水处理工程=清华大学第二章混凝课件(第一篇)

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1、本章内容第1节混凝去除的对象第2节胶体的性质第二章混凝第3节水的混凝机理与过程第4节混凝剂与助凝剂(CoagulationandFlocculation)第5节混凝动力学第6节混凝影响因素第7节混凝设备第8节混凝的应用第二章2第1节混凝去除的对象第1节混凝去除的对象混凝能去除什么物质？水中杂质有什么形态？第二章3第二章4第1节混凝去除的对象第1节混凝去除的对象肉眼可见除菌过滤•混凝去除对象：胶体及部分细小的悬浮物BloodCellsmite•尺寸范围：1nm~0.1m（有时认为在1m）T4Phage10µ0,1µ•

2、水处理中主要杂质：粘土（50nm~4m）VitaminB12FleeEscherichiaColiAspergillus细菌（0.2m~80m）10µ1µEscherichiaColi病毒(10nm~300nm)1µHSA蛋白质（1nm~50nm）101001.00010.000100.0001.000.000[Å]腐殖酸0,0010,010,1110100Micron[µm]20010.0001000.000分子量[Da]第二章5第二章61第1节混凝去除的对象第1节混凝去除的对象混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳，

3、相互凝聚1637年我国开始使用明矾净水生长成大矾花,以便在后续沉淀工艺中去除。1884年西方才开始使用以地面水为水源的给水处理工艺：1.胶体性质原水混凝沉淀过滤消毒饮用水混凝过程：3.胶体与混凝废水深度处理：剂的相互作用二级生物2.混凝剂在水中混凝沉淀过滤处理出水溶解与形态第二章7第二章8第2节胶体的性质第2节胶体的性质一、胶体的稳定性一、胶体的稳定性1.动力学稳定性：布朗运动对抗重力二、胶体双电层结构2.聚集稳定性：三、DLVO理论胶体带电相斥（憎水性胶体）水化膜的阻碍（亲水性胶体）四、胶体的凝聚1微米的颗

4、粒沉淀10厘米需要20小时。第二章9第二章10第2节胶体的性质第2节胶体的性质二、胶体双电层结构3.胶体类型：电位形成离子吸附层憎水胶体：吸附层中离子直接与胶核接触，水扩散层滑动面异号电荷分子不直接接触胶核的胶体动电位亲水胶体：胶体微粒直接吸附水分子极性集团：－OH，－COOH，－NH2粘土=-15mV~-40mV细菌=-30mV~-70mV第二章11第二章122三、DLVO理论第2节胶体的性质静电斥力：E－1/x2RE范德华引力：E－1/x6苏联（1938年）：德加根（Derjaguin）RA（有些认为是1/x

5、2或1/x3）兰道（Landon）EEmax（势垒）荷兰（1941年）：伏维（Verwey）奥贝克（Overbeek）布朗运动能量Eb＝1.5kToa稳定ADLVO理论x>oc二次凝聚x

6、5第二章16第3节水的混凝机理与过程第3节水的混凝机理与过程一、硫酸铝在水中的化学反应一、硫酸铝在水中的化学反应硫酸铝：历史最久的混凝剂，作用机理具有代表性。二、水的混凝机理硫酸铝[Al(HO)]3+6个配位水分26子(八面体)Al(SO)18HO三、水的混凝过程24321.水解反应（配位水分子水解）：[Al(HO)]3+[Al(OH)(HO)]2++H+2625…价数，pH，最终产生Al(OH)沉淀。3第二章17第二章183第3节水的混凝机理与过程第3节水的混凝机理与过程H++OH-H2O水解需要的碱度：2

7、.缩聚反应：H++HCO3-CO2+H2O两个相邻－OH－发生架桥，产生高价聚合离子水中碱度不足时，投加石灰。CaO+H2OCa(OH)2石灰投加量：2[Al(OH)(HO)]2+25[CaO]=3[a]-[x]+[][(H2O)4AlAl(HOHO)]4++2H2O[CaO]：纯石灰投加量,mmol/L24OH[a]：混凝剂投量，mmol/L[x]：原水碱度,mmol/L…电荷升高，聚合度增大[]：保证反应顺利进行的剩余碱度，一般取0.25~0.5mmol/L第二章19第二章20第3节水的混凝机理与过程第3

8、节水的混凝机理与过程3.水解产物：H2OH2O产物包括：未水解的水合铝离子单核羟基络合物H2OOHH2O多核羟基络合物H2OOHHO氢氧化铝沉淀AlAl2各种产物的比例多少与水解条件（水温、pH、铝H2OH2O盐投加量）有关。第二章21第二章22第3节水的混凝机理与过程第3节水的混凝机理与过程二、水的混凝机理凝聚（Coagulat