《给水混凝》课件

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1、6水的混凝设计规范：室外给水设计规范要点：胶体稳定性双电层结构、胶体脱稳机理，絮凝过程、G意义与计算，混凝剂与助凝剂，混凝剂投加混合与絮凝反应设备设计处理对象胶体颗粒，粒径1～100nm（也有认为上限为1000nm,即1μm的）细小粘土颗粒、高分子有机物、腐殖酸、病毒、细菌等悬浮物>0.1μm(或1μm)粘土、粉砂、细菌等混凝理论胶体的稳定性憎水性胶体亲水性胶体动力学稳定与凝聚稳定混凝理论——双电层胶体双电层结构混凝理论胶体双电层结构和ζ电位排斥势能ER吸引势能EA间距xEREAcaEmaxErrx图片2：相互作用势能与颗粒间距离的关系DLV

2、O理论混凝理论6.1混凝机理1.压缩双电层压缩双电层，减小胶体ζ电位混凝机理2.电性中和混凝剂和胶核中和，直接减小胶体总电位φ。投加过量混凝剂可以出现再稳现象。混凝机理2.电性中和——再稳现象混凝机理2.电性中和——再稳现象混凝机理3.吸附架桥高分子物质的长链起到架桥作用。分子长度不够起不到架桥作用。投加过量会引起再稳现象。胶粒高分子胶粒高分子排斥排斥混凝机理4.网捕或卷扫絮凝剂形成大量的氢氧化物沉淀，网捕和卷扫胶粒，共同沉淀，基本是一种机械作用。混凝剂的需要量同水中的杂质数量有关。杂质含量少，需投加较多混凝剂；杂质含量高时，可以节约混凝剂的

3、用量。亲水性胶体，关键是压缩或去除其结合水壳投加电解质可压缩水壳厚度，但投量很大。首先是降低其电动电位，接着是脱水。对于带负电的亲水胶体，电解质中的负离子可以和它争夺水分子，从而使之脱水凝聚。6.2混凝动力学与混凝控制指标颗粒碰撞动力布朗运动水流运动异向絮凝同向絮凝颗粒的碰撞速率可按下式计算：（15-3）（15-5）异向絮凝DB：布朗运动扩散系数，n颗粒浓度，d颗粒直径K波兹曼常数T为绝对温度，υ为水的运动粘度，ρ为水的密度；故Np只与颗粒数量和水温有关，而与颗粒粒径无关。当颗粒的粒径大于1m，布朗运动消失。（15-5）（6-1）同向絮凝层

4、流条件下颗粒的碰撞示意见图颗粒的碰撞速率按下式计算：(15-6)(15-7)G——速度梯度，s-1Δu——相邻两层速度增量Δz——层距离(6-3)(6-2)由于，故(6-4)当采用机械搅拌时，p由机械搅拌器提供。当采用水力絮凝池时，p应为水流本身所消耗的能量，由下式决定：(6-5)代入式（15-11），得：(6-6)6.2.3混凝控制指标自药剂与水均匀混合起直至大颗粒絮凝体形成为止，工艺上总称混凝过程。快速混合与絮凝两个阶段。相应设备：混合设备絮凝设备混合（凝聚）：混合阶段，对水流进行剧烈搅拌目的使药剂快速均匀分散以利于混凝剂快速水解、聚合、

5、及颗粒脱稳。平均G＝700~1000s-1，T=10～30s，一般<2min，此阶段，杂质颗粒微小，同时存在颗粒间异向絮凝。絮凝阶段：主要靠机械或水力搅拌促使颗粒碰撞凝聚，以同向絮凝为主。同向絮凝效果不仅与G有关，还与时间有关。在絮凝阶段，通常以G值和GT值作为控制指标。平均G＝20－70s-1，GT＝1×104－105随着絮凝的进行，G值应逐渐减小。6.3混凝剂与助凝剂混凝剂的分类各种混凝剂的机理与特点助凝剂的常见类型氯与硫酸亚铁的反应，注意其剂量关系碱度的投加量计算6.3影响混凝效果的主要因素水温pH杂质颗粒浓度混凝某地表水源的总碱度为0

6、.2mmol/L。市售精制硫酸铝（含Al2O3为16%）投量28mg/L,试估算石灰（市售品纯度为50%）投量为（）。A．42mg/LB．33mg/LC．29mg/lD．37mg/L硫酸铝28mg/L，折算成Al2O3为28×16%=4.48mg/L，相当于0.044mmol/L；56mg/mmol×（3×0.044+0.37－0.2）=16.8mg/L。氯化铁混凝剂所需的碱度。（举一反三）NaOH投加量混合方式与设备【混合的作用】通过混合设备的混合作用，投加到原水中的混凝药剂，在很短的时间可以均匀分散到水中，进行胶体脱稳和初步的絮凝反应。混

7、合时间一般10～30s，速度梯度700～1000s-1混合设备应靠近絮凝反应池，连接管的流速为0.8～1.0m/s，管道内停留时间不得超过2min。【混合的参数】混合方式与设备可进行调节，能适应水质水量的变化，但需要一定的机械和相应的维护工作量【混合的分类】【机械混合】【水力混合】设备简单，但不能适应流量的变化机械混合混凝药剂在水泵吸水口前加入，利用水泵叶轮进行混合。优点：无需专用混合设备和额外能耗。泵前加药要求投药点距离反应池较近（一般在120m之内），否则，形成的细小絮体因老化而影响在后续絮凝效果。【水泵叶轮混合】水力停留时间为1～2mi

8、n，平均速度梯度500s-1左右。优点：混合效果好，不受流量变化的影响，水头损失较小。缺点：消耗电能，需进行机械设备的管理和维护。【混合井】图设有螺旋浆式搅拌机的混