第3章 鍋爐用水的預(yù)處理

1、工業(yè)鍋爐水質(zhì)處理工業(yè)鍋爐水質(zhì)處理課件（課件（3）第第3 3章章 鍋爐用水的預(yù)處理鍋爐用水的預(yù)處理3.1 地表水的預(yù)處理地表水的預(yù)處理用水處理可分為：a浮游物、著色物等的去除b.溶解鹽類的去除c.溶存氣體的去除實(shí)際上是指利用氣曝法、凝集、過(guò)濾、離子交換等，單獨(dú)或合并操作，依原水的水質(zhì)及水的用途而決定合適的方法，進(jìn)行處理以達(dá)到用水水質(zhì)。工藝流程的選擇要從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)方面進(jìn)行分析比較。合理的工藝形式應(yīng)為操作管理方便、節(jié)能、減少藥耗，在滿足使用功能的前提下，從投資和運(yùn)行成本綜合考慮。pH=6.0-7.5 電導(dǎo)率電導(dǎo)率 100s/cm 濁度濁度30NTU 色度色度50ppm 總硬度總硬度40ppm 堿度堿

2、度50ppm 總?cè)芙庑怨腆w總?cè)芙庑怨腆w130ppm 硫酸鹽硫酸鹽10ppm 氯化物氯化物5ppm 鈣鈣30ppm 鎂鎂20ppm 鉀鉀+鈉鈉15ppm 錳錳0.007ppm 鐵鐵0.5ppm COD60ppm SiO215ppm 原水水質(zhì)：原水水質(zhì)：u火力發(fā)電的水汽循環(huán)系統(tǒng)火力發(fā)電的水汽循環(huán)系統(tǒng) 火力發(fā)電廠的水汽循環(huán)系統(tǒng)可分為火力發(fā)電廠的水汽循環(huán)系統(tǒng)可分為凝汽凝汽和和凝凝汽兼供熱汽兼供熱兩種形式。兩種形式。 凝汽式凝汽式是指只發(fā)電不供熱的凝汽式發(fā)電廠的是指只發(fā)電不供熱的凝汽式發(fā)電廠的水汽循環(huán)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)正常運(yùn)行的鍋爐補(bǔ)給水水汽循環(huán)系統(tǒng)，這種系統(tǒng)正常運(yùn)行的鍋爐補(bǔ)給水量很小，一般為鍋爐蒸發(fā)量的量

3、很小，一般為鍋爐蒸發(fā)量的24%。 凝汽兼供熱式凝汽兼供熱式是指除發(fā)電外，兼向附近工業(yè)是指除發(fā)電外，兼向附近工業(yè)區(qū)、生活區(qū)供熱的水汽循環(huán)系統(tǒng)，鍋爐補(bǔ)給水量區(qū)、生活區(qū)供熱的水汽循環(huán)系統(tǒng)，鍋爐補(bǔ)給水量要大得多，如熱力發(fā)電廠水汽循環(huán)系統(tǒng)。要大得多，如熱力發(fā)電廠水汽循環(huán)系統(tǒng)。 熱力發(fā)電廠水汽循環(huán)系統(tǒng)主要流程見(jiàn)圖熱力發(fā)電廠水汽循環(huán)系統(tǒng)主要流程見(jiàn)圖3-13-1。圖圖3-1 3-1 熱力發(fā)電廠水汽循環(huán)系統(tǒng)主要流程熱力發(fā)電廠水汽循環(huán)系統(tǒng)主要流程 實(shí)際運(yùn)行中，任何水汽循環(huán)系統(tǒng)都要有一部實(shí)際運(yùn)行中，任何水汽循環(huán)系統(tǒng)都要有一部分汽水損失，大致有如下幾個(gè)方面：分汽水損失，大致有如下幾個(gè)方面： (1)(1)系統(tǒng)內(nèi)水汽循環(huán)

4、損失：系統(tǒng)內(nèi)水汽循環(huán)損失： 如汽包鍋爐的排污，各種排汽損失如汽包鍋爐的排污，各種排汽損失鍋爐鍋爐安全門、過(guò)熱器放汽門、汽輪機(jī)軸封、抽汽器、安全門、過(guò)熱器放汽門、汽輪機(jī)軸封、抽汽器、除氧器等的排汽，各種水箱的溢流和管道的跑冒除氧器等的排汽，各種水箱的溢流和管道的跑冒滴漏等等。滴漏等等。 (2)(2)對(duì)外供汽損失對(duì)外供汽損失 對(duì)非生產(chǎn)、生活供汽大部分不能返回。對(duì)非生產(chǎn)、生活供汽大部分不能返回。 (3)(3)廠內(nèi)其它用汽損失廠內(nèi)其它用汽損失 如采暖、生活用汽等等。如采暖、生活用汽等等。 根據(jù)水在水汽循環(huán)系統(tǒng)中所經(jīng)歷的過(guò)程，我根據(jù)水在水汽循環(huán)系統(tǒng)中所經(jīng)歷的過(guò)程，我們賦予這些水以不同的名稱。們賦予這些水

