悬浮物质与胶体物质去除.ppt

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1、关于悬浮物质和胶体关于悬浮物质和胶体物质去除物质去除第一张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月筛滤沉降去除水流中分散稳定性增强水流中分散稳定性增强第二张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月水中杂质分类水中杂质分类杂质溶解物（低分子、离子）胶体悬浮物颗粒尺寸0.1nm1nm10nm100nm1101001mm分辨工具电子显微镜超显微镜显微镜肉眼水的外观透明浑浊浑浊第三张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 环境纳米环境纳米-微米颗粒物微米颗粒物(100nm10m）土壤土壤：胶体、粘土矿物、团粒胶体、粘土矿物、团粒 水体水体：悬浮物、悬浮物、沉积物、沉积物、腐殖质腐殖质 大气大气

2、：可吸可吸入微粒、气溶胶、烟尘入微粒、气溶胶、烟尘生物生物：大分子、大分子、细胞、细菌、藻类细胞、细菌、藻类 环境纳米污染物环境纳米污染物 ENP(1nm100nm)无机无机：重金属水合物重金属水合物,聚硫化物聚硫化物,聚磷酸聚磷酸,聚硅酸聚硅酸,碳黑碳黑,烟雾烟雾,微晶体微晶体有机有机：POPs,PTS(持久性持久性,难降解难降解)农药农药,染料染料,卤代烃卤代烃,多环芳烃多环芳烃,多氯联苯多氯联苯,内分泌干扰物内分泌干扰物生物生物：蛋白质蛋白质,含氧酸含氧酸,DNA,酶酶,病毒病毒,藻毒素藻毒素MW1000,粒度粒度1nm第四张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月微界面特别巨大微界面

3、特别巨大 结构重复自组装结构重复自组装分子量粒度分散分子量粒度分散 化学官能团多种化学官能团多种形态形貌多样化形态形貌多样化 反应活性区各异反应活性区各异 结构组成多变化结构组成多变化 电性或极性显著电性或极性显著聚合聚集趋势明显聚合聚集趋势明显 复合组合体系复杂复合组合体系复杂界面反应过程普遍界面反应过程普遍 生态干扰毒性强烈生态干扰毒性强烈迁移扩散范围广阔迁移扩散范围广阔 环境效应功能深远环境效应功能深远环境纳米污染物的特征环境纳米污染物的特征第五张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 微界面体系微界面体系 水体颗粒物水体颗粒物-溶液溶液 大气颗粒物大气颗粒物-空气空气 土壤颗粒物土

4、壤颗粒物-地下水地下水 大气颗粒物大气颗粒物-水膜水膜 动植生物膜动植生物膜-溶液溶液 植物根系植物根系-土壤、土壤、固定滤层固定滤层-水溶液水溶液 空气除尘空气除尘-水溶液水溶液 浮选气泡浮选气泡-水溶液水溶液 活性炭活性炭-废水溶液废水溶液 高分子膜高分子膜-水溶液水溶液 活性污泥活性污泥-污水溶液污水溶液 环境纳米物质构成环境微界面体系的重要组成部分第六张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月水体纳米污染物的界面过程与界面控制技术 水质界面转化过程水质界面转化过程 溶解溶解,沉淀沉淀 络合络合,螯合螯合 氧化氧化,还原还原 催化催化,光解光解 吸附吸附,解吸解吸 吸收吸收,释放释放

5、降解降解,富集富集 凝聚凝聚,絮凝絮凝 聚合聚合,解聚解聚 渗透渗透,过滤过滤 扩散扩散,迁移迁移 沉积沉积,蓄积蓄积界面控制技术界面控制技术 混合混合,沉沉 淀淀 澄清澄清,过过 滤滤 吸附吸附,絮絮 凝凝 气浮气浮,超超 滤滤化学沉淀化学沉淀 生物过滤生物过滤 生物氧化生物氧化 离子交换离子交换 浓缩脱水浓缩脱水不平衡动力学，环境毒性效应不平衡动力学，环境毒性效应 决定性步骤决定性步骤第七张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月沉淀池絮凝池混合池过滤池原水投药消毒后出水传统工艺处理流程Cl2Cl2混凝过程混凝过程第八张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月污水处理常规工艺第九张，P

6、PT共一百零九页，创作于2022年6月混凝过程混凝过程胶体结构胶体结构 稳定性稳定性 电位和电位和电位电位 混凝剂混凝剂混凝过程混凝过程 G值、值、GT值和值和GT混凝机理混凝机理 压缩双电层压缩双电层 电中和电中和 架桥粘结架桥粘结 网捕共沉淀网捕共沉淀混凝过程的影响因素混凝过程的影响因素 胶体浓度胶体浓度 混凝剂类型和投加量混凝剂类型和投加量 水体水体碱度碱度 pH值值 其他离子其他离子 有机物有机物 水力条件等水力条件等混凝目标混凝目标强化混凝强化混凝优化混凝优化混凝第十张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月第十一张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 难溶的离子型晶体与溶难

