第六章 混凝(2)

1、水污染控制工程課件第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備一、工藝流程一、工藝流程 混凝工藝流程由混凝工藝流程由藥劑投加藥劑投加、混合混合、反應(yīng)反應(yīng)及及沉沉淀分離淀分離等單元組成。等單元組成。 混合混合 使混凝劑迅速、均勻地分散到使混凝劑迅速、均勻地分散到 廢水中，通過(guò)壓縮雙電層和電中和作廢水中，通過(guò)壓縮雙電層和電中和作用，使膠體脫穩(wěn)，形成小用，使膠體脫穩(wěn)，形成小“礬花礬花”。 反應(yīng)反應(yīng) 在一定的水流條件下，小在一定的水流條件下，小“礬花礬花” ” 通過(guò)吸附架橋和沉淀物網(wǎng)捕等作用形通過(guò)吸附架橋和沉淀物網(wǎng)捕等作用形成較大的絮體。成較大的絮體。 沉淀沉淀 反應(yīng)過(guò)程形成的大絮體進(jìn)入沉淀反應(yīng)過(guò)程形成

2、的大絮體進(jìn)入沉淀池進(jìn)行分離。池進(jìn)行分離。（問(wèn)題）（問(wèn)題）第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 問(wèn)題： 分離絮體可以采用哪些工藝？ 混凝沉淀工藝混凝沉淀工藝混凝工藝混凝工藝 混凝氣浮工藝混凝氣浮工藝混凝的設(shè)備混凝劑的溶解配置投加設(shè)備反應(yīng)設(shè)備混合設(shè)備二、化學(xué)混凝的設(shè)備二、化學(xué)混凝的設(shè)備1 1、混凝劑的調(diào)配與投加、混凝劑的調(diào)配與投加 （1 1）混凝劑的調(diào)配混凝劑的調(diào)配 （2 2）混凝劑的投加混凝劑的投加 固體投加固體投加 液體投加液體投加第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 ( (一一) )混凝劑干投法混凝劑干投法(dry) （應(yīng)用較少）（應(yīng)用較少） 第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝

3、與設(shè)備工藝流程：工藝流程：藥劑輸送藥劑輸送粉碎粉碎提升提升計(jì)量計(jì)量加藥混合加藥混合工作原理：工作原理：圖圖( (二二) )混凝劑濕投法混凝劑濕投法(wetted) 第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備工藝流程：工藝流程： 溶解池溶解池溶液池溶液池定量控制設(shè)備定量控制設(shè)備投加設(shè)備投加設(shè)備混合池混合池 溶解設(shè)備：溶解設(shè)備：溶解池、攪拌設(shè)備。溶解池、攪拌設(shè)備。 藥劑調(diào)配：藥劑調(diào)配：水力調(diào)配、機(jī)械調(diào)配、壓縮空氣調(diào)配和人水力調(diào)配、機(jī)械調(diào)配、壓縮空氣調(diào)配和人工調(diào)配等。工調(diào)配等。 溶液池：溶液池：配制一定濃度溶液的設(shè)施。配制一定濃度溶液的設(shè)施。 其它設(shè)備其它設(shè)備：（略）：（略）溶液池容積溶液池容積V1

4、： 式中式中V1為溶液池容積。為溶液池容積。 Q處理的水量處理的水量 m3/hA混凝劑最大投加量，混凝劑最大投加量，mg/Lw溶液濃度，無(wú)機(jī)藥劑一般取溶液濃度，無(wú)機(jī)藥劑一般取1020%；有機(jī)；有機(jī)0.51.0%n每日調(diào)制次數(shù)，一般每日調(diào)制次數(shù)，一般26次次wnAQwnAQV417100010001002411 1、混凝劑的溶解和溶液配制、混凝劑的溶解和溶液配制V2=（0.20.3）V1式中：式中：V2溶解池容積，溶解池容積，m32、混凝劑投加設(shè)備、混凝劑投加設(shè)備混凝劑投混凝劑投加設(shè)備加設(shè)備計(jì)量設(shè)備計(jì)量設(shè)備藥液提升設(shè)備藥液提升設(shè)備投藥箱投藥箱注入設(shè)備注入設(shè)備 浮球閥計(jì)量系統(tǒng)浮球閥計(jì)量系統(tǒng) 利用槽