5、以不同的名稱。 (1)(1)生水生水 生水是未經(jīng)處理的天然水，如地下水、江河生水是未經(jīng)處理的天然水，如地下水、江河水、水庫(kù)湖泊水等等。水、水庫(kù)湖泊水等等。 (2)(2)鍋爐鍋爐補(bǔ)給水補(bǔ)給水 生水經(jīng)水處理車間凈化后，用于補(bǔ)充發(fā)電廠生水經(jīng)水處理車間凈化后，用于補(bǔ)充發(fā)電廠水汽損失的水，叫鍋爐補(bǔ)給水。水汽損失的水，叫鍋爐補(bǔ)給水。 (3)(3)汽輪機(jī)汽輪機(jī)凝結(jié)水凝結(jié)水 蒸汽在汽輪機(jī)中做功后在凝汽器中冷凝的水。蒸汽在汽輪機(jī)中做功后在凝汽器中冷凝的水。 (4)(4)疏疏水水 各種用汽設(shè)備、蒸汽管道中凝結(jié)的蒸汽凝結(jié)各種用汽設(shè)備、蒸汽管道中凝結(jié)的蒸汽凝結(jié)水，一般匯集到輸水箱，也有的并入凝結(jié)水系統(tǒng)。水，一般匯集到

6、輸水箱，也有的并入凝結(jié)水系統(tǒng)。 (5)(5)返回返回凝結(jié)水凝結(jié)水 它是生產(chǎn)或生活用戶返回的蒸汽凝結(jié)水，簡(jiǎn)稱它是生產(chǎn)或生活用戶返回的蒸汽凝結(jié)水，簡(jiǎn)稱返回水。返回水。 (6)(6)給水給水 給水是指進(jìn)入鍋爐的水，對(duì)于熱電廠，它包括給水是指進(jìn)入鍋爐的水，對(duì)于熱電廠，它包括汽輪機(jī)凝結(jié)水、鍋爐補(bǔ)給水、疏水和返回水。汽輪機(jī)凝結(jié)水、鍋爐補(bǔ)給水、疏水和返回水。 (7)(7)鍋爐水鍋爐水 鍋爐水又叫爐水，是指鍋爐本體的蒸發(fā)系統(tǒng)中鍋爐水又叫爐水，是指鍋爐本體的蒸發(fā)系統(tǒng)中流動(dòng)的水。流動(dòng)的水。 (8)(8)冷卻水冷卻水 是指用作冷卻介質(zhì)的水，在電廠中主要指在凝是指用作冷卻介質(zhì)的水，在電廠中主要指在凝汽器中用于冷卻汽輪

7、機(jī)排汽的水。汽器中用于冷卻汽輪機(jī)排汽的水。u水處理的重要作用水處理的重要作用 在火力發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)中，水的品質(zhì)是影響在火力發(fā)電廠的熱力系統(tǒng)中，水的品質(zhì)是影響熱力設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要因素。熱力設(shè)備安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的重要因素。 天然水中含有許多雜質(zhì)。若把這些水不經(jīng)凈化天然水中含有許多雜質(zhì)。若把這些水不經(jīng)凈化處理就引入熱力設(shè)備，將會(huì)由于汽水品質(zhì)不良引起處理就引入熱力設(shè)備，將會(huì)由于汽水品質(zhì)不良引起各種危害，主要是熱力設(shè)備的各種危害，主要是熱力設(shè)備的結(jié)垢、腐蝕和積鹽結(jié)垢、腐蝕和積鹽。結(jié)垢結(jié)垢 結(jié)垢極易發(fā)生在熱負(fù)荷較高的部位，如鍋爐的結(jié)垢極易發(fā)生在熱負(fù)荷較高的部位，如鍋爐的爐管、各種熱交換器。水垢的導(dǎo)

8、熱性比金屬差幾百爐管、各種熱交換器。水垢的導(dǎo)熱性比金屬差幾百倍，結(jié)垢的金屬管壁就會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱，強(qiáng)度下降，引倍，結(jié)垢的金屬管壁就會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱，強(qiáng)度下降，引起管道的損壞。冷卻水處理不當(dāng)，會(huì)使凝汽器銅管起管道的損壞。冷卻水處理不當(dāng)，會(huì)使凝汽器銅管結(jié)垢，降低換熱效率，從而降低汽輪機(jī)出力。結(jié)垢，降低換熱效率，從而降低汽輪機(jī)出力。腐蝕腐蝕 水質(zhì)不良會(huì)引起熱力設(shè)備的腐蝕，主要是水質(zhì)不良會(huì)引起熱力設(shè)備的腐蝕，主要是電化電化學(xué)腐蝕學(xué)腐蝕，容易發(fā)生在給水管道、省煤器、水冷壁、，容易發(fā)生在給水管道、省煤器、水冷壁、過(guò)熱器、汽輪機(jī)和凝汽器等經(jīng)常與水接觸的金屬部過(guò)熱器、汽輪機(jī)和凝汽器等經(jīng)常與水接觸的金屬部位。腐蝕將大大減少

