1沉降法及其装置1）原理利用废水中悬浮颗粒或液滴密度比水大，借助重力场作用产生下沉而实现固液分离的一种处理方法（一般适用于去除20～100μm以上的颗粒）。当悬浮物密度大于水时，悬浮物下沉与水分离。——沉淀当悬浮物密度小于水时，悬浮物上浮与水分离。——上浮 根据污水中可沉降物质颗粒的大小、凝聚性能的强弱及其浓度的高低，按观察到的现象可把沉降可分为四种类型：※自由沉降(discretesettling)※絮凝沉降(flocculentsettling)※成层沉降(集团沉降、干涉沉降）(zone,settlinggroupsettling,hinderedsettling)※压缩沉降(compressionsettling)2）沉降类型 颗粒性质和浓度对沉降类型的影响自由沉淀絮凝沉淀成层（拥挤）沉淀压缩沉淀沉淀分散颗粒强絮凝颗粒高值低值固体％ 自由沉降絮凝沉降成层沉降压缩沉降 3）间歇沉降实验ABCDBACDAADD均匀悬浮液界面清晰临界沉降点——过程表观沉降速度A—澄清区；B—沉降区；C—过渡区；D—压缩区 4）颗粒沉降速度Stokes公式 Stokes公式说明（1）颗粒与水的密度差（p－l）愈大，它的沉速也愈大，成正比关系。当p>l时u>0，颗粒下沉；当p<l时,u<0，颗粒上浮；当p=l时，u=0，颗粒既不下沉也不上浮。 Stokes公式说明（2）水的粘度愈小，沉速愈快，成反比关系。因粘度与水温成反比，故提高水温有利于沉降 Stokes公式说明（3）颗粒直径愈大，沉速愈快，成平方关系。因此随粒度的下降，颗粒的沉降速度会迅速降低。实际水处理过程中，水流呈层流状态的情况较少，所以一般沉降只能去除d>20m的颗粒。 5）沉降装置作用：是污水进入生物处理前进行初次沉淀，去除进水中的悬浮固体，以及在生物处理后进行二次沉淀，将生化反应的微生物从水中分离，使水澄清。主要类型：平流式竖流式辐流式斜板式 挡板液面溢流堰出水沉降池排泥管污泥斗刮泥机进水平流式沉降装置FLASH 挡板水流溢流堰出水沉降池排泥管中心管进水竖流式沉降装置《动画》 挡板溢流堰出水沉降池排泥管进水上升管（出水孔）进水辐流式沉降装置FLASH 进水区分离区出水区污泥区配水区清水区斜板(管)沉淀池 浅池沉降理论对一深度为H、体积为V的平流式理想沉淀池，其处理水量： 隔油池是用自然上浮法分离、去除含油污水中可浮油的处理筑物。污水从池的一端流入池内，从另一端流出。在流经隔油池的过程中，由于流速降低，密度小于1.0而粒径较大的油类杂质得以上浮到水面上，密度大于1.0的杂质则沉于池底。在出水一侧的水面上设集油管。6）隔油池(oilseparator) 20平流式隔油池FLASH 21波纹斜板式隔油池 自由沉降试验1沉淀率2总颗粒去除率的计算自学内容X 2.1.2气浮法Flotation 一气浮的基本原理（一）基本概念利用高度分散的微小气泡作为载体粘附于污水中的悬浮污染物，使其浮力大于重力和阻力，从而使污染物上浮至水面，形成泡沫，然后用刮渣设备自水面刮除泡沫，实现固液或液液分离的过程称为气浮。具体过程：通入空气→产生微细气泡→SS附着在气泡上→上浮应用：自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物，以及比重接近1的固体颗粒或液体 （二）气浮的理论基础（1）水中颗粒与气泡粘附的条件亲水性和疏水性物质的接触 水中悬浮固体颗粒能否与气泡粘附主要取决于颗粒表面的性质。颗粒表面易被水湿润，该颗粒属亲水性；如不易被水湿润，属疏水性。亲水性与疏水性可用液、气、固三相接触时形成的接触角大小来解释。∆W＝σL.G(1-cosθ) 当θ→0ْ，即颗粒完全被水湿润cosθ→l，∆W→0，颗粒不与气泡粘附，就不宜用气浮法处理。当θ→180ْ，颗粒完全不被水湿润，cosθ→-1，∆W→2σL.G，颗粒易于与气泡粘附，宜于气浮法处理。此外如σL.G很小，∆W亦小，也不利于气泡与颗粒的粘附。 （2）泡沫的稳定性不稳定的后果：气泡浮到水面后，水分很快蒸发，泡沫容易破灭，会使已经浮到水面的污染物又脱落回到水中。方法：投加起泡剂（表面活性物质）达到易起气泡的稳定的目的。（3）改变疏水性能向水中投加浮选剂，可以使颗粒由亲水性物质变为疏水性。 实现气浮分离的必要条件A、必须向水中提供足够数量的微细气泡。（气泡理想尺寸为15～30μm）B、必须使悬浮物呈悬浮状态C、必须使气泡与悬浮物产生粘附作用，从而附着于气泡上浮升。