7、溶的离子型晶体与溶液液离子之间有一平衡关系（由溶度积来确定），使得离子之间有一平衡关系（由溶度积来确定），使得晶体表面有了一定符号的电荷。铁、铝氢氧化物颗粒表面电荷可以是依此机理产晶体表面有了一定符号的电荷。铁、铝氢氧化物颗粒表面电荷可以是依此机理产生的。由于金属氧化物或氢氧化物的溶解沉淀反应与溶液生的。由于金属氧化物或氢氧化物的溶解沉淀反应与溶液pH值有关，因此，这值有关，因此，这类颗粒的表面电荷和电势受类颗粒的表面电荷和电势受pH控制；控制；固相表面对水中某种离子的特异吸附；固相表面对水中某种离子的特异吸附；第十二张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 颗粒表面离子化颗粒表面离子化官

8、官能团的离解，特别是高分子有机物因其极性能团的离解，特别是高分子有机物因其极性 能团的酸碱离解而使表面带上电荷；（受能团的酸碱离解而使表面带上电荷；（受pH控制）（如蛋白质：控制）（如蛋白质：COOH R NH2）某些离子型晶体缺陷在晶体表面产生过量的阳或阴离子，而在其表面某些离子型晶体缺陷在晶体表面产生过量的阳或阴离子，而在其表面层层带正带正电或负电。（粘土及其它铝硅酸盐矿物晶体的表面电荷成因）电或负电。（粘土及其它铝硅酸盐矿物晶体的表面电荷成因）第十三张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月0斥力斥力引力引力d d第十四张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月混凝混和凝聚絮凝混凝混

9、和凝聚絮凝吸附吸附混和混和电中和电中和 凝聚凝聚 絮凝絮凝 絮体、絮团絮体、絮团投药投药分离分离颗粒物颗粒物混凝剂絮混凝剂絮凝剂凝剂n+nnn nnnn+第十五张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月目前研究混凝技术方法目前研究混凝技术方法混凝剂混凝剂 元素测定、形态表征、形貌、设计、合成元素测定、形态表征、形貌、设计、合成混凝过程混凝过程 混凝机理混凝机理 激光光散射激光光散射PDA、形态表征、形态表征、动态测定、电镜、原子力显微镜、动态测定、电镜、原子力显微镜、zeta电位、絮体电位、絮体结构特性表征、自动投药系统等结构特性表征、自动投药系统等混凝目标混凝目标强化混凝强化混凝 TOC、

10、GC、LC、GCMs等等优化混凝优化混凝 综合指标（技术指标和经济指标）综合指标（技术指标和经济指标）工艺组合优化工艺组合优化 预氧化、过滤、沉淀、气浮、氧化、消毒、预氧化、过滤、沉淀、气浮、氧化、消毒、吸附、吸附、BAC、消毒等工艺组合、消毒等工艺组合 涉及动态检测涉及动态检测第十六张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月混凝机理及主要影响因素混凝机理及主要影响因素压缩双电层压缩双电层吸附电中和吸附电中和粘结架桥粘结架桥网捕共沉淀网捕共沉淀主要影响因素主要影响因素：混凝剂、混凝剂浓度、水体颗粒物浓度和性质、水力条件、温度、碱度、混凝剂、混凝剂浓度、水体颗粒物浓度和性质、水力条件、温度、碱

11、度、pH值等值等混凝过程中的两个关键性的控制因素是混凝剂的混凝结合效力和水力条件。混凝过程中的两个关键性的控制因素是混凝剂的混凝结合效力和水力条件。第十七张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月第十八张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月0斥力斥力引力引力d d第十九张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月吸附电中和吸附电中和胶粒表面对异号离子、胶粒或链状离子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用而中和自身部分电荷，减少了静电斥力，使之容易与其它颗粒接近、互相吸附而凝聚。胶粒吸附异号离子或胶粒，电位降低，引力使该种胶粒相互靠近发生凝聚。混凝中，混凝剂一般为高价电解质及其聚合离子，这些成

12、分在有效压缩双电层的同时，发挥着吸附电中和的作用。第二十张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 3、吸附架桥作用、吸附架桥作用吸附架桥主要是指投加的水溶性链状高分子聚合物絮凝剂，在静电力、范德华力和氢键力等的作用下，将胶体和悬浮颗粒吸附、架桥形成一串串絮体（矾花）相互融合聚结为大絮体而沉降的过程。第二十一张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月第二十二张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月4、网捕作用三价铝盐或铁盐水解生成的沉淀物在自身沉降过程中，集卷、网捕水中的胶体微粒，使胶体凝结。第二十三张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月5、一些概念、一些概念（1）凝聚从作用机理