5、內(nèi)浮球閥與槽利用槽內(nèi)浮球閥與槽底管口高差底管口高差(H)(H)恒定，槽恒定，槽底管口流量不變?cè)?，通底管口流量不變?cè)恚ㄟ^(guò)改變池底管口苗嘴或孔過(guò)改變池底管口苗嘴或孔板的孔徑來(lái)控制投藥量。板的孔徑來(lái)控制投藥量。 當(dāng)浮球由于水滿(mǎn)了之后，產(chǎn)生浮力使它上升時(shí)，便會(huì)關(guān)閉閥門(mén)停止供水，而水位下降后，浮球下降，則閥門(mén)由于彈簧的作用而打開(kāi)，進(jìn)水，直到浮球受到水的浮力上升后，將閥門(mén)閉合才將水關(guān)閉。 1）計(jì)量設(shè)備）計(jì)量設(shè)備 轉(zhuǎn)子流量計(jì)；電磁流量計(jì)；苗嘴；計(jì)量泵等。轉(zhuǎn)子流量計(jì)；電磁流量計(jì)；苗嘴；計(jì)量泵等。 浮子浮子苗嘴苗嘴(孔板孔板)計(jì)量系統(tǒng)計(jì)量系統(tǒng)2 2）投加方式）投加方式泵前投加 ：安全可靠，一般適用取水泵房

6、距水廠較近 高位溶液池重力投加：適用取水泵房距水廠較遠(yuǎn)者， 安全可靠，但溶液池位置高。水射器投加：設(shè)備簡(jiǎn)單，使用方便，溶液池高度不會(huì) 受太大限制，但效率低，易磨損。計(jì)量泵投加：不必另設(shè)計(jì)量設(shè)備，適合混凝劑自動(dòng)控 制系統(tǒng)，有利于藥劑與水混合。 重力投加重力投加 可直接將混凝可直接將混凝劑溶液投入管道內(nèi)劑溶液投入管道內(nèi)或水泵吸水管喇叭或水泵吸水管喇叭口處?？谔帯?水射器投加水射器投加水射器又稱(chēng)射流器水射器投加水射器投加Flash示意圖示意圖 用計(jì)量泵投加藥劑用計(jì)量泵投加藥劑1 1、 混合的作用混合的作用 使藥劑能使藥劑能快速、均勻快速、均勻地分散到廢水中。地分散到廢水中。 快速快速：是因混凝劑在廢

7、水中發(fā)生水解反應(yīng)的：是因混凝劑在廢水中發(fā)生水解反應(yīng)的速度很快，需要盡量造成急速擾動(dòng)以生成大量細(xì)小速度很快，需要盡量造成急速擾動(dòng)以生成大量細(xì)小絮體，并不要求生成大顆粒；絮體，并不要求生成大顆粒； 均勻均勻：是為了化學(xué)反應(yīng)能在廢水中各部分得到：是為了化學(xué)反應(yīng)能在廢水中各部分得到均衡發(fā)展。均衡發(fā)展。 水力條件要求：水力條件要求： 攪拌時(shí)間：攪拌時(shí)間：101030s30s，工業(yè)應(yīng)用常取，工業(yè)應(yīng)用常取2 2minmin。 速度梯度：速度梯度：G=500G=5001000s1000s-1-1。三、混合三、混合 攪拌強(qiáng)度攪拌強(qiáng)度用用速度梯度速度梯度G G來(lái)表示。來(lái)表示。 速度梯度速度梯度是指由于攪拌在垂直水

8、流方向上引起的速是指由于攪拌在垂直水流方向上引起的速度度差差dudu與垂直水流距離與垂直水流距離dydy間的比值，即間的比值，即G=du/dyG=du/dy。 （單（單位：位：s s-1-1） 速度梯度實(shí)質(zhì)上速度梯度實(shí)質(zhì)上反映了顆粒的碰撞機(jī)會(huì)。速度差越反映了顆粒的碰撞機(jī)會(huì)。速度差越大，顆粒間越易發(fā)生碰撞；間距越小，顆粒間也越易發(fā)大，顆粒間越易發(fā)生碰撞；間距越小，顆粒間也越易發(fā)生碰撞。生碰撞。 速度梯度與攪拌時(shí)間的乘積速度梯度與攪拌時(shí)間的乘積GtGt值可間接表示整個(gè)反應(yīng)時(shí)間值可間接表示整個(gè)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)顆粒碰撞的總次數(shù)，可用來(lái)控制反應(yīng)效果，一般內(nèi)顆粒碰撞的總次數(shù)，可用來(lái)控制反應(yīng)效果，一般GtGt值應(yīng)