（悬浮物具有疏水性质）CONCLUSION （三）投加化学药剂对气浮效果的促进作用(1)投加表面活性剂维持泡沫的稳定性(2)利用混凝剂脱稳以油的颗粒为例，表面活性物质的非极性端吸附于油粒上，极性端则伸向水中，极性端在水中电离，使油粒被包围了一层负电荷，产生了双电层现象，增大了ζ-电位，不仅阻碍油粒兼并，也影响颗粒与气泡粘附。(3)投加浮选剂改变颗粒表面性质 二气浮的分类与特点根据气泡产生的方式气浮法分为：㊣电解气浮法L；㊣散气气浮法：扩散板曝气气浮、叶轮气浮L㊣加压溶气气浮：全溶气流程、部分溶气流程、回流加压溶气流程L （一）电解气浮法1工作原理电解气浮法是用不溶性阳极和阴极，通以直流电，直接将污水电解。阳极和阴极产生氢气和氧气的微细气泡，将污水中的污染物颗粒或先经混凝处理所形成的絮凝体粘附而上浮至水面，生成泡沫层，然后将泡沫刮除，实现分离去除污染物质。在直流电作用下，正负两极产生的氢和氧的微气泡，将污水中呈颗粒状的污染物带至水面以进行固液分离。 2电解气浮法的气浮装置竖流式电解气浮池 平流式电解气浮池 （二）散气气浮法1微孔曝气气浮法 2剪切气泡气浮法叶轮气浮设备构造依靠高速转子的离心力所造成的负压而吸入空气，并与提升上来的污水充分混合后，在水的剪切作用下，气体破碎成微气泡而扩散于水中。FLASH （三）加压溶气气浮法工作原理：在加压条件下，使空气溶于水，形成空气过饱和状态。然后减至常压，使空气析出，以微小气泡释放于水中，实现气浮，此法形成气泡小，约20～100μm，处理效果好，应用广泛。 （2）加压溶气气浮工艺流程加压溶气气浮可分为：全溶气流程、部分溶气流程、回流加压溶气流程。Ⅰ全溶气流程FLASH Ⅱ部分溶气流程FLASH Ⅲ回流加压溶气流程FLASH （四）气浮池●平流式气浮池 ●竖流式气浮池 ●反应——气浮池●反应——气浮——沉淀池●综合式气浮池 ●反应——气浮——过滤池 三气浮法在含油污水处理中的应用乳化油（<10m，一般0.1-2m气浮） 2.1.3过滤Filtration 过滤法及其装置1）过滤的分类过滤是利用过滤介质将固体和液体分离的操作，可分为滤饼过滤和深层过滤两大类别。两种不同的过滤方式示意图a.滤饼过滤；b.深层过滤1－滤饼；2－过滤介质悬浮液清液悬浮液清液 2）过滤机理（1）迁移机理悬浮颗粒脱离流线而与滤材颗粒接触的过程就是迁移过程。在迁移过程中，与物理的或水力学的各种因素有关的作用：拦截作用、惯性作用、扩散作用、沉降作用、水力作用。（2）附着机理由于上述迁移过程而与滤材颗粒接触的悬浮颗粒，不再从滤材表面脱离，而达到去除水中悬浮颗粒的过程就是附着过程。它主要是通过以下几种机理来实现的。絮凝作用、范德华引力、水合作用、互相吸附。（3）脱落机理当颗粒或颗粒团与过滤介质表面的结合力较弱时，它们就会从滤材表面是脱落下来。因此，附着及迁移是可逆的。致使颗粒脱落的主要原因是流体对附着的颗粒的剪切作用及运动的颗粒对附着的颗粒的碰撞。 反冲洗水排水排水出水进水EDCBA滤料层承托层配水系统水渠3）过滤装置——快滤池快滤池构造示意图 滤料及其级配常用的过滤介质：石英砂、无烟煤、大理石、白云石、花岗石，石榴石、磁铁矿和钛铁矿等滤料的级配（滤料的粒径分布）单一滤料多级滤料 承托层承托层承托层出水出水出水石英砂石英砂石英砂无烟煤无烟煤铁磁矿小大 压力滤池 使用核桃壳过滤器处理含油污水是污水处理技术发展的一种趋势。与石英砂过滤器比较,有更为突出的优点:核桃壳过滤器属于轻质滤料过滤器;这种过滤器的基本结构和过滤原理与石英砂过滤器相同,区别是作为滤料的核桃壳的密度较小,一般在1.2g/cm3左右;由于滤料较石英砂滤料轻,反冲洗时在水流作用下滤层成为沸腾床,由滤料间隙形成的微孔被解除,吸附的悬浮物得以脱附。因此,这种过滤器属于非固定孔隙过滤器,反洗再生能力较强,过滤性能稳定,适合于中高渗透率地层水质要求的采出水过滤。但目前广泛应用的搅拌式核桃壳过滤器存在以下一些问题,如反洗压力过高,对过滤器内部结构冲击较大;滤料反洗不彻底,使出水水质受到影响,容易出现堵罐和跑料等现象。核桃壳过滤器处理含油污水 泵循环再生式过滤器内循环方式是利用泵将核桃壳滤料送入过滤器内的搓洗器中,直接在过滤器内完成对滤料的再生处理。该循环方式的特点是反洗再生充分,出水质量稳定且结构简单,没有附加的管路和阀件,简化了控制系统,使得设备的使用、维护方便,节省了设备投资。