第六章 混凝(2)

1、第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備Coagulation Process and Equipment,水污染控制工程課件,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,一、工藝流程 混凝工藝流程由藥劑投加、混合、反應(yīng)及沉淀分離等單元組成。,混合 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用，使膠體脫穩(wěn)，形成小“礬花”。,反應(yīng) 在一定的水流條件下，小“礬花” 通過(guò)吸附架橋和沉淀物網(wǎng)捕等作用形成較大的絮體。,沉淀 反應(yīng)過(guò)程形成的大絮體進(jìn)入沉淀池進(jìn)行分離。（問(wèn)題）,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,問(wèn)題： 分離絮體可以采用哪些工藝？,二、化學(xué)混凝的設(shè)備,1、混凝劑的調(diào)配與投加 （1）混凝劑的調(diào)配 （2）混凝劑的投加 固體投加

2、 液體投加,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,(一)混凝劑干投法(dry) （應(yīng)用較少）,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,工藝流程： 藥劑輸送粉碎提升計(jì)量加藥混合 工作原理：圖,(二)混凝劑濕投法(wetted),第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,工藝流程： 溶解池溶液池定量控制設(shè)備投加設(shè)備混合池,溶解設(shè)備：溶解池、攪拌設(shè)備。 藥劑調(diào)配：水力調(diào)配、機(jī)械調(diào)配、壓縮空氣調(diào)配和人工調(diào)配等。 溶液池：配制一定濃度溶液的設(shè)施。 其它設(shè)備：（略）,溶液池容積V1： 式中V1為溶液池容積。 Q處理的水量 m3/h A混凝劑最大投加量，mg/L w溶液濃度，無(wú)機(jī)藥劑一般取1020%；有機(jī)0.51.0% n每日調(diào)制次數(shù)，一般26次,1、混

3、凝劑的溶解和溶液配制,V2=（0.20.3）V1 式中：V2溶解池容積，m3,2、混凝劑投加設(shè)備,混凝劑投加設(shè)備,計(jì)量設(shè)備,藥液提升設(shè)備,投藥箱,注入設(shè)備,浮球閥計(jì)量系統(tǒng),利用槽內(nèi)浮球閥與槽底管口高差(H)恒定，槽底管口流量不變?cè)?，通過(guò)改變池底管口苗嘴或孔板的孔徑來(lái)控制投藥量。,當(dāng)浮球由于水滿了之后，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 轉(zhuǎn)子流量計(jì)；電磁流量計(jì)；苗嘴；計(jì)量泵等。,浮子苗嘴(孔板)計(jì)量系統(tǒng),2）投加方式,泵前投加 ：安全可靠，一般適用取水泵房距水廠較近

4、 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,可直接將混凝劑溶液投入管道內(nèi)或水泵吸水管喇叭口處。, 水射器投加,水射器又稱(chēng)射流器,水射器投加Flash示意圖, 用計(jì)量泵投加藥劑,1、 混合的作用 使藥劑能快速、均勻地分散到廢水中。,快速：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)小絮體，并不要求生成大顆粒；,均勻：是為了化學(xué)反應(yīng)能在廢水中各部分得到均衡發(fā)展。,水力

5、條件要求： 攪拌時(shí)間：1030s，工業(yè)應(yīng)用常取2min。 速度梯度：G=5001000s-1。,三、混合,攪拌強(qiáng)度用速度梯度G來(lái)表示。 速度梯度是指由于攪拌在垂直水流方向上引起的速度差du與垂直水流距離dy間的比值，即G=du/dy。 （單位：s-1） 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。,速度梯度與攪拌時(shí)間的乘積Gt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Gt值應(yīng)控制在104105之間。在G值給定的情況下，可調(diào)節(jié)t值來(lái)改善反應(yīng)效果。,攪拌強(qiáng)度表示,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

6、叭口處，利用水泵葉輪高速旋轉(zhuǎn)達(dá)到快速混合的目的。,特點(diǎn)： 混合效果好，不需另建混合設(shè)施； 節(jié)省動(dòng)力； 各型水廠均可采用； 要求： 泵房距離處理設(shè)備不大于150m。,1）水泵混合,2）分流隔板混合池,3）機(jī)械攪拌混合,1、管式混合 A、普通管道混合 B、管式靜態(tài)混合器 C、擴(kuò)散混合器,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,A、普通管道混合 把藥劑投入水泵壓水水管內(nèi)，借助水流進(jìn)行混合。 藥劑加入方式： 圖,B、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。,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,LPD系列管式靜態(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)互相垂直的葉片，混合過(guò)程也是分裂過(guò)程，其

7、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LPD系列靜式混合機(jī)能夠充分滿足大多數(shù)污水混合需要。,管式靜態(tài)混合器：流速不宜小于1m/s，水頭損失不小于0.3-0.4m，簡(jiǎn)單易行。,C、擴(kuò)散混合器,在管式孔板混合器前加一錐形帽，水流和藥劑對(duì)沖錐形帽而后擴(kuò)散形成劇烈紊流，使藥劑和水達(dá)到快速混合。,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,2、其它水力混合方式 A、分流隔板混合池 B、跌水混合池 C、水躍式混合池 D、渦流式混合設(shè)備 E、廊道式格板混合池,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,D、渦流式混合設(shè)備,設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 底部錐角3045； 反應(yīng)時(shí)間11.5min，2min； 入口