13、来看，是指胶体和分散系双电层压缩、电位破坏、电性中和而脱稳并聚集为絮粒的过程。（2）絮凝从工艺上看，是指絮粒通过吸附、交联、网捕，聚结为大絮体沉降的过程。（3）混凝凝聚和絮凝统称为混凝。（4）絮凝剂是从化学角度看，是使胶体和悬浮颗粒凝聚和絮凝的药剂，所以也称为混凝剂。第二十四张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月二、影响混凝效果的因素二、影响混凝效果的因素1、污水水质、污水水质（1）胶体杂质浓度胶体杂质浓度 胶体浓度不同，所需投加金属离子量也不同。胶体浓度不同，所需投加金属离子量也不同。（2）PH值值 不同混凝剂都有最佳不同混凝剂都有最佳PH值。值。（3）水温）水温 一般水温高有利于混凝

14、，但水温过高会使一些高分子混一般水温高有利于混凝，但水温过高会使一些高分子混凝剂老化。凝剂老化。（4）共存杂质）共存杂质第二十五张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月2、混凝剂的影响、混凝剂的影响（1）混凝剂分子形态）混凝剂分子形态 分子量应适当，不宜过高或过低分子量应适当，不宜过高或过低（2）混凝剂的投加量）混凝剂的投加量 经实验确定最佳投加量经实验确定最佳投加量（3）混凝剂的投加顺序）混凝剂的投加顺序第二十六张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月无机铝系硫酸铝、明矾、聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铝（PAS）适宜pH：5.58铁系三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、聚合硫酸铁、聚合氯化

15、铁适宜pH：511，但腐蚀性强有机人工合成阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）天然淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等。微生物絮凝剂第二十七张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月铝的水解铝的水解第二十八张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂 Inorganic Polymer Flocculants阳离子型阳离子型 聚合氯化铝聚合氯化铝 PAC,PACl 聚合硫酸铝聚合硫酸铝 PAS 聚合硫酸铁聚合硫酸铁 PFS 聚合氯化铁聚合氯化铁 PFC 聚合磷酸铝聚合磷酸铝 PAP 聚合磷酸铁聚合磷酸铁 PFP阴离子型阴离子型 聚合硅酸

16、聚合硅酸 PSi (活化硅酸活化硅酸)ASi复合絮凝剂复合絮凝剂聚合硫酸铝铁聚合硫酸铝铁 PAFS聚合氯化铝铁聚合氯化铝铁 PAFC聚合硅酸铝聚合硅酸铝 PASI聚合硅酸铁聚合硅酸铁 PFSI聚合硅酸铝铁聚合硅酸铝铁 PAFSI无机无机+有机复合型有机复合型聚合铝聚合铝-聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 聚合铝聚合铝-甲壳素甲壳素聚合铝聚合铝-合成有机高分子合成有机高分子第二十九张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 AlO4 Al12(OH)24(H2O)127+(Al13)分子量分子量(1039)纳米级纳米级 高电荷高电荷(+7)电中和能力强电中和能力强 链状枝状聚集链状枝状聚集 架桥能力强架桥

17、能力强 界面吸附界面吸附 絮凝能力强絮凝能力强 稳定性稳定性 抗水解退化强抗水解退化强 现有生产产品中只占现有生产产品中只占4050第三十张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 聚合氯化铝聚合氯化铝(Al13)晶格晶格 AlO4 Al12(OH)24(H2O)127+第三十一张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月Diameter nmAl13 2-3nmAggregates 40-400 nm第三十二张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月MS NMR Spectrogram of Purified Al13第三十三张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月Electron

18、microscopy image of Al13 precursor 第三十四张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月Atomic Force Microscopy image of PAC micro-flocs第三十五张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月絮凝剂的原子力显微镜三维图像絮凝剂的原子力显微镜三维图像第三十六张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月Al13聚集体原子力显微镜聚集体原子力显微镜(AFM)图象图象第三十七张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月水处理中铝盐适用的水处理中铝盐适用的pH范围为范围为68.5，以以Al2(SO4)314H2O计的投量为：计

19、的投量为：混凝混凝+过滤过滤10100mg/L，直接过滤直接过滤0.55mg/L。铁盐与铝盐有相似的水解过程。适用铁盐与铝盐有相似的水解过程。适用pH范围范围68.5，以以FeCl3计投量为：计投量为：混凝混凝+过滤过滤770mg/L，直接过滤直接过滤0.55mg/L。第三十八张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月3、助凝剂、助凝剂可以参加混凝，也可不参加混凝。（1）pH值调整剂：调整水的pH，如石灰、硫酸等（2）絮体结构改良剂：如活化硅酸（SiO2nH2O）、骨胶、高分子絮凝剂（3）氧化剂：破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投加Cl2、O3等第三十九张，PPT共一百零九页，创作于2022