9、設(shè)備的使用年限。位。腐蝕將大大減少設(shè)備的使用年限。積鹽積鹽 含有大量雜質(zhì)的蒸汽通過(guò)過(guò)熱器和汽輪機(jī)時(shí)，含有大量雜質(zhì)的蒸汽通過(guò)過(guò)熱器和汽輪機(jī)時(shí)，雜質(zhì)會(huì)沉積下來(lái)，這叫做雜質(zhì)會(huì)沉積下來(lái)，這叫做過(guò)熱器、汽輪機(jī)的積鹽過(guò)熱器、汽輪機(jī)的積鹽。 過(guò)熱器的積鹽有可能引起爆管，汽輪機(jī)的積鹽將大過(guò)熱器的積鹽有可能引起爆管，汽輪機(jī)的積鹽將大大降低汽輪機(jī)的出力。大降低汽輪機(jī)的出力。 因此，為了保證安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，各電廠對(duì)鍋因此，為了保證安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，各電廠對(duì)鍋爐用水的水質(zhì)都規(guī)定了嚴(yán)格的要求。爐用水的水質(zhì)都規(guī)定了嚴(yán)格的要求。 火力發(fā)電廠水處理工作的主要內(nèi)容大致如下：火力發(fā)電廠水處理工作的主要內(nèi)容大致如下： (1)(1)凈

10、化凈化生水生水 凈化生水的目的是制備所需質(zhì)量的鍋爐補(bǔ)給水，凈化生水的目的是制備所需質(zhì)量的鍋爐補(bǔ)給水，這個(gè)處理過(guò)程也叫做爐外水處理。包括預(yù)處理，軟這個(gè)處理過(guò)程也叫做爐外水處理。包括預(yù)處理，軟化或除鹽。化或除鹽。 (2)(2)高參數(shù)機(jī)組或直流鍋爐的凝結(jié)水凈化。高參數(shù)機(jī)組或直流鍋爐的凝結(jié)水凈化。 (3)(3)對(duì)給水的除氧、加藥。對(duì)給水的除氧、加藥。 (4)(4)汽包鍋爐的鍋內(nèi)水處理。汽包鍋爐的鍋內(nèi)水處理。 (5)(5)冷卻水的處理。冷卻水的處理。 (6)(6)熱電廠對(duì)返回水的除油、除鐵。熱電廠對(duì)返回水的除油、除鐵。 (7)(7)熱力系統(tǒng)的水汽質(zhì)量監(jiān)督。熱力系統(tǒng)的水汽質(zhì)量監(jiān)督。 (8)(8)鍋爐鍋爐及

11、其他熱力設(shè)備的清洗。及其他熱力設(shè)備的清洗。 天然水中的雜質(zhì)與水質(zhì)指標(biāo)天然水中的雜質(zhì)與水質(zhì)指標(biāo) 水中的雜質(zhì) 水中所含的雜質(zhì)按其在水中存在的狀態(tài)可以分為三類：懸浮物水中所含的雜質(zhì)按其在水中存在的狀態(tài)可以分為三類：懸浮物質(zhì)、溶解物質(zhì)和膠體物質(zhì)。懸浮物質(zhì)是由大于分子尺寸的顆粒組成質(zhì)、溶解物質(zhì)和膠體物質(zhì)。懸浮物質(zhì)是由大于分子尺寸的顆粒組成的，它們靠浮力和粘滯力懸浮于水中。溶解物質(zhì)則由分子或離子組的，它們靠浮力和粘滯力懸浮于水中。溶解物質(zhì)則由分子或離子組成，它們被水的分子結(jié)構(gòu)所支承。膠體物體則介于懸浮物質(zhì)與溶解成，它們被水的分子結(jié)構(gòu)所支承。膠體物體則介于懸浮物質(zhì)與溶解物質(zhì)之間，這三種雜質(zhì)的尺度為：物質(zhì)之間

12、，這三種雜質(zhì)的尺度為：10-510-410-310-210-1110100(m)水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)指標(biāo)水質(zhì)水質(zhì)是指是指水和其中所含雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來(lái)的物理水和其中所含雜質(zhì)共同表現(xiàn)出來(lái)的物理、化學(xué)化學(xué)和生物學(xué)的綜合特征和生物學(xué)的綜合特征。各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)則表示水中。各項(xiàng)水質(zhì)指標(biāo)則表示水中雜質(zhì)雜質(zhì)的種類的種類、成分和數(shù)量成分和數(shù)量，是判斷水質(zhì)的具體衡量標(biāo)準(zhǔn)。，是判斷水質(zhì)的具體衡量標(biāo)準(zhǔn)。水質(zhì)指標(biāo)項(xiàng)目繁多，總共可有上百種，它們可分為物水質(zhì)指標(biāo)項(xiàng)目繁多，總共可有上百種，它們可分為物理的、化學(xué)的和生物的三類。理的、化學(xué)的和生物的三類。 （一）物理性水質(zhì)指標(biāo)（一）物理性水質(zhì)指標(biāo) 屬于這一類的水質(zhì)指標(biāo)主要有：屬于這一類的

13、水質(zhì)指標(biāo)主要有： 1、感官物理性狀指標(biāo)，如溫度、色度、嗅和味、渾濁、感官物理性狀指標(biāo)，如溫度、色度、嗅和味、渾濁度、透明度等。度、透明度等。 2、其它的物理性水質(zhì)指標(biāo)，如總固體、懸浮固體、溶、其它的物理性水質(zhì)指標(biāo)，如總固體、懸浮固體、溶解固體、可沉固體、電導(dǎo)率（電阻率）等。解固體、可沉固體、電導(dǎo)率（電阻率）等。 （二）化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)（二）化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo) 1、一般化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)，如：、一般化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)，如：pH、堿度、硬度、各種、堿度、硬度、各種陽(yáng)離子、各種陰離子、總含鹽量，一般有機(jī)物質(zhì)等。陽(yáng)離子、各種陰離子、總含鹽量，一般有機(jī)物質(zhì)等。 2、有毒的化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)，如：各種重金屬、氰化物、有毒的