启动循环再生泵,使得罐内液体经过循环再生泵进入再生器中心喷管对滤床进行喷射,将滤料翻起“液化”,使油和杂质与滤料分离。再生器的独特设计可使含油及杂质的滤料在高速水流的作用下,从切线方向进入再生器,在再生器狭小的空间内高速碰撞摩擦,保证介质在无任何化学药剂辅助的情况下达到充分的再生,其内部高能流化的水流场可以使溶解物、油与核桃壳高效分离。过滤后的污水经循环再生泵进入中心喷管的油和杂质通过中心滤网,从排污口排出,而进入中心喷管的滤料,由于中心滤网的截留,被保留在过滤器内。再生泵停止工作后,分散的滤料由于重力的作用而沉降聚集成床。排除过滤器中的残留污水,并用滤后水冲洗过滤器,从而滤床得以恢复。再生过程完成后,过滤器进入正常的过滤过程。 泵循环再生式过滤器 2.2化学法处理技术与设备化学法处理技术：利用化学反应原理及方法分离废水中的污染物，或改变其性质，使之无害化的处理方法。处理对象：可溶解的无机物难以生物降解的有机物胶体物质化学法处理技术包括中和、混凝、氧化还原法等。 2.2.1中和NeutralizationProcess 2.2.1中和法及其装置1）中和原理H＋＋OH－→H2O2）中和方法酸碱废水相互中和投药中和过滤中和 酸碱废水相互中和法及设备若酸、碱废水均为均匀排出，且所含酸碱能相互平衡，可直接在管道内混合反应，不需设中和池。若排出的酸碱浓度和流量经常波动变化，则应设置中和池以进行中和反应；如果废水本身的酸、碱含量很难平衡，往往还需要补加中和剂；当出水水质要求很高，或废水中含有其他杂质或重金属离子时，连续流无法保证出水水质，较稳妥可靠的方法是采用间歇式中和池。 投药中和法及设备常用药剂酸性废水的处理石灰石灰石苛性钠苏打碱性废渣废碱液碱性废水的处理含酸废水酸酸性废气 投药中和法及设备工艺过程及设备混合反应池沉淀池脱水或干化床酸（碱）性废水投药中和流程投药出水酸（碱）性废水搅拌出渣中和剂制备 过滤中和法及设备过滤中和法：将酸性废水通过反应器中具有中和能力的碱性滤料层，在过滤的同时达到中和的目的。该法适用于处理：1）较清洁的、低浓度的酸性废水；2）生成易溶盐的酸性废水。常用滤料常用碱性滤料石灰石（CaCO3）大理石（CaCO3）白云石（MgCO3·CaCO3） 过滤中和法常用设备固定床中和滤池a.升流式b.下降式固定床中和反应器1.穿孔底板2.配水管3.滤料4.集水槽 过滤中和法常用设备升流膨胀式中和滤池升流膨胀式中和滤池示意图变速升流膨胀式中和滤池1—出水；2—进水管φ80；3—穿孔底板 2.2.2氧化还原法RedoxProcess 2.2.2氧化还原法及其装置氧化还原法：利用氧化还原反应将废水中的有害物质转化为不溶解的或无毒的新物质，达到无害化的目的。处理对象：氧化法有机污染物（如色、嗅、味、COD）还原性无机离子（如CN-、S2-、Fe2+、Mn2+等）还原法废水中的重金属离子（如汞、镉、铜、铬、镍等）方法分类：药剂法光化学法电化学法药剂氧化——空气、臭氧、次氯酸钠、高锰酸钾药剂还原——活泼金属置换 1）臭氧氧化原理臭氧是由三个氧原子组成的氧的同素异构体。通常为淡蓝色气体，高压下可变成深褐色液体。臭氧在化学上极不稳定，易分解，其反应式为：臭氧在空气中的分解速度随温度升高而加快，在270℃时立即分解。分解时放出的初生态氧[O]，很快就能和被氧化的物质起反应，所以臭氧是一种很强的氧化剂，其氧化能力仅次于氟，比氧、氯及高锰酸盐等常用的氧化剂都高。臭氧在纯水中的分解速度比在空气中快得多。 臭氧与水中有机物反应机理D反应直接反应直接氧化有机物、微生物等，可产生直接氧化产物，反应速度慢，有选择性R反应间接反应通过OH●自由基和有机物、微生物、CO32-、HCO32-的反应，生成次自由基反应CO32-●、HCO32-●，次自由基也能和有机物反应（但反应速度慢）；反应速度快，无选择性 2）臭氧氧化特点臭氧可使废水中的污染物氧化分解，常用于降低BOD、COD，脱色、除臭、除味，杀菌、杀藻，除铁、锰、氰、酚等。臭氧氧化的优点是氧化能力强；处理后废水中的臭氧易分解，不产生二次污染；制备臭氧用的空气和电不必贮存和运输，操作管理也较方便；处理过程中一般不产生污泥。其缺点是造价和处理成本高。 