20、年6月4、水利条件的影响、水利条件的影响混合阶段：激烈紊动，不超过2分钟，使药剂迅速均匀扩散到水中反应阶段：紊动程度逐渐减弱，1315分钟，使形成具有良好沉淀性能的絮凝体。第四十张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 混凝设备混凝设备混凝剂的配制混凝剂的配制溶解池容积溶解池容积W W1 1：W W1 1=（0.2-0.30.2-0.3）W W2 2 式中式中W W2 2为溶液池容积。为溶液池容积。式中：式中：W W2 2溶液池容积，溶液池容积，m m3 3 Q Q处理的水量，处理的水量，m m3 3/h/h a a混凝剂最大投加量，混凝剂最大投加量，mg/Lmg/L c c溶液浓度，一般

21、取溶液浓度，一般取5%-20%5%-20%n n每日调制次数，一般不超过每日调制次数，一般不超过3 3次次第四十一张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 混凝剂投加混凝剂投加 混凝剂投加设备包括计量设备、药液提升设备、投药箱、必要的水封混凝剂投加设备包括计量设备、药液提升设备、投药箱、必要的水封箱以及注入设备等。箱以及注入设备等。1.1.计量设备计量设备 计量设备有：转子流量计；电磁流量计；计量泵等。计量设备有：转子流量计；电磁流量计；计量泵等。第四十二张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月（3 3）水射器投加：设备简单，使）水射器投加：设备简单，使 用方便，溶液池高度限制用方便，

22、溶液池高度限制 小，但效率低，易磨损。小，但效率低，易磨损。（4 4）泵投加：不必另设计量设）泵投加：不必另设计量设 备，适合混凝剂自动控制系备，适合混凝剂自动控制系 统，有利于药剂与统，有利于药剂与 水混合。水混合。第四十三张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月（2 2 2 2）管式混合）管式混合）管式混合）管式混合 管式静态混合管式静态混合管式静态混合管式静态混合 器：流速不宜小于器：流速不宜小于器：流速不宜小于器：流速不宜小于 1m/s1m/s1m/s1m/s，水头损失不小，水头损失不小，水头损失不小，水头损失不小 于于于于0.3-0.4m0.3-0.4m0.3-0.4m0.3-0

23、.4m，简单易，简单易，简单易，简单易 行。行。行。行。第四十四张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月扩散混合器，是在管式孔板混合器前加一个锥形帽，锥形帽夹扩散混合器，是在管式孔板混合器前加一个锥形帽，锥形帽夹角角9090。顺流方向投影面积为进水管总截面面积的。顺流方向投影面积为进水管总截面面积的1/41/4，开孔面积，开孔面积为进水管总截面面积的为进水管总截面面积的3/43/4，流速为，流速为1.0-1.5m/s1.0-1.5m/s，混合时间，混合时间2-3s2-3s。（3 3）机械混合）机械混合 在池内安装搅拌装置，搅拌在池内安装搅拌装置，搅拌器可以是桨板式、螺旋桨式或透器可以是桨板

24、式、螺旋桨式或透平式，速度梯度平式，速度梯度700-1000s700-1000s-1-1，时间时间10-30s10-30s以内，优点是混合效以内，优点是混合效果好，不受水质影响，缺点是增果好，不受水质影响，缺点是增加机械设备，增加维修工作。加机械设备，增加维修工作。第四十五张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 1.隔板絮凝池 隔板絮凝池分往复式和回转式。絮凝设备第四十六张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 隔板絮凝池的水头损失由局部水头和沿程水头损失组成。往复式总水头损失一般在0.3-0.5m，回转式的水头损失比往复式的小40左右。隔板絮凝池特点：构造简单、管理方便，但絮凝效果

25、不稳定，池子大。适应大水厂。第四十七张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 2.2.折板絮凝池折板絮凝池 通常采用竖流式，它将隔板絮凝池的平板隔板改成一定通常采用竖流式，它将隔板絮凝池的平板隔板改成一定角度的折板。折板波峰对波谷平行安装称角度的折板。折板波峰对波谷平行安装称“同波折板同波折板”，波，波峰相对安装称峰相对安装称“异波折板异波折板”。与隔板式相比，水流条件大大。与隔板式相比，水流条件大大改善，有效能量消耗比例提高，但安装维修较困难，折板费改善，有效能量消耗比例提高，但安装维修较困难，折板费用较高。用较高。第四十八张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 3.3.机械絮凝池