9、控值應(yīng)控制在制在10104 410105 5之間。在之間。在G G值給定的情況下，可調(diào)節(jié)值給定的情況下，可調(diào)節(jié)t t值來(lái)改善值來(lái)改善反應(yīng)效果。反應(yīng)效果。攪拌強(qiáng)度表示攪拌強(qiáng)度表示混合方式混合方式水泵混合水泵混合隔板混合隔板混合機(jī)械混合機(jī)械混合2、混合方式、混合方式 將藥劑投加在水泵的吸水管內(nèi)或喇叭口處，利用水泵葉將藥劑投加在水泵的吸水管內(nèi)或喇叭口處，利用水泵葉輪高速旋轉(zhuǎn)達(dá)到快速混合的目的。輪高速旋轉(zhuǎn)達(dá)到快速混合的目的。特點(diǎn)：特點(diǎn)： 混合效果好，不需另建混合設(shè)施；混合效果好，不需另建混合設(shè)施； 節(jié)省動(dòng)力；節(jié)省動(dòng)力； 各型水廠均可采用；各型水廠均可采用；要求：要求： 泵房距離處理設(shè)備不大于泵房距離處

10、理設(shè)備不大于150150m m。1 1）水泵混合）水泵混合 2 2）分流隔板混合池）分流隔板混合池 3 3）機(jī)械攪拌混合）機(jī)械攪拌混合 1 1、管式混合、管式混合 A A、普通管道混合、普通管道混合 B B、管式靜態(tài)混合器、管式靜態(tài)混合器 C C、擴(kuò)散混合器、擴(kuò)散混合器第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 A A、普通、普通管道混合管道混合 把藥劑投入水泵壓水水管內(nèi)，借助水流進(jìn)行混合。把藥劑投入水泵壓水水管內(nèi)，借助水流進(jìn)行混合。 藥劑加入方式：藥劑加入方式： 圖圖 B B、管式靜態(tài)混合器、管式靜態(tài)混合器 管內(nèi)裝設(shè)若干個(gè)固體混合單元體。管內(nèi)裝設(shè)若干個(gè)固體混合單元體。第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與

11、設(shè)備混凝工藝與設(shè)備LPD系列系列管式靜態(tài)混合器示意圖管式靜態(tài)混合器示意圖 由一系列安裝在空心管道中的半橢圓形葉片構(gòu)成，一個(gè)單元包括兩個(gè)互相由一系列安裝在空心管道中的半橢圓形葉片構(gòu)成，一個(gè)單元包括兩個(gè)互相垂直的葉片，混合過(guò)程也是分裂過(guò)程，其結(jié)果是將物流分成幾股，在湍流過(guò)垂直的葉片，混合過(guò)程也是分裂過(guò)程，其結(jié)果是將物流分成幾股，在湍流過(guò)程中，單元能夠提高每股支流的散射程度，因此，一個(gè)含有六個(gè)單元的程中，單元能夠提高每股支流的散射程度，因此，一個(gè)含有六個(gè)單元的LPDLPD系系列靜式混合機(jī)能夠充分滿(mǎn)足大多數(shù)污水混合需要。列靜式混合機(jī)能夠充分滿(mǎn)足大多數(shù)污水混合需要。 C C、擴(kuò)散混合器、擴(kuò)散混合器 在管

12、式孔板混合器前在管式孔板混合器前加一錐形帽，水流和藥加一錐形帽，水流和藥劑對(duì)沖錐形帽而后擴(kuò)散劑對(duì)沖錐形帽而后擴(kuò)散形成劇烈紊流，使藥劑形成劇烈紊流，使藥劑和水達(dá)到快速混合。和水達(dá)到快速混合。第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 2 2、其它水力混合方式、其它水力混合方式 A A、分流隔板混合池、分流隔板混合池 B B、跌水混合池、跌水混合池 C C、水躍式混合池、水躍式混合池 D D、渦流式混合設(shè)備、渦流式混合設(shè)備 E E、廊道式格板混合池、廊道式格板混合池第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 D D、渦流式混合設(shè)備、渦流式混合設(shè)備設(shè)計(jì)要點(diǎn)：設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 底部錐角底部錐角3030454