3）主要设备臭氧发生器无声放电法制备臭氧管式（卧式）臭氧发生器1－空气或氧气进口；2－臭氧出口；3－冷却水进口；4－冷却水出口；5－不锈钢管；6－放电间隙；7－玻璃管；8－变压器 臭氧接触反应设备多孔扩散板式鼓泡塔、填料塔、喷雾塔1—出水；2—布水器；3—尾气；4—尾气分解罐；5—进水；6—微孔扩散板；7—臭氧化气1—臭氧化空气；2、3、5、6—废水；4—尾气1—尾气；2—泡沫分离器；3—进水；4—填料；5—支撑板；6—臭氧化空气；7—出水 臭氧接触反应设备塔板式反应器（筛板塔和泡罩塔）(a)1—尾气；2—进水；3—塔板；4—堰；5—降液管；6—进气；7—出水；(b)1—塔板；2—外壳；3、5—液流；4—气流；6—液流堰；7—外壳；8—将液管；(c)1—升气管；2—泡罩；3、5—液流；4—气流；6—液流堰；7—外壳；8—将液管；9—塔板 电化学污水处理技术的基本原理是使污染物在电极上发生直接电化学反应或间接电化学转化，即直接电解和间接电解。直接电解是指污染物在电极上直接被氧化或还原而从污水中去除。直接电解可分为阳极过程和阴极过程。阳极过程就是污染物在阳极表面氧化而转化成毒性较小的物质或易生物降解的物质，甚至发生有机物无机化，从而达到削减、去除污染物的目的。阴极过程就是污染物在阴极表面还原而得以去除，主要用于卤代烃的还原脱卤和重金属的回收。4）电化学污水处理技术 间接电解是指利用电化学产生的氧化还原物质作为反应剂或催化剂，使污染物转化成毒性更小的物质。间接电解分为可逆过程和不可逆过程。可逆过程是指氧化还原物在电解过程中可电化学再生和循环使用。不可逆过程是指利用不可逆电化学反应产生的物质，如具有强氧化性的氯酸盐、次氯酸盐、H2O2和O3等氧化有机物的过程，还可以利用电化学反应产生强氧化性的中间体，包括溶剂化电子、•HO、•HO2、O2-等自由基。 光化学反应就是在光的作用下进行的化学反应。光化学反应需要分子吸收特定波长的电磁辐射，受激产生分子激发态，之后才会发生化学变化到一个稳定的状态，或者变成引发热反应的中间化学产物。利用光化学反应治理污染，包括无催化剂和有催化剂参与的光化学氧化。5）光化学污水处理技术 2.2.3混凝(Coagulation) 一、混凝原理和用途混凝的主要对象是污水中的细小悬浮颗粒和胶体微粒（colloidalmatters)，这些颗粒用自然沉降法很难从水中分离出去。混凝是通过向污水中投加混凝剂(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，使污水得到净化。混凝法是污水处理中常采用的方法。可以用来降低污水的浊度和色度，去除多种高分子有机物、某些重金属和放射性物质。P78 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。 81二、污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10-3－10-8mm；布朗运动，颗粒在污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。 电位离子反离子扩散层胶团边界滑动面胶粒吸附层胶核ξ电位Ψ电位胶体的结构 83[Fe(OH)3]mnH＋(n－x)Cl－x+Cl－[胶核]电位形成离子，束缚反离子自由反离子胶核(nuclear)胶粒(colloidalparticle)吸附层stationarylayer扩散层diffuselayer胶团(colloidalmicelle) 3水中胶体的稳定性胶体稳定性：是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。胶体稳定性分“动力学稳定性”和“聚集稳定”两种。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。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）在动力学稳定性和聚集稳定两者之中，聚集稳定性对胶体稳定性的影响起关键作用。滑动面上的电位：称为电位，决定了憎水胶体的聚集稳定性。也决定亲水胶体的水化膜的阻碍，当ξ电位降低，水化膜减薄及至消失。 854.胶体的脱稳机理胶体因电位降低或消除，从而失去稳定性的过程称为脱稳(destabilization)，脱稳的胶粒相互聚集为较大颗粒的过程称为凝聚(coagulation)。混凝的机理：混凝可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕四种机理。 