26、机械絮凝池 搅拌器有浆板式和叶轮搅拌器有浆板式和叶轮式，按搅拌轴的安装位置式，按搅拌轴的安装位置分水平轴式和垂直轴式。分水平轴式和垂直轴式。第一格搅拌强度最大，第一格搅拌强度最大，而后逐步减小，而后逐步减小，G G值也相应减值也相应减小，搅拌强度决定于搅拌器转小，搅拌强度决定于搅拌器转速和桨板面积。速和桨板面积。第四十九张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 设计参数设计参数 絮凝时间絮凝时间10-1510-15分。分。池内一般设池内一般设3 34 4挡搅拌机。挡搅拌机。搅拌机转速按叶轮半径中心点线速度计算确定，搅拌机转速按叶轮半径中心点线速度计算确定，线速度第一挡线速度第一挡0.5m/

27、s0.5m/s逐渐减小至末挡的逐渐减小至末挡的0.2m/s0.2m/s。桨板总面积宜为水流截面积的桨板总面积宜为水流截面积的10102020，不宜超，不宜超 过过7575，桨板长度不大于叶轮半径的，桨板长度不大于叶轮半径的7575，宽度，宽度 宜取宜取101030cm30cm。优缺点优缺点 机械絮凝池的优点是调节容易，效果好，大、中、小水厂均可，但维修是机械絮凝池的优点是调节容易，效果好，大、中、小水厂均可，但维修是问题。问题。第五十张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 4.4.穿孔旋流絮凝池穿孔旋流絮凝池 由若干方格组成。分格数一般不少于由若干方格组成。分格数一般不少于6 6格。流速

28、逐渐减小，格。流速逐渐减小，G G也相也相应减小以适应絮凝体形成，孔口流速宜取应减小以适应絮凝体形成，孔口流速宜取0.60.61.0m/s1.0m/s，末端流速宜取，末端流速宜取0.20.20.3m/s0.3m/s。絮凝时间。絮凝时间151525min25min。穿孔旋流絮凝池的优点是构造简单，施工方便，造价低，可用于中、小型穿孔旋流絮凝池的优点是构造简单，施工方便，造价低，可用于中、小型水厂或与其他形式的絮凝池组合应用。水厂或与其他形式的絮凝池组合应用。第五十一张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 5.5.网格、栅条絮凝池网格、栅条絮凝池 网格、栅条絮凝池设计成多格竖井回流式。每个竖

29、井安装若干层网格、栅条絮凝池设计成多格竖井回流式。每个竖井安装若干层网格或栅条，各竖井间的隔墙上、下交错开孔，进水端至出水端逐渐网格或栅条，各竖井间的隔墙上、下交错开孔，进水端至出水端逐渐减少，一般分减少，一般分3 3段控制。前段为密网或密栅，中段为疏网或疏栅，末段不段控制。前段为密网或密栅，中段为疏网或疏栅，末段不安装网、栅。安装网、栅。网格絮凝池效果好，水头损失小，絮凝时间较短，但还存在末端网格絮凝池效果好，水头损失小，絮凝时间较短，但还存在末端池底积泥现象，小数水厂发现网格上滋生藻类、堵塞网眼现象。池底积泥现象，小数水厂发现网格上滋生藻类、堵塞网眼现象。第五十二张，PPT共一百零九页，创

30、作于2022年6月 6.6.不同形式絮凝池组合应用不同形式絮凝池组合应用 每种形式的絮凝池各有其优缺点。不同形式的絮凝池组合应用可以相每种形式的絮凝池各有其优缺点。不同形式的絮凝池组合应用可以相互补充，取长补短。往复式和回转式隔板絮凝池在竖向组合是常用方式互补充，取长补短。往复式和回转式隔板絮凝池在竖向组合是常用方式之一，穿孔旋流与隔板絮凝池也往往组合应用。不同形式絮凝池配合使之一，穿孔旋流与隔板絮凝池也往往组合应用。不同形式絮凝池配合使用，效果良好，但设备形式增多，应根据具体情况决定。用，效果良好，但设备形式增多，应根据具体情况决定。第五十三张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月AlC

31、l3絮凝体的流动电流特性絮凝体的流动电流特性流动电流胶体扩散层中反离子在外力作用下随着流体流动（胶粒固定不动）而产生的电流。与胶体zeta电位有正相关第五十四张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月聚合铝凝聚形态的流动电流特性PACAlCl3第五十五张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月PAC絮凝体粒度成长絮凝指数图谱絮凝体粒度成长絮凝指数图谱SO4/Al第五十六张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月聚合铝在颗粒物的吸附聚合铝在颗粒物的吸附第五十七张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月聚合铝的除浊效果聚合铝的除浊效果第五十八张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月混凝