14、化學(xué)性水質(zhì)指標(biāo)，如：各種重金屬、氰化物、多環(huán)芳烴、各種農(nóng)藥等。多環(huán)芳烴、各種農(nóng)藥等。 3、氧平衡指標(biāo)，如溶解氧（、氧平衡指標(biāo)，如溶解氧（DO）、化學(xué)需氧量）、化學(xué)需氧量（COD）、生化需氧量（）、生化需氧量（BOD）、總需氧量（）、總需氧量（TOD）等。）等。 （三）生物學(xué)水質(zhì)指標(biāo)（三）生物學(xué)水質(zhì)指標(biāo) 一般包括細(xì)菌總數(shù)、總大腸桿菌群數(shù)、各種病原細(xì)菌病一般包括細(xì)菌總數(shù)、總大腸桿菌群數(shù)、各種病原細(xì)菌病毒等。毒等。 天然水中常含有大量的懸浮物和膠態(tài)雜質(zhì)。天然水中常含有大量的懸浮物和膠態(tài)雜質(zhì)。電廠水處理的第一步就是要除去這些雜質(zhì)，即電廠水處理的第一步就是要除去這些雜質(zhì)，即預(yù)處理預(yù)處理。它包括懸浮物的自

15、然沉降、混凝處理、。它包括懸浮物的自然沉降、混凝處理、沉淀軟化和過(guò)濾等內(nèi)容。沉淀軟化和過(guò)濾等內(nèi)容。 水的混凝處理水的混凝處理 水的沉淀軟化水的沉淀軟化 水的過(guò)濾處理水的過(guò)濾處理這些雜質(zhì)與水形成溶膠狀態(tài)的這些雜質(zhì)與水形成溶膠狀態(tài)的膠體微粒，由于布朗運(yùn)動(dòng)和靜膠體微粒，由于布朗運(yùn)動(dòng)和靜電排斥力而呈現(xiàn)電排斥力而呈現(xiàn)沉降穩(wěn)定性和沉降穩(wěn)定性和聚合穩(wěn)定性聚合穩(wěn)定性，通常不能利用重，通常不能利用重力自然沉降的方法除去。因此，力自然沉降的方法除去。因此，必須添加混凝劑，以破壞溶膠必須添加混凝劑，以破壞溶膠的穩(wěn)定性，使細(xì)小的膠體微粒的穩(wěn)定性，使細(xì)小的膠體微粒凝聚再絮凝成較大的顆粒而沉凝聚再絮凝成較大的顆粒而沉淀。

16、這個(gè)過(guò)程稱為淀。這個(gè)過(guò)程稱為混凝混凝。一、混凝一、混凝用自然沉降不能完全去除不純物，尤其水溫低的時(shí)候，溶存的鹽類極少，含有色度的浮游物十分安定，不能通過(guò)砂濾去除。浮游物通常帶陰電荷。若加入陽(yáng)電荷的物質(zhì)，則雜質(zhì)容易形成較大粒子而容易沉淀！此方式即為混凝現(xiàn)象。處理中的混凝現(xiàn)象比較復(fù)雜，不同的混凝劑以及不同的水質(zhì)條件，混凝機(jī)理都有所不同。常見(jiàn)的有以下四種水混凝現(xiàn)象：壓縮雙電層作用機(jī)理、吸附電性中和作用機(jī)理、吸附架橋作用機(jī)理和沉淀物網(wǎng)捕或卷掃機(jī)理。(1)壓縮雙電層機(jī)理：壓縮雙電層機(jī)理：當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)時(shí)，溶液中反離子濃度增高，根據(jù)濃度擴(kuò)散和異號(hào)電荷相吸的作用。這些離子與膠粒吸附的反離子發(fā)生交換。擠

17、入擴(kuò)散層，使擴(kuò)散厚度縮小，進(jìn)而更多地?cái)D入滑動(dòng)面與吸附層，使膠粒帶電荷數(shù)減少，電位降底，從而達(dá)到混凝效果。(2) 吸附吸附電性中和作用機(jī)理電性中和作用機(jī)理:膠粒表面對(duì)異號(hào)離子、異號(hào)膠?；蜴湢罘肿訋М愄?hào)電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用而中和了其他的部分電荷，減少了靜電壓力，因而容易與其他顆粒接近而互相吸附。(3) 吸附架橋作用機(jī)理：吸附架橋作用機(jī)理：高分子物質(zhì)與膠粒的吸附與橋連。當(dāng)高分子鏈的一端吸附了某一膠粒后，一端又吸附了另一膠粒形成膠粒高分子膠粒的絮凝體。(4) 沉淀物網(wǎng)捕或卷掃機(jī)理：沉淀物網(wǎng)捕或卷掃機(jī)理：當(dāng)鋁鹽、鐵鹽、混凝劑的投加量很大而形成大量氫氧化物沉淀時(shí)，可以網(wǎng)捕、卷掃水中的膠粒，以致產(chǎn)生沉