86（1）压缩双电层机理(modificationoftheelectricaldoublelayer)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。该过程的实质是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。由于扩散层厚度的减小，胶粒得以迅速凝聚。 87溶液中离子浓度与扩散层厚度的关系溶液中离子浓度低溶液中离子浓度高BA离颗粒表面的距离反离子浓度 88（2）吸附电中和机理(electricalneutralization)胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低了电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。 89（2）吸附电中和机理(electricalneutralization)胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低了电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。 90（3）吸附架桥（桥连）机理(polymerbridgingofcolloids)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。本机理能解释当污水浊度很低时有些混凝剂效果不好的现象。因为污水中胶粒少，当聚合物伸展部分一端吸附一个胶粒后，另一端因粘连不着第二个胶粒，只能与原先的胶粒粘连，就不能起架桥作用，从而达不到混凝的效果。 91高分子聚合物对胶体或微粒的吸附架桥作用示意图＋＋＋脱稳胶体絮凝体胶体高分子聚合物脱稳胶体 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。吸附架桥模型示意胶体保护示意 93（4）沉淀物网捕机理(entrapmentintheflocstructure)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。 e.g.硫酸铝的混凝机理不同pH条件下，铝盐可能产生的混凝机理不同。何种作用机理为主，决定于铝盐的投加量、pH、温度等。实际上，几种可能同时存在。pH<3.75简单的水合铝离子起压缩双电层作用；pH=3.75~6.75多核羟基络合物起吸附电性中和；pH>7.5氢氧化铝起吸附架桥；pH产物<3.75Al3+、Al(OH)2+3.757.75Al(OH)3溶胶、Al(OH)4- P95污水混凝剂混合反应沉降（澄清）出水污泥三、混凝的工艺过程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澄清的目的是使所生成的絮体与水分离，完成净化过程 四、混凝剂与助凝剂凝聚、絮凝和混凝这三个词常引起混淆。凝聚(coagulation)是指胶体被压缩双电层而脱稳聚集为较大颗粒的过程；絮凝(flocculation)则指脱稳粒子聚结成大絮体的过程；混凝（coagulation-flocculation）则包括凝聚与絮凝两种过程。P96 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(coagulantaids)：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。P97 1.混凝剂P98无机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铁系三氯化铁硫酸亚铁硫酸铁（国内生产少）聚合硫酸铁聚合氯化铁适宜pH：5~11，但腐蚀性强有机人工合成阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物国外开始增多，国内尚少阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）非离子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）两性型：使用极少天然淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等微生物絮凝剂见第三章 992.