32、目标及强化混凝混凝目标及强化混凝混凝技术与强化混凝研究前沿混凝技术与强化混凝研究前沿混凝重要性混凝重要性混凝研究概况混凝研究概况消毒剂消毒剂/消毒副产物的发现及法规制定消毒副产物的发现及法规制定强化混凝的提出强化混凝的提出强化混凝与优化混凝强化混凝与优化混凝研究进展和发展前景研究进展和发展前景我国强化混凝与优化混凝国家目标我国强化混凝与优化混凝国家目标第五十九张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月强化混凝与其他工艺强化混凝与其他工艺强化混凝处理的目标体系强化混凝处理的目标体系-混凝过程对几乎所有的水体杂混凝过程对几乎所有的水体杂质都有一定的去除作用质都有一定的去除作用广义颗粒物广义颗粒物

33、有机物有机物DOM（Dissolved Organic Matter）部分无机离子部分无机离子衔接与匹配衔接与匹配预氧化预氧化沉淀与气浮沉淀与气浮过滤与吸附过滤与吸附深度处理深度处理消毒消毒第六十张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月气气 浮浮什么是气浮？什么是气浮？气浮的实质和功能气浮的实质和功能气浮过程气浮过程作用机理和影响因素作用机理和影响因素气浮工艺的构成气浮工艺的构成运行和维护运行和维护与上下游工艺的联系与上下游工艺的联系研究动向和发展前景研究动向和发展前景第六十一张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月气浮的基本概念气浮的基本概念利用高度分散的微小气利用高度分散的微小气泡

34、泡作为载体粘附于废水中的悬浮作为载体粘附于废水中的悬浮污染物，其浮力大于重力和阻力，从而使污染物上浮至污染物，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现固液或液液分离的过程称为气浮气浮。更专业的定义：更专业的定义：气浮处理技术是借鉴矿物浮选过程的机理，应用于水处理过气浮处理技术是借鉴矿物浮选过程的机理，应用于水处理过程中的一个工艺。使用上浮气泡与絮体或污染物程中的一个工艺。使用上浮气泡与絮体或污染物异相絮异相絮凝凝，产生，产生密度低于密度低于水的气泡絮体共聚体，通过上浮过程

35、水的气泡絮体共聚体，通过上浮过程与主水体与主水体分离分离，在此过程中，在此过程中吸附、拦截吸附、拦截其他污染物，其他污染物，以达到以达到去除水体污染物、净化水质去除水体污染物、净化水质的目的。的目的。第六十二张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月气浮实质是利用外加气泡的方法促进不易沉气浮实质是利用外加气泡的方法促进不易沉降物质上浮分离的一种工艺。降物质上浮分离的一种工艺。功能特点功能特点*分离效果分离效果 去除率高、时间短去除率高、时间短*工艺多参数调控工艺多参数调控 适应性好适应性好*种类多样种类多样 选择性好选择性好*设备化、可自动控制设备化、可自动控制*占地面积小、基建投资小占地面

36、积小、基建投资小第六十三张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月气浮过程气浮过程气泡的产生气泡的产生气泡的历程气泡的历程颗粒物和絮体的形成颗粒物和絮体的形成复合体的形成复合体的形成和破碎和破碎复合体的上浮形成浮渣复合体的上浮形成浮渣浮渣的刮除浮渣的刮除出水水质控制出水水质控制第六十四张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月气浮机理气浮机理悬浮颗粒与气泡粘附的原理悬浮颗粒与气泡粘附的原理 ：水中悬浮固体：水中悬浮固体颗粒能否与气泡粘附主要取决于颗粒能否与气泡粘附主要取决于颗粒表面的颗粒表面的性质性质。颗粒表面易被水湿润，颗粒属颗粒表面易被水湿润，颗粒属亲水性亲水性；如不易被水湿润，属如不

37、易被水湿润，属疏水性疏水性。亲水性与疏水性可用气、液、固三相接触时亲水性与疏水性可用气、液、固三相接触时形成的形成的接触角接触角大小来表示。大小来表示。在气、液、固三相接触时，气、液界面张力在气、液、固三相接触时，气、液界面张力线和气固张力线之间的夹角线和气固张力线之间的夹角(对着水的一侧对着水的一侧)称为称为湿润接触角湿润接触角以以表示。表示。第六十五张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 接接 触触 角角第六十六张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月第六十七张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月第六十八张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月如在气、液、固相接触时，三

38、个界面张力总是平衡的。以如在气、液、固相接触时，三个界面张力总是平衡的。以表示界面张力，表示界面张力，有：有：1.3=1.2cos(18)+2.3 (1-1)式中：式中：1.3水、固界面张力；水、固界面张力；1.2液、气界面张力；液、气界面张力；2.3气、固界面张力；气、固界面张力；接触角。接触角。水中气泡与颗粒粘附之前单位界面面积上的界面能为水中气泡与颗粒粘附之前单位界面面积上的界面能为W1=1.3+1.2，而粘附后则减为，而粘附后则减为W2=2.3界面能减少的数值为：界面能减少的数值为：WW1W21.3+1.2-2.3 （12)将式将式(11)代入式代入式(12)得；得；W1.2(1-co