18、淀分離。u水的混凝處理水的混凝處理 膠態(tài)雜質(zhì)和一部分粒徑小的懸浮物，由于沉降速度小，膠態(tài)雜質(zhì)和一部分粒徑小的懸浮物，由于沉降速度小，以至于相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間仍滯留于水中，而且這部分雜質(zhì)也不能以至于相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間仍滯留于水中，而且這部分雜質(zhì)也不能用過(guò)濾的方法除去。因此實(shí)際應(yīng)用中，通常是加入一種稱用過(guò)濾的方法除去。因此實(shí)際應(yīng)用中，通常是加入一種稱之為混凝劑的化學(xué)藥劑，使它們相互吸附粘結(jié)成較大的絮之為混凝劑的化學(xué)藥劑，使它們相互吸附粘結(jié)成較大的絮狀物，然后從水中沉降分離。狀物，然后從水中沉降分離?；炷幚碓砟z核混凝處理原理膠核.swf膠體的脫穩(wěn)膠體的脫穩(wěn)加電解質(zhì)加電解質(zhì).swf 現(xiàn)在以現(xiàn)在以Al2(SO4)3

19、(硫酸鋁)為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明混凝過(guò)程。為例，簡(jiǎn)要說(shuō)明混凝過(guò)程。 Al2(SO4)3投入水中，首先發(fā)生的是它的電離和水解。當(dāng)投入水中，首先發(fā)生的是它的電離和水解。當(dāng)pH3時(shí)，離解出的鋁離子以時(shí)，離解出的鋁離子以 的形式存在。如果的形式存在。如果pH升高，升高， 就逐步水解，形成一系列含有羥基的簡(jiǎn)單配就逐步水解，形成一系列含有羥基的簡(jiǎn)單配離子。離子。326()Al H O326()Al H O 反應(yīng)如下：反應(yīng)如下： (1)(1) (2)(2) (3)(3) 最終生成最終生成 Al(OH)3 凝絮。凝絮。 水解過(guò)程中生成的水解過(guò)程中生成的 被原水中的堿度中和，這被原水中的堿度中和，這種中和作用又促進(jìn)了種

20、中和作用又促進(jìn)了 的水解，使水中的含有的水解，使水中的含有羥基的配離子增加，有利于它們之間發(fā)生高分子縮聚羥基的配離子增加，有利于它們之間發(fā)生高分子縮聚反應(yīng)，稱為羥基橋聯(lián)，形成多核配離子。如反應(yīng)，稱為羥基橋聯(lián)，形成多核配離子。如 (4)(4) 這種交叉進(jìn)行的水解和橋聯(lián)作用，最終生成難溶這種交叉進(jìn)行的水解和橋聯(lián)作用，最終生成難溶的聚合度極大的的聚合度極大的Al(OH)3凝絮。凝絮。32262253Al(H O)H OAl(OH)(H O) H O3H O326()Al H O22522243Al(OH)(H O) H OAl(OH) (H O) H O22423233Al(OH) (H O) H

21、OAl(OH) (H O) H O 422222544OH2 Al OH H OH O AlAl H O2H OOH 投藥是混凝工藝必要的前題，混合和絮凝是混凝工藝的兩個(gè)階段。為了提高混凝效果，技術(shù)上的關(guān)鍵在于結(jié)合原水水質(zhì)選用性能良好的藥劑，創(chuàng)造適宜的化學(xué)和水力條件，是混凝工藝各階段順利進(jìn)行的關(guān)鍵。 1.水中膠體的穩(wěn)定性水中膠體的穩(wěn)定性膠體穩(wěn)定性的主要原因有三種：膠體穩(wěn)定性的主要原因有三種：(1)微粒的布朗運(yùn)動(dòng)；微粒的布朗運(yùn)動(dòng)；(2)膠體顆粒間的靜電斥力；膠體顆粒間的靜電斥力； (3)膠體顆粒表面的水化作用。膠體顆粒表面的水化作用。膠核表面的電位既熱力電位一般固定的，滑動(dòng)面上的電位電位是表面雙

22、電層構(gòu)造的一個(gè)主要指標(biāo)，如擴(kuò)散層的厚度變小，電位曲線變陡，電動(dòng)電位自然也下降，斥力勢(shì)能變小。當(dāng)擴(kuò)散層厚度壓縮到某種程度兩個(gè)膠粒因布朗運(yùn)動(dòng)相互碰撞時(shí)，由于膠粒之間的范德華引力不變，而靜電斥力變小兩種力的對(duì)比便發(fā)生變化，如最大斥力勢(shì)能Eb小于布朗運(yùn)動(dòng)的能量時(shí)，則膠粒就可以在引力的作用下相互結(jié)合起來(lái)。 擴(kuò)散層厚度可按強(qiáng)電解質(zhì)溶液理論中的計(jì)算離子半徑的公式來(lái)考慮： 擴(kuò)散層厚度。 A常數(shù)。 Ci溶液中第i種離子的克分子濃度。 Zi第i種離子的價(jià)數(shù)。 CiZ該溶液的離子強(qiáng)度。 2iiZCA 2.混凝機(jī)理混凝機(jī)理(脫穩(wěn)方法脫穩(wěn)方法)(1)雙電層作用機(jī)理；雙電層作用機(jī)理；在電解質(zhì)作用下膠團(tuán)雙電層的變化在電解質(zhì)

