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文檔簡介
1、第二節(jié) 混凝工藝與設備Coagulation Process and Equipment,水污染控制工程課件,第二節(jié) 混凝工藝與設備,一、工藝流程 混凝工藝流程由藥劑投加、混合、反應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,通過壓縮雙電層和電中和作用,使膠體脫穩(wěn),形成小“礬花”。,反應 在一定的水流條件下,小“礬花” 通過吸附架橋和沉淀物網(wǎng)捕等作用形成較大的絮體。,沉淀 反應過程形成的大絮體進入沉淀池進行分離。(問題),第二節(jié) 混凝工藝與設備,問題: 分離絮體可以采用哪些工藝?,二、化學混凝的設備,1、混凝劑的調配與投加 (1)混凝劑的調配 (2)混凝劑的投加 固體投加
2、 液體投加,第二節(jié) 混凝工藝與設備,(一)混凝劑干投法(dry) (應用較少),第二節(jié) 混凝工藝與設備,工藝流程: 藥劑輸送粉碎提升計量加藥混合 工作原理:圖,(二)混凝劑濕投法(wetted),第二節(jié) 混凝工藝與設備,工藝流程: 溶解池溶液池定量控制設備投加設備混合池,溶解設備:溶解池、攪拌設備。 藥劑調配:水力調配、機械調配、壓縮空氣調配和人工調配等。 溶液池:配制一定濃度溶液的設施。 其它設備:(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,無機藥劑一般取1020%;有機0.51.0% n每日調制次數(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、混凝劑投加設備,混凝劑投加設備,計量設備,藥液提升設備,投藥箱,注入設備,浮球閥計量系統(tǒng),利用槽內浮球閥與槽底管口高差(H)恒定,槽底管口流量不變原理,通過改變池底管口苗嘴或孔板的孔徑來控制投藥量。,當浮球由于水滿了之后,產(chǎn)生浮力使它上升時,便會關閉閥門停止供水,而水位下降后,浮球下降,則閥門由于彈簧的作用而打開,進水,直到浮球受到水的浮力上升后,將閥門閉合才將水關閉。,1)計量設備 轉子流量計;電磁流量計;苗嘴;計量泵等。,浮子苗嘴(孔板)計量系統(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者, 安全可靠,但溶液池位置高。 水射器投加:設備簡單,使用方便,溶液池高度不會 受太大限制,但效率低,易磨損。 計量泵投加:不必另設計量設備,適合混凝劑自動控 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或水泵吸水管喇叭口處。, 水射器投加,水射器又稱射流器,水射器投加Flash示意圖, 用計量泵投加藥劑,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)生水解反應的速度很快,需要盡量造成急速擾動以生成大量細小絮體,并不要求生成大顆粒;,均勻:是為了化學反應能在廢水中各部分得到均衡發(fā)展。,水力
5、條件要求: 攪拌時間:1030s,工業(yè)應用常取2min。 速度梯度:G=5001000s-1。,三、混合,攪拌強度用速度梯度G來表示。 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) 速度梯度實質上反映了顆粒的碰撞機會。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。,速度梯度與攪拌時間的乘積Gt值可間接表示整個反應時間內顆粒碰撞的總次數(shù),可用來控制反應效果,一般Gt值應控制在104105之間。在G值給定的情況下,可調節(jié)t值來改善反應效果。,攪拌強度表示,2、混合方式,混合方式,將藥劑投加在水泵的吸水管內或喇
6、叭口處,利用水泵葉輪高速旋轉達到快速混合的目的。,特點: 混合效果好,不需另建混合設施; 節(jié)省動力; 各型水廠均可采用; 要求: 泵房距離處理設備不大于150m。,1)水泵混合,2)分流隔板混合池,3)機械攪拌混合,1、管式混合 A、普通管道混合 B、管式靜態(tài)混合器 C、擴散混合器,第二節(jié) 混凝工藝與設備,A、普通管道混合 把藥劑投入水泵壓水水管內,借助水流進行混合。 藥劑加入方式: 圖,B、管式靜態(tài)混合器 管內裝設若干個固體混合單元體。,第二節(jié) 混凝工藝與設備,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成,一個單元包括兩個互相垂直的葉片,混合過程也是分裂過程,其