助凝剂（1）pH调整剂常用的pH调整剂包括石灰、硫酸、氢氧化钠、碳酸钠等。（2）絮体结构改良剂如活性硅酸、粘土等。（3）氧化剂可投加氯气、次氯酸钠、臭氧等氧化剂来破坏有机物，以提高混凝效果。 100五、投药方法及设备投药方法有干(dry)投法和湿(wetted)投法。干投法是把经过破碎易于溶解的药剂直接投入污水中。干投法占地面积小，但对药剂的粒度要求较严，投加量较难控制，对机械设备的要求较高，同时劳动条件也较差。目前应用的较少。湿投法是将混凝剂和助凝剂配成一定浓度的溶液，然后按处理水量大小定量添加。混凝剂的湿法投加包括药剂的配制、药剂的计量和药剂的投加三个过程。 101六、混合与反应(mixingandreaction)1.混合污水与混凝剂和助凝剂进行充分混合，是进行反应和混凝沉淀的前提。对混合要求是速度快和均匀。一般有两种混合型式：一种是借水泵的吸水管或压水管混合。另一种是在混合槽内进行混合。混合槽混合常用的有机械混合槽，分流隔板式混合槽，多孔隔板式混合槽。 （1）水泵混合投药投加在水泵吸水口或管上。混合效果好，节省动力，各种水厂均可用，常用于取水泵房靠近水厂处理构筑物的场合，两者间距不大于150m。（2）管式混合管式静态混合器：流速不宜小于1m/s，水头损失不小于0.3-0.4m，简单易行。 （3）机械混合在池内安装搅拌装置，搅拌器可以是桨板式、螺旋桨式或透平式，速度梯度700-1000s-1，时间10-30s以内，优点是混合效果好，不受水质影响，缺点是增加机械设备，增加维修工作。 104（4）分流隔板式混合槽 105（5）多孔隔板式混合槽 1062.反应(reaction)水与药剂混合后进入反应池进行反应。反应池内水流特点是流速由大到小。在较大的反应流速时，使水中的胶体颗粒发生碰撞吸附，在较小的反应流速时，使碰撞吸附后的颗粒结成更大的矾花。反应池的型式有机械搅拌、隔板反应池，涡流式反应池等。 （1）机械搅拌反应池 108（2）隔板反应池（平流式） 109（2）隔板反应池（回转式） 110（3）涡流式反应池进水出水 111七、影响混凝的因素1.污水水质的影响（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，使混凝反应速度最快，絮体溶解度最小。不同混凝剂最佳pH值要通过试验确定。 112（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。 1132.混凝剂的影响（1）混凝剂种类(kindsofcoagulants)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。 114（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。对任何污水的混凝处理，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50m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.水力条件的影响水力条件对混凝效果有重要影响。两个主要的控制指标是搅拌强度和搅拌时间。混合阶段：要求混凝剂与污水迅速均匀混合，为此要求速度梯度G在500~1000s－1，搅拌时间t应在10~30s。反应阶段：既要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件让絮体有足够的成长机会，又要防止生成的小絮体被打碎，因此搅拌强度要逐渐减小，而反应时间要长，相应G和t值分别应在20~70s-1和15~30min。 117八、沉降与澄清(settlingandclarifier)澄清池(clarifier)是用于混凝处理的另一种设备。在澄清池内，可以同时完成混合、反应、沉降分离等过程。其优点是占地面积小，处理效果好，生产效率高，节省药剂用量.缺点是对进水水质要求严格，设备结构复杂。从基本原理上澄清池可分为两大类：一类是悬浮泥渣型，有悬浮澄清池，脉冲澄清池；另一类是泥渣循环型，有机械加速澄清池和水力循环加速澄池清 118机械加速澄清池示意图混凝剂 120应用-含油污水处理在含油污水中添加絮凝剂，起到乳化油的脱稳和破乳作用，并形成絮体吸附油珠和悬浮物共同上浮，可以使含油污水的含油量从每升数百毫克降低到5mg/L，同时SS去除率也可以提高到80-90%。'