23、作用下膠團(tuán)雙電層的變化當(dāng)混凝劑投加量適當(dāng)時(shí)，就可以使排斥能峰降低到Eb,Eb小于膠體布朗運(yùn)動(dòng)能時(shí)，這時(shí)兩個(gè)相互碰撞的膠粒就可以越過(guò)排斥能峰而繼續(xù)接近，最終結(jié)合成一個(gè)較大的膠粒。對(duì)于膠粒而言，這就是由穩(wěn)定狀態(tài)解脫出來(lái)，一般稱為膠粒脫穩(wěn)。脫穩(wěn)膠粒相互凝結(jié)，通常稱為混凝。高價(jià)反離子壓縮膠體擴(kuò)散層，元比低高價(jià)反離子壓縮膠體擴(kuò)散層，元比低價(jià)離子有效。價(jià)離子有效。(2)吸附架橋作用機(jī)理吸附架橋作用機(jī)理作為混凝劑的高分子物質(zhì)以及AL2(SO4)3，F(xiàn)eCL2溶于水后，經(jīng)水解和縮聚反應(yīng)形成高聚物，這些物質(zhì)均具有線型結(jié)構(gòu)，整分子具有一定的長(zhǎng)度，膠體微粒對(duì)這類高分子具有強(qiáng)烈的吸附作用，由于高分子物質(zhì)易被膠粒所強(qiáng)烈

24、吸附，線型長(zhǎng)度較大，因而它可以在相距較遠(yuǎn)的兩個(gè)膠粒之間進(jìn)行吸附架橋。既當(dāng)它的一端吸附某一膠粒后，另一端伸入水中又吸附另一膠粒，微粒通過(guò)高分子吸附架橋顆粒逐漸變大，最終形成肉眼可見(jiàn)的粗大絮凝體（凡花）。由高分子物質(zhì)吸附架橋而使液粒相互黏結(jié)的過(guò)程，通常稱為絮凝。對(duì)于高分子混凝劑特別是有機(jī)高分子混凝劑來(lái)說(shuō)，吸附架橋起決定作用；對(duì)AL2(SO4)3等無(wú)機(jī)鹽混凝劑來(lái)說(shuō)，吸附架橋作用和雙電層作用均具有重要作用。無(wú)機(jī)高分子物質(zhì)如鋁鹽、鐵鹽的水解產(chǎn)物也能起粘結(jié)架橋作用無(wú)機(jī)高分子物質(zhì)如鋁鹽、鐵鹽的水解產(chǎn)物也能起粘結(jié)架橋作用能引起膠粒產(chǎn)生粘結(jié)架橋而發(fā)生絮凝作用的藥劑稱為能引起膠粒產(chǎn)生粘結(jié)架橋而發(fā)生絮凝作用的藥劑稱

25、為高分子聚合物的吸附架橋作用高分子聚合物的吸附架橋作用 AL2(SO4)3 18H2O是水廠中常用的混凝劑之一，溶于水后，立即離解出AL 3+ ALAL2 2(SO(SO4 4) )3 3 2AL 2AL3+ 3+ + 3SO+ 3SO4 4 2 -2 - AL 3+并非以這種裸露的簡(jiǎn)單形態(tài)存在，而是結(jié)合有6個(gè)配位水分子的水合離子 AL(H2O)63+ 這是一種最簡(jiǎn)單絡(luò)合物，水合離子水解時(shí)，配位水分子可以失去H+而形成單羥基單核絡(luò)核物。反應(yīng)如下： AL(HAL(H2 2O)O)6 6 3+3+H+H2 2O OAL(OH)(HAL(OH)(H2 2O)O)5 5 2+2+H+H3 3O O+

26、+ 單羥基單核配合物進(jìn)一步水解 AL(OH)(HAL(OH)(H2 2O)O)5 5 2+2+H+H2 2O O+ + AL(OH)AL(OH)2 2(H(H2 2O)O)4 4 + +H+H3 3O O+ + AL(OH) AL(OH)2 2(H(H2 2O)O)4 4 + +H+H2 2O O AL(OH)AL(OH)3 3(H(H2 2O)O)3 3+H+H3 3O O+ + 由上述反應(yīng)可見(jiàn)，降低水中H+濃度或提高PH，水解反應(yīng)趨向右方，配位水分子逐漸減少，羥基逐漸增多，而水合羥基絡(luò)合物的電荷卻逐漸降低，最終生成中性輕氧化鋁難溶沉淀物。經(jīng)研究：(3)硫酸鋁的混凝機(jī)理硫酸鋁的混凝機(jī)理 當(dāng)

27、PH PH 4 4 時(shí)，水解受到抑制水中存在的主要是AL(HAL(H2 2O)O)6 63+ 3+ 當(dāng) PH PH = 4= 4 時(shí)，水中將出現(xiàn)AL(OH)(HAL(OH)(H2 2O)O)5 52+2+、 AL(OH)AL(OH)2 2(H(H2 2O)O)5 5+ +及少量AL(OH)AL(OH)3 3(H(H2 2O)O)3 3 單羥基水合鋁離子 雙羥基水合鋁離子 當(dāng)PH = 7PH = 78 8 時(shí)，水中主要是中性的AL(OH)AL(OH)3 3(H(H2 2O)O)3 3 沉淀物沉淀物 當(dāng)PH PH 8.58.5時(shí)，由于輕氧化鋁是典型的兩性化合物，它又重新溶解， 并繼續(xù)水解，生成可溶

