飲用水處理-混凝法

飲用水處理：混凝法一、混凝原理化學混凝處理的對象主要是水中的微小懸浮物和膠體雜質。1.膠體的穩(wěn)定性膠體所受影響由于上述的膠體帶電現象，帶相同電荷的膠粒產生靜電斥力，而且ξ電位越高，膠粒間的靜電斥力越大受水分子熱運動的撞擊，使微粒在水中作不規(guī)則的運動，即“布朗運動”膠粒之間還存在著相互引力——范徳華引力膠體間的相互斥力不僅與ξ電位有關，還與膠粒的間距有關，距離越近，斥力越大。而布朗運動的動能不足以將兩顆膠粒推進到使范徳華引力發(fā)揮作用的距離。因此，膠體微粒不能相互聚結而長期保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。水化作用也使膠體不能相互聚結。2.混凝原理(1)壓縮雙電層作用混凝劑提供大量正離子會涌入膠體擴散層甚至吸附層,使ξ電位降低。當ξ電位為零時,稱為等電狀態(tài)。此時膠體間斥力消失,膠粒最易發(fā)生聚結。實際上，ξ電位電位只要降至某一程度而使膠粒間排斥的能量小于膠粒布朗運動的動能時，膠粒就開始產生明顯的聚結，這時的ξ電位稱為臨界電位。膠粒因ξ電位電位降低或消除以至失去穩(wěn)定性的過程，稱為膠體脫穩(wěn)。脫穩(wěn)的膠粒相互聚結，稱為凝聚。(2)吸附架橋作用由高分子物質吸附架橋作用而使微粒相互粘結的過程。(3)網捕作用沉淀物在自身沉降過程中，能集卷、網捕水中的膠體等微粒，使膠體粘結。以硫酸鋁為例討論混凝過程硫酸鋁Al2(SO4)3·18H2O溶于水后，離解出Al3+，并結合有6個配位水分子，成為水合鋁離子[Al(H2O)6]3+。水合鋁離子進一步水解，形成單羥基單核絡合物：單羥基單核絡合物又進一步水解：上述反應中，降低水中H+(或H3O+)濃度或提高pH，使反應趨向右方，水合羥基絡合物的電荷逐漸降低，最終生成中性氫氧化鋁難溶沉淀物。當pH<4時，水解受到抑制，水中存在的主要是[Al(H2O)3]3+

。當pH＝4~5時，水中有[Al(OH)(H2O)5]2+、[Al(OH)2(H2O)4]+及少量[Al(OH)3(H2O)3]。當pH＝7~8時，水中主要是[Al(OH)3(H2O)3]沉淀物。但在某一特定pH時，水解產物還有許多復雜的高聚物和絡合物同時共存。因為初步水解產物中的羥基OH-具有橋鍵性質。在由[Al(H2O)6]3+轉向[Al(OH)3(H2O)3]的中間過程中，羥基可將單核絡合物通過橋鍵縮聚成多核絡合物：或兩個單羥基絡合物通過羥基橋聯(lián)可縮合成雙羥基雙核絡合物：從上述反應可以看出，三價鋁鹽發(fā)揮混凝作用的是各種形態(tài)的水解聚合物。帶有正電的水解聚合物，同時起到壓縮雙電層的脫穩(wěn)和吸附架橋的作用。為使硫酸鋁達到優(yōu)異的混凝效果，應盡量使膠體脫穩(wěn)和吸附架橋作用都得到充分發(fā)揮。當混凝劑投放水中后，應立即進行劇烈攪拌，使帶電聚合物迅速均勻地與全部膠體雜質接觸，使膠體脫穩(wěn)，隨后，脫穩(wěn)膠體在相互凝聚的同時，靠聚合度不斷增大的高聚物的吸附架橋作用，形成大的絮凝體，使混凝過程很好完成。二、混凝劑和助凝劑1.混凝劑要求混凝劑效果良好對人體健康無害價廉易得使用方便2.助凝劑三、影響混凝效果的主要因素1.水溫2.pH3.水中雜質的成分、性質和濃度4.水力條件(1)無機鹽類混凝劑鐵鹽和鋁鹽(2)高分子混凝劑有機和無機四、化學混凝的設備1.混凝劑的配制和投加設備(1)混凝劑的溶液和配制混凝劑在溶解池中進行溶解:攪拌加速藥劑溶解機械攪拌壓縮空氣攪拌水泵攪拌藥劑溶解完全后，將濃藥液送入溶液池，用清水稀釋到一定的濃度備用。溶液池的容積可按下式計算：溶解池的容積：式中:W1——溶液池容積，m3；qv——處理地水量，m3/h;A——混凝劑地最大投加量，mg/L;c——溶液濃度，％；n——每天配置次數，一般為2~6次。(2)混凝劑溶液的投加計量設備轉子流量計電磁流量計投加方式泵前重力投加水射器投加2.混合設備(1)水泵混合(2)隔板混合(3)機械混