39、s)当当，即颗粒完全被水湿润，即颗粒完全被水湿润cosl，W0，颗粒不与气泡粘附，就不宜用气，颗粒不与气泡粘附，就不宜用气浮法处理。浮法处理。9 为疏水性颗粒，易于与气泡粘附。为疏水性颗粒，易于与气泡粘附。18，颗粒完全不被水湿润，颗粒完全不被水湿润，cos-1，W21.2，颗粒易于与气泡粘附，宜，颗粒易于与气泡粘附，宜于气浮法处理。此外如于气浮法处理。此外如1.2很小，很小，W亦小，也不利于气泡与颗粒的粘附。亦小，也不利于气泡与颗粒的粘附。第六十九张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月气浮的主要影响因素气泡的大小和表面性质气泡的大小和表面性质絮体或颗粒物的性质絮体或颗粒物的性质气泡和絮

40、体的相互作用气泡和絮体的相互作用气、水流向气、水流向温度、水质等温度、水质等浮选药剂的应用第七十张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月(1)(1)投加投加表面活性剂表面活性剂促进气泡形成，促进气泡形成，维持泡沫的稳定性维持泡沫的稳定性 (2)(2)利用利用混凝剂混凝剂脱稳。脱稳。(3)(3)投加投加浮选剂浮选剂改变颗粒表面性质改变颗粒表面性质 以以油油微滴微滴为例，表面活性物质的非极性端吸附于油为例，表面活性物质的非极性端吸附于油滴滴上，极性端则伸向水中，极性端在水中电离，使油上，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，增大粒被包围了一层负电荷，产

41、生了双电层现象，增大了了-电位，不仅阻碍油电位，不仅阻碍油滴滴兼并，也影响兼并，也影响油滴油滴与气泡粘与气泡粘附附浮选浮选药剂药剂的的作用作用第七十一张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月工艺构成工艺构成气泡的形成设备气泡的形成设备浮选剂选择和投加设备浮选剂选择和投加设备浮选接触和分离设备浮选接触和分离设备混凝浮选过滤组合工艺混凝浮选过滤组合工艺第七十二张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月气浮的分类与特点气浮的分类与特点根据气泡产生的方式气浮法分为：根据气泡产生的方式气浮法分为：电解气浮法；电解气浮法；散气气浮法：扩散板曝气气浮、叶轮气浮。散气气浮法：扩散板曝气气浮、叶轮气浮。溶

42、气气浮法：溶气真空气浮、加压溶气气浮：溶气气浮法：溶气真空气浮、加压溶气气浮：全溶气流程、部分溶气流程、回流加压溶气全溶气流程、部分溶气流程、回流加压溶气流程。流程。按流向分为：按流向分为：顺流气浮和逆流气浮顺流气浮和逆流气浮第七十三张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月1、布气气浮设备、布气气浮设备(1)叶轮气浮设备叶轮气浮设备(2)射流式空气扩散装置射流式空气扩散装置 第七十四张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月第七十五张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月第七十六张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月第七十七张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月第七十八张

43、，PPT共一百零九页，创作于2022年6月（三）压力溶气浮上法系统的组成及设计（三）压力溶气浮上法系统的组成及设计 1、压力溶气浮上法系统的组成与主要工艺参数、压力溶气浮上法系统的组成与主要工艺参数(1)压力溶气系统压力溶气系统 压力溶气系统包括加压水泵、压力溶气罐、空气供给设备压力溶气系统包括加压水泵、压力溶气罐、空气供给设备(空压机或射流空压机或射流器器)及其他附属设备。及其他附属设备。加压水泵的作用是提升污水，将水、气以一定压力送至压力溶气罐，其压力的选择应加压水泵的作用是提升污水，将水、气以一定压力送至压力溶气罐，其压力的选择应考虑溶气罐压力和管路系统的水力损失二部分。考虑溶气罐压力和

44、管路系统的水力损失二部分。影响填料溶气罐效率的主要因素为：填料特性、填料层高度、罐内液位高、布影响填料溶气罐效率的主要因素为：填料特性、填料层高度、罐内液位高、布水方式和温度等。水方式和温度等。填料溶气罐的主要工艺参数为：填料溶气罐的主要工艺参数为：过流密度过流密度 2 5005000m3m2.d 填料层高度填料层高度 0.81.3m 液位的控制高液位的控制高 0.61.0m(从罐底计从罐底计)溶气罐承压能力溶气罐承压能力 大于大于0.6MPa第七十九张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月溶气系统：溶气系统：第八十张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月(2)(2)空气释放系统空气释