13、5； 反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間1 11.5min1.5min，2min2min； 入口流速入口流速1 11.5m/s1.5m/s； 圓柱部分上升流速圓柱部分上升流速2525mm/smm/s。第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 E E、廊道式格板混合池、廊道式格板混合池第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備水泵混合的投藥位置水泵混合的投藥位置 （1 1）泵前投加）泵前投加 （2 2）泵后投加）泵后投加 第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 1 1、泵前投加、泵前投加 加注在取水泵吸水管中或吸水喇叭口處，見(jiàn)加注在取水泵吸水管中或吸水喇叭口處，見(jiàn)圖。目前大多數(shù)采用這種方式，主要優(yōu)點(diǎn)是可利圖

14、。目前大多數(shù)采用這種方式，主要優(yōu)點(diǎn)是可利用水泵葉輪使藥劑和原水得到充分混合，而且借用水泵葉輪使藥劑和原水得到充分混合，而且借助于水泵吸力吸入，容易加注。助于水泵吸力吸入，容易加注。 缺點(diǎn)是藥劑對(duì)水泵有一定的腐蝕作用。缺點(diǎn)是藥劑對(duì)水泵有一定的腐蝕作用。 2 2、泵后投加、泵后投加 加注在水泵出水壓力管（見(jiàn)圖）或沉淀池進(jìn)口處。加注在水泵出水壓力管（見(jiàn)圖）或沉淀池進(jìn)口處。 當(dāng)取水泵離凈水裝置較遠(yuǎn)（約大于當(dāng)取水泵離凈水裝置較遠(yuǎn)（約大于500m500m）時(shí)，為防止反應(yīng)）時(shí)，為防止反應(yīng)過(guò)早，已結(jié)成的絮粒在管道或進(jìn)入沉淀池時(shí)破碎，從而影響凈過(guò)早，已結(jié)成的絮粒在管道或進(jìn)入沉淀池時(shí)破碎，從而影響凈水效果，所以采

15、用泵后投加。水效果，所以采用泵后投加。 泵后投加因投藥點(diǎn)承壓或無(wú)吸力，故需要用水射器或加藥泵后投加因投藥點(diǎn)承壓或無(wú)吸力，故需要用水射器或加藥泵。其優(yōu)點(diǎn)是不發(fā)生藥劑對(duì)水泵的腐蝕。泵。其優(yōu)點(diǎn)是不發(fā)生藥劑對(duì)水泵的腐蝕。 1 1、反應(yīng)的作用反應(yīng)的作用 是使混合形成的小絮凝體經(jīng)過(guò)充分碰撞接觸，是使混合形成的小絮凝體經(jīng)過(guò)充分碰撞接觸，絮凝成較大顆粒的過(guò)程。絮凝成較大顆粒的過(guò)程。 四、絮凝反應(yīng)四、絮凝反應(yīng)(reaction) 反應(yīng)設(shè)備應(yīng)有一定的停留時(shí)間和適當(dāng)?shù)臄嚪磻?yīng)設(shè)備應(yīng)有一定的停留時(shí)間和適當(dāng)?shù)臄嚢鑿?qiáng)度，使小絮體有一適宜的相互碰撞機(jī)會(huì)。拌強(qiáng)度，使小絮體有一適宜的相互碰撞機(jī)會(huì)。 攪拌強(qiáng)度攪拌強(qiáng)度太大或太小，會(huì)

16、對(duì)反應(yīng)池的絮凝太大或太小，會(huì)對(duì)反應(yīng)池的絮凝效果產(chǎn)生影響。效果產(chǎn)生影響。 2 2、 反應(yīng)過(guò)程的水力條件反應(yīng)過(guò)程的水力條件絮凝控制指標(biāo)：絮凝控制指標(biāo)： 速度梯度速度梯度G=10G=1070s70s-1-1。 水流速度水流速度v=15v=1530mm/s30mm/s。 反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間t=15t=1530min30min。 絮凝控制指標(biāo)絮凝控制指標(biāo)GtGt值值=10=104 44 410105 5 第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 以以aGaGtCtC值值（C C為膠體濃度，為膠體濃度，a a表示有效碰撞系數(shù)）表示有效碰撞系數(shù)）作為反應(yīng)設(shè)備的控制參數(shù)。作為反應(yīng)設(shè)備的控制參數(shù)。 如果脫穩(wěn)顆粒