7、結果是將物流分成幾股,在湍流過程中,單元能夠提高每股支流的散射程度,因此,一個含有六個單元的LPD系列靜式混合機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,簡單易行。,C、擴散混合器,在管式孔板混合器前加一錐形帽,水流和藥劑對沖錐形帽而后擴散形成劇烈紊流,使藥劑和水達到快速混合。,第二節(jié) 混凝工藝與設備,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、渦流式混合設備 E、廊道式格板混合池,第二節(jié) 混凝工藝與設備,D、渦流式混合設備,設計要點: 底部錐角3045; 反應時間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) 混凝工藝與設備,E、廊道式格板混合池,第二節(jié) 混凝工藝與設備,水泵混合的投藥位置 (1)泵前投加 (2)泵后投加 ,第二節(jié) 混凝工藝與設備,1、泵前投加 加注在取水泵吸水管中或吸水喇叭口處,見圖。目前大多數(shù)采用這種方式,主要優(yōu)點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。 缺點是藥劑對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(見圖)或沉淀池進口處。 當取水泵離凈水裝置較遠(約大于500m)時,為防止反應過早,已結成的絮粒在管道或進入沉淀池時破碎,從而影響凈水效果,所以采用泵后投加。
9、泵后投加因投藥點承壓或無吸力,故需要用水射器或加藥泵。其優(yōu)點是不發(fā)生藥劑對水泵的腐蝕。,1、反應的作用 是使混合形成的小絮凝體經(jīng)過充分碰撞接觸,絮凝成較大顆粒的過程。,四、絮凝反應(reaction),反應設備應有一定的停留時間和適當?shù)臄嚢鑿姸龋剐⌒躞w有一適宜的相互碰撞機會。 攪拌強度太大或太小,會對反應池的絮凝效果產(chǎn)生影響。,2、 反應過程的水力條件,絮凝控制指標: 速度梯度G=1070s-1。 水流速度v=1530mm/s。 反應時間t=1530min。 絮凝控制指標Gt值=1044105 ,絮凝控制指標研究 (1) Gt值 (2) GtC值 (3) aGtC值 考慮顆粒濃度及脫穩(wěn)程度等
10、因素進去,提出(2)、(3)。,第二節(jié) 混凝工藝與設備,(2) GtC值 以GtC值(C為膠體濃度)作為反應設備的控制參數(shù),并建議GtC值控制在100左右較好。 理由是反應效果與水中顆粒濃度有關,例如當?shù)蜐舛葧r,反應設備的效率就會降低,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))作為反應設備的控制參數(shù)。 如果脫穩(wěn)顆粒每次碰撞都能導致凝聚,則a=1,實際上總是a1。,(1)設備分類 (按攪拌方式分) A、水力攪拌反應池: B、機械攪拌反應池:,3、絮凝反應設備,(2)水力攪拌反應池 A、隔板反應池 B、折板反應池 C、穿孔旋流反應池 D
11、、旋流式反應池 E、渦流式反應池,第五節(jié) 混凝工藝與設備,A、隔板反應池 a、往復式 b、回轉式,第五節(jié) 混凝工藝與設備,a、往復式 特點: 水流在池內作180 轉彎,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、回轉式 特點: 水流在池內作90轉彎,局部水頭損失大為減小,且絮凝效果有所提高。 水頭損失比往復式小40%。,回轉式隔板反應池,B、折板反應池 平折板反應池一般分為三段。三段的折板布置可分別采用相對折板、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) 混凝工藝與設備,C、 旋流式反應池,第二節(jié) 混凝工藝與設備,設計要點: 反應時間8-1
12、5min; 噴嘴入口流速2-3m/s。,D、渦流式反應池,第二節(jié) 混凝工藝與設備,設計要點: 底部錐角30-45, 反應時間6-10min, 入口流速0.7m/s, 圓柱部分上升流速4-6mm/s。,渦流式反應池示意,返回目錄,進水,出水,(3)機械攪拌反應池 A、漿板式和葉輪式。 B、水平軸和垂直軸,第二節(jié) 混凝工藝與設備,分格串聯(lián),每格設以攪拌機。分格越多,絮凝效果越好。但造價高和維修量大。 為適應絮體形成規(guī)律,第一格攪拌強度最大,其余依次遞減,對應G值也遞減。,第一格攪拌強度最大,而后逐步減小,G值也相應減小,攪拌強度決定于攪拌器轉速和槳板面積。,機械攪拌反應池設計參數(shù): A、絮凝時間為
13、15-20min。 B、池內設3-4擋攪拌機。 C、隔墻上下開孔,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) 混凝工藝與設備,(4)組合絮凝池,第二節(jié) 混凝工藝與設備,(5)混凝反應池的設計要點: 反應流速一般按由大逐漸變小進行設計。為防止絮粒被破碎,應控制反應器內的流速。 要有足夠的反應時間(1030min為宜),并控制反應速度,使梯度值G值達到10-75s-1,通常20-60s-1,使Gt值應控制在104105之間,保證反應過程的充分完全。 對于低濁度、低堿度廢水宜采用較大的t值;對粗分散、雜質含量高的廢水宜采用較大的G值。 采用水力攪拌的反應設備,其攪拌強度可由水流速度來控制,
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