45、放系统 空气释放系统是由溶气释放装置和溶气水管空气释放系统是由溶气释放装置和溶气水管路组成。溶气释放装置的功能是将压力溶气水减压，使溶气路组成。溶气释放装置的功能是将压力溶气水减压，使溶气水中的气体以微气泡的形式释放出来，并能迅速、均匀地与水中的气体以微气泡的形式释放出来，并能迅速、均匀地与水中的颗粒物质粘附。常用的溶气释放装置有减压阀、溶气水中的颗粒物质粘附。常用的溶气释放装置有减压阀、溶气释放喷嘴、释放器等。释放喷嘴、释放器等。(3)(3)气浮池气浮池 气浮池的功能是提供一定的容积和池表面积，使微气浮池的功能是提供一定的容积和池表面积，使微气泡与水中悬浮颗粒充分混合、接触、粘附，并使带气颗

46、粒气泡与水中悬浮颗粒充分混合、接触、粘附，并使带气颗粒与水分离。与水分离。常用的气浮池有平流式和竖流式二种。常用的气浮池有平流式和竖流式二种。第八十一张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月气浮池：气浮池：第八十二张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 气浮池的有效水深通常为气浮池的有效水深通常为2.02.5m，一般以单格宽度不超过，一般以单格宽度不超过10m，长度不超过，长度不超过15m为宜。为宜。废水在反应池中的废水在反应池中的停留时间停留时间与混凝剂种类、投加量、反应形式等因素有关，一与混凝剂种类、投加量、反应形式等因素有关，一般为般为515min。为避免打碎絮体，废水经挡板底

47、部进入气浮接触室时的流速应。为避免打碎絮体，废水经挡板底部进入气浮接触室时的流速应小于小于0.11m/s。废水在接触室中的上升流速一般为。废水在接触室中的上升流速一般为1020mm/s,停留时间应大停留时间应大于于60s。废水在气浮分离室的停留时间一般为废水在气浮分离室的停留时间一般为1020min，其，其表面负荷率表面负荷率约为约为68m3m2.h，最大不超过，最大不超过10m3m2.h。第八十三张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月第八十四张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月第八十五张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月运行和维护运行和维护通气量和气泡性能的控制通气量和

48、气泡性能的控制絮体形成控制絮凝剂投药量絮体形成控制絮凝剂投药量气水回流比的控制气水回流比的控制及时刮渣及时刮渣第八十六张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月与上下游工艺的联系与上下游工艺的联系絮凝池絮凝池滤池滤池研究动向和发展前景研究动向和发展前景浮选剂的研发浮选剂的研发气泡的启动和控制气泡的启动和控制高效接触反应器高效接触反应器去除率更高去除率更高控制特殊污染物控制特殊污染物效率更高，高负荷效率更高，高负荷节能、环保节能、环保第八十七张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月澄清池澄清池 澄清池是能够同时实现混凝剂与原水的澄清池是能够同时实现混凝剂与原水的混合、反混合、反应和絮体沉降

49、应和絮体沉降三种功能的设备。它利用的是三种功能的设备。它利用的是接触凝聚原理接触凝聚原理，即为了强化混凝过程，在池中让已经生成的絮凝体悬浮在水即为了强化混凝过程，在池中让已经生成的絮凝体悬浮在水中成为悬浮泥渣层中成为悬浮泥渣层(接触凝聚区接触凝聚区)，当投加混凝剂的水通过它，当投加混凝剂的水通过它时，废水中新生成的微絮粒被迅速吸附在悬浮泥渣上，从而时，废水中新生成的微絮粒被迅速吸附在悬浮泥渣上，从而能够达到良好的去除效果。所以澄清池的关键部分是接触凝能够达到良好的去除效果。所以澄清池的关键部分是接触凝聚区。保持泥渣处于悬浮、浓度均匀稳定的工作条件已成为聚区。保持泥渣处于悬浮、浓度均匀稳定的工作

50、条件已成为所有澄清池共同特点。所有澄清池共同特点。第八十八张，PPT共一百零九页，创作于2022年6月 根据根据泥渣与废水接触泥渣与废水接触方式的不同，澄清池可分为两方式的不同，澄清池可分为两大类：一类是大类：一类是悬浮泥渣型悬浮泥渣型，它的泥渣悬浮状态通过上升水流，它的泥渣悬浮状态通过上升水流的能量在池内形成的，当水流从下往上通过泥渣层时，截留的能量在池内形成的，当水流从下往上通过泥渣层时，截留水中夹带的小絮体，主要形式有悬浮澄清池、脉冲澄清池等；水中夹带的小絮体，主要形式有悬浮澄清池、脉冲澄清池等；另一类是另一类是泥渣循环型泥渣循环型，即让泥渣在竖直方向上不断循环，通，即让泥渣在竖直方向上