28、性的陽(yáng)離子。 AL(OH)AL(OH)3 3(H(H2 2O)O)3 3+ H+ H2 2O OAL(OH)AL(OH)4 4(H(H2 2O)O)2 2 - -+H+H3 3O O+ + 2AL(OH)(H 2AL(OH)(H2 2O)O)5 5 2+ 2+ ALAL2 2(OH)(OH)2 2(H(H2 2O)O)8 8 4+4+2H+2H2 2O O 在它們之間再進(jìn)一步結(jié)合，還可以生成如ALAL3 3(OH)(OH)4 4(H(H2 2O)O)1010 5+5+以及更多的聚合物，縮聚反應(yīng)結(jié)果，使聚合物水解反應(yīng)仍繼續(xù)進(jìn)行。 ALAL3 3(OH)(OH)4 4(H(H2 2O)O)1010

29、 5+5+H+H2 2O OALAL3 3(OH)(OH)5 5(H(H2 2O)O)9 9 4+4+H+H3 3O O+ + AL AL6 6(OH)(OH)1414 4+ 4+ 、 ALAL6 6(OH)(OH)1515 3+3+、 ALAL8 8(OH)(OH)2020 4+4+、 ALAL7 7(OH)1(OH)17 7 4+4+、 ALAL1313(OH)(OH)3434 5+5+、等等。 PH偏低時(shí)，水中電荷低聚合度的絡(luò)合物占主導(dǎo)地位，它能對(duì)水中膠體雜質(zhì)發(fā)揮壓縮擴(kuò)散層及電中和作用，使雜質(zhì)發(fā)生凝聚，既起脫穩(wěn)凝聚作用，吸附架橋居次。 在PH值高時(shí)，低電荷高聚合度的高聚物占主要地位，它能

30、在膠體雜質(zhì)微粒之間粘結(jié)架橋，使之發(fā)生凝聚，既起架橋凝聚作用，電中和脫穩(wěn)居次。 在PH值=78時(shí)，聚合度極大的中性AL(OH)3(H2O)3 將占絕對(duì)多數(shù)，它能生成微小的凝聚，吸附和粘結(jié)水中的膠體雜質(zhì)，卷帶它們一起從水中分離出去，既起吸附卷掃作用，高聚物具有十分優(yōu)異的絮凝作用。當(dāng)在水中投加較多當(dāng)在水中投加較多的鋁鹽或鐵鹽等藥的鋁鹽或鐵鹽等藥劑時(shí)，鋁鹽或鐵鹽劑時(shí)，鋁鹽或鐵鹽在水中形成高聚合在水中形成高聚合度的氫氧化物，可度的氫氧化物，可以吸附卷帶水中膠以吸附卷帶水中膠粒而沉淀，這種現(xiàn)粒而沉淀，這種現(xiàn)象稱為象稱為(4) 沉淀物網(wǎng)捕或卷掃機(jī)理：沉淀物網(wǎng)捕或卷掃機(jī)理：沉淀物卷掃作用沉淀物卷掃作用1-原水

31、中懸浮微粒2-絮狀沉淀物3-殘留懸浮微粒混凝處理效果是以水中膠態(tài)雜質(zhì)和懸浮物的去除混凝處理效果是以水中膠態(tài)雜質(zhì)和懸浮物的去除率評(píng)價(jià)的。混凝過(guò)程十分復(fù)雜，影響因素很多：率評(píng)價(jià)的?；炷^(guò)程十分復(fù)雜，影響因素很多： (1)(1)pH的影響的影響 投藥后的投藥后的pH對(duì)鋁鹽處理效果影響很大，還影對(duì)鋁鹽處理效果影響很大，還影響水中有機(jī)物以及膠體的凝聚速度。響水中有機(jī)物以及膠體的凝聚速度。 (2)(2)混凝劑投加量的影響混凝劑投加量的影響 最優(yōu)投藥量與水中膠體含量有關(guān)，必須通過(guò)最優(yōu)投藥量與水中膠體含量有關(guān)，必須通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定并在運(yùn)行中調(diào)整。實(shí)驗(yàn)確定并在運(yùn)行中調(diào)整。 (3)(3)水溫的影響水溫的影響 用鋁鹽作

32、混凝劑時(shí)，水溫的影響很大；用鐵用鋁鹽作混凝劑時(shí)，水溫的影響很大；用鐵鹽作混凝劑時(shí)，水溫對(duì)處理效果影響不大。鹽作混凝劑時(shí)，水溫對(duì)處理效果影響不大。3. 混凝作用的影響因素：混凝作用的影響因素：4.4.混凝劑和助凝劑混凝劑和助凝劑 (1)混凝劑混凝劑 水質(zhì)凈化對(duì)混凝劑的基本要求：水質(zhì)凈化對(duì)混凝劑的基本要求： 混凝效果好；混凝效果好； 對(duì)人體健康無(wú)害；對(duì)人體健康無(wú)害； 使用方便；使用方便； 貨源充足，價(jià)格低廉。貨源充足，價(jià)格低廉。 混凝劑的種類：混凝劑的種類： 1）無(wú)機(jī)鹽類混凝劑）無(wú)機(jī)鹽類混凝劑 a.鋁鹽鋁鹽 AL2(SO4)318H2O 明礬明礬 AL2(SO4)3 K2SO4 24H2O b.鐵