8、流速11.5m/s； 圓柱部分上升流速25mm/s。,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,E、廊道式格板混合池,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,水泵混合的投藥位置 （1）泵前投加 （2）泵后投加 ,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,1、泵前投加 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。 缺點(diǎn)是藥劑對(duì)水泵有一定的腐蝕作用。,2、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。 當(dāng)取水泵離凈水裝置較遠(yuǎn)（約大于500m）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，從而影響凈水效果，所以采用泵后投加。

9、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。,1、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，絮凝成較大顆粒的過(guò)程。,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)臄嚢鑿?qiáng)度，使小絮體有一適宜的相互碰撞機(jī)會(huì)。 攪拌強(qiáng)度太大或太小，會(huì)對(duì)反應(yīng)池的絮凝效果產(chǎn)生影響。,2、 反應(yīng)過(guò)程的水力條件,絮凝控制指標(biāo)： 速度梯度G=1070s-1。 水流速度v=1530mm/s。 反應(yīng)時(shí)間t=1530min。 絮凝控制指標(biāo)Gt值=1044105 ,絮凝控制指標(biāo)研究 (1) Gt值 (2) GtC值 (3) aGtC值 考慮顆粒濃度及脫穩(wěn)程度等

10、因素進(jìn)去，提出（2）、（3）。,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,(2) GtC值 以GtC值（C為膠體濃度）作為反應(yīng)設(shè)備的控制參數(shù)，并建議GtC值控制在100左右較好。 理由是反應(yīng)效果與水中顆粒濃度有關(guān)，例如當(dāng)?shù)蜐舛葧r(shí)，反應(yīng)設(shè)備的效率就會(huì)降低，但如果人工投加粘土，效果就能提高。,(3) aGtC值 以aGtC值（C為膠體濃度，a表示有效碰撞系數(shù)）作為反應(yīng)設(shè)備的控制參數(shù)。 如果脫穩(wěn)顆粒每次碰撞都能導(dǎo)致凝聚，則a=1，實(shí)際上總是a1。,(1)設(shè)備分類(lèi) （按攪拌方式分） A、水力攪拌反應(yīng)池： B、機(jī)械攪拌反應(yīng)池：,3、絮凝反應(yīng)設(shè)備,(2)水力攪拌反應(yīng)池 A、隔板反應(yīng)池 B、折板反應(yīng)池 C、穿孔旋流反應(yīng)池 D

11、、旋流式反應(yīng)池 E、渦流式反應(yīng)池,第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,A、隔板反應(yīng)池 a、往復(fù)式 b、回轉(zhuǎn)式,第五節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,a、往復(fù)式 特點(diǎn)： 水流在池內(nèi)作180 轉(zhuǎn)彎，局部水頭損失較大，且絮凝體有破碎的可能。 水頭損失0.3-0.5m。,b、回轉(zhuǎn)式 特點(diǎn)： 水流在池內(nèi)作90轉(zhuǎn)彎，局部水頭損失大為減小，且絮凝效果有所提高。 水頭損失比往復(fù)式小40%。,回轉(zhuǎn)式隔板反應(yīng)池,B、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。 （豎直放置）,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,C、 旋流式反應(yīng)池,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 反應(yīng)時(shí)間8-1

12、5min； 噴嘴入口流速2-3m/s。,D、渦流式反應(yīng)池,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 底部錐角30-45， 反應(yīng)時(shí)間6-10min， 入口流速0.7m/s， 圓柱部分上升流速4-6mm/s。,渦流式反應(yīng)池示意,返回目錄,進(jìn)水,出水,（3）機(jī)械攪拌反應(yīng)池 A、漿板式和葉輪式。 B、水平軸和垂直軸,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,分格串聯(lián)，每格設(shè)以攪拌機(jī)。分格越多，絮凝效果越好。但造價(jià)高和維修量大。 為適應(yīng)絮體形成規(guī)律，第一格攪拌強(qiáng)度最大，其余依次遞減，對(duì)應(yīng)G值也遞減。,第一格攪拌強(qiáng)度最大，而后逐步減小，G值也相應(yīng)減小，攪拌強(qiáng)度決定于攪拌器轉(zhuǎn)速和槳板面積。,機(jī)械攪拌反應(yīng)池設(shè)計(jì)參數(shù)： A、絮凝時(shí)間為

13、15-20min。 B、池內(nèi)設(shè)3-4擋攪拌機(jī)。 C、隔墻上下開(kāi)孔，防止水流短路。 D、葉輪線速度自第一擋0.5m/s起逐漸減小到末擋的0.25m/s。,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,（4）組合絮凝池,第二節(jié) 混凝工藝與設(shè)備,(5)混凝反應(yīng)池的設(shè)計(jì)要點(diǎn)： 反應(yīng)流速一般按由大逐漸變小進(jìn)行設(shè)計(jì)。為防止絮粒被破碎，應(yīng)控制反應(yīng)器內(nèi)的流速。 要有足夠的反應(yīng)時(shí)間（1030min為宜），并控制反應(yīng)速度，使梯度值G值達(dá)到10-75s-1，通常20-60s-1，使Gt值應(yīng)控制在104105之間，保證反應(yīng)過(guò)程的充分完全。 對(duì)于低濁度、低堿度廢水宜采用較大的t值；對(duì)粗分散、雜質(zhì)含量高的廢水宜采用較大的G值。 采用水力攪拌的反應(yīng)設(shè)備，其攪拌強(qiáng)度可由水流速度來(lái)控制，