17、每次碰撞都能導(dǎo)致凝聚，則如果脫穩(wěn)顆粒每次碰撞都能導(dǎo)致凝聚，則a=1a=1，實(shí)際上總是實(shí)際上總是a1a1。(1)(1)設(shè)備分類(lèi)設(shè)備分類(lèi) （按攪拌方式分）（按攪拌方式分） A A、水力攪拌反應(yīng)池：、水力攪拌反應(yīng)池： B B、機(jī)械攪拌反應(yīng)池：、機(jī)械攪拌反應(yīng)池： (2)(2)水力攪拌反應(yīng)池水力攪拌反應(yīng)池 A A、隔板反應(yīng)池、隔板反應(yīng)池 B B、折板反應(yīng)池、折板反應(yīng)池 C C、穿孔旋流反應(yīng)池、穿孔旋流反應(yīng)池 D D、旋流式反應(yīng)池、旋流式反應(yīng)池 E E、渦流式反應(yīng)池、渦流式反應(yīng)池 第五節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 A A、隔板反應(yīng)池隔板反應(yīng)池 a a、往復(fù)式、往復(fù)式 b b、回轉(zhuǎn)式、回轉(zhuǎn)式 第五

18、節(jié)第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備a a、往復(fù)式、往復(fù)式 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 水流在池內(nèi)作水流在池內(nèi)作180180 轉(zhuǎn)彎，局部水頭損失較大，轉(zhuǎn)彎，局部水頭損失較大，且絮凝體有破碎的可能。且絮凝體有破碎的可能。 水頭損失水頭損失0.3-0.50.3-0.5m m。 b b、回轉(zhuǎn)式、回轉(zhuǎn)式 特點(diǎn)：特點(diǎn)： 水流在池內(nèi)作水流在池內(nèi)作9090轉(zhuǎn)彎，局部水頭損失大為減小，轉(zhuǎn)彎，局部水頭損失大為減小，且絮凝效果有所提高。且絮凝效果有所提高。 水頭損失比往復(fù)式小水頭損失比往復(fù)式小40%40%。 回轉(zhuǎn)式隔板反應(yīng)池回轉(zhuǎn)式隔板反應(yīng)池 B B、折板反應(yīng)池、折板反應(yīng)池 平折板反應(yīng)池一般分為三段。三段的折板布置可分平折板反

19、應(yīng)池一般分為三段。三段的折板布置可分別采用相對(duì)折板、平行折板和平行直板。別采用相對(duì)折板、平行折板和平行直板。 另外還有采用波形板的。另外還有采用波形板的。 （豎直放置）（豎直放置）第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備設(shè)計(jì)要點(diǎn)：設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間8-158-15minmin； 噴 嘴 入 口 流 速?lài)?嘴 入 口 流 速 2 -2 -3 3m/sm/s。 D、渦流式反應(yīng)池渦流式反應(yīng)池第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備設(shè)計(jì)要點(diǎn)：設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 底部錐角底部錐角30-4530-45， 反應(yīng)時(shí)間反應(yīng)時(shí)間6-106-10minmin， 入口

20、流速入口流速0.70.7m/sm/s， 圓柱部分上升流速圓柱部分上升流速4-4-6 6mm/smm/s。渦流式反應(yīng)池示意渦流式反應(yīng)池示意返回目錄進(jìn)水進(jìn)水出水出水 （3 3）機(jī)械攪拌反應(yīng)池）機(jī)械攪拌反應(yīng)池 A A、漿板式漿板式和和葉輪式。葉輪式。 B B、水平軸水平軸和和垂直軸垂直軸 第二節(jié)第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備混凝工藝與設(shè)備 分格串聯(lián)，每格設(shè)以攪分格串聯(lián)，每格設(shè)以攪拌機(jī)。分格越多，絮凝效拌機(jī)。分格越多，絮凝效果越好。但造價(jià)高和維修果越好。但造價(jià)高和維修量大。量大。 為適應(yīng)絮體形成規(guī)律，為適應(yīng)絮體形成規(guī)律，第一格攪拌強(qiáng)度最大，其第一格攪拌強(qiáng)度最大，其余依次遞減，對(duì)應(yīng)余依次遞減，對(duì)應(yīng)G G值也遞值也遞減。減。 第一格攪拌強(qiáng)度最大，而后逐