33、鹽鐵鹽 FeCL3 6H2O FeSO4 7H2O 2)高分子混凝劑（分無(wú)機(jī)和有機(jī)兩類）高分子混凝劑（分無(wú)機(jī)和有機(jī)兩類） a.a.無(wú)機(jī)高分子混凝劑無(wú)機(jī)高分子混凝劑 聚合氯化鋁聚合氯化鋁 ALAL2 2(OH)(OH)n nCLCL6 6n n m m 這種形式可看作以羥基絡(luò)合物這種形式可看作以羥基絡(luò)合物ALAL2 2(OH)(OH)n nCLCL6 6n n為單體，為單體，m m為聚合為聚合度的高分子聚合物，式中：度的高分子聚合物，式中：n = 1n = 15 ,m 5 ,m 10; 10;如：如：ALAL2 2(OH)(OH)5 5CL CL 既為：既為：m = 1 ,n = 5 m = 1

34、 ,n = 5 的簡(jiǎn)單的羥基絡(luò)合物。的簡(jiǎn)單的羥基絡(luò)合物。 AL AL4 4(OH)(OH)1010CLCL2 2 既為：既為：m = 2 ,n = 5 m = 2 ,n = 5 聚合物或多核絡(luò)合物。聚合物或多核絡(luò)合物。 堿式氯化鋁堿式氯化鋁 ALn(OH)ALn(OH)m mCLCL3n3nm m， 這種形式可看作復(fù)雜的多核絡(luò)合物。這種形式可看作復(fù)雜的多核絡(luò)合物。如：如： AL AL6 6(OH)(OH)1414CLCL4 4 、 ALAL1313(OH)(OH)3434CLCL5 5等。等。上述各種物質(zhì)溶于水后，變離解為復(fù)雜的高聚物離子。上述各種物質(zhì)溶于水后，變離解為復(fù)雜的高聚物離子。 AL

35、AL1313(OH)(OH)3434CLCL5 5 = = AL AL1313(OH)(OH)3434 5+5+ + 5 + 5CLCL- - 發(fā)揮混凝作用的就發(fā)揮混凝作用的就是這些帶正電荷的高離子。是這些帶正電荷的高離子。 b.b.有機(jī)高分子混凝劑有機(jī)高分子混凝劑 有機(jī)高分子混凝劑雖然效果優(yōu)異，但制造過(guò)程復(fù)雜，價(jià)格昂貴，有機(jī)高分子混凝劑雖然效果優(yōu)異，但制造過(guò)程復(fù)雜，價(jià)格昂貴，它們的毒性問(wèn)題始終為人們所注意，因而，當(dāng)前使用的還不普遍。它們的毒性問(wèn)題始終為人們所注意，因而，當(dāng)前使用的還不普遍。(2)助凝劑助凝劑 1) 什么是助凝劑什么是助凝劑 當(dāng)單用混凝劑不能取得良好效果時(shí)，須投加某些輔助藥劑以

36、提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑。也就是能促進(jìn)和加速凝聚過(guò)程，提高絨粒質(zhì)量的物質(zhì)稱為助凝劑。 2) 分類分類 a.調(diào)整混凝過(guò)程的調(diào)整混凝過(guò)程的PH值值 當(dāng)原水堿度不足而使混凝劑水解困難時(shí)，可投加堿劑，通用的是石灰，以提高水的PH值。 CaO + H2O Ca(OH)2 Ca(OH)2 Ca+ + 2OH- OH-+H+ H2O 混凝劑水解產(chǎn)生的 H+ b.b. 氧化劑氧化劑 c.c.改善絮凝體結(jié)構(gòu)的高分子助凝劑改善絮凝體結(jié)構(gòu)的高分子助凝劑常用的高分子助凝劑有聚丙烯酰胺、活化硅酸等。活化硅酸是水玻璃配制的，水玻璃的成分可表示為： N Na2a2O OXSiOXSiO2 2yHyH2 2O O

37、 將水玻璃中的SiOSiO2 2成分分解出來(lái)產(chǎn)生膠體的操作過(guò)程稱為活化，活化劑一般用 H H2 2SOSO4 4 。 H H2 2SOSO4 4+ + N Na2a2O OXSiOXSiO2 2yHyH2 2O O N Na2a2SOSO4 4+XSiO+XSiO2 2+(y+1)H+(y+1)H2 2O O 活化劑 水 玻 璃 XH2SiO2 發(fā)生縮聚反應(yīng)、生成帶有負(fù) 電荷的硅酸高分子化合物 加酸攪拌后尚需等待6 8小時(shí)（成熟時(shí)間），待溶液變成乳白色后變可使用。 當(dāng)酸化度為158 % 時(shí)，SiO2將全部分解出來(lái)，一般酸化度宜采用75100 % ，活化水玻璃以SiO2 濃度1 1.5 %為宜。

38、它配合鋁鹽、鐵鹽使用效果較好，尤其是處理低溫、低濁水更為有利。 要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)制，即日使用（18小時(shí)以內(nèi)），否則宜形成凍膠。 粘土、沉淀污泥等，也可作為絮凝劑的助凝劑。 推動(dòng)水中顆粒相互碰撞的動(dòng)力來(lái)自兩個(gè)方面： 一方面顆粒在水中的布朗運(yùn)動(dòng)，由布朗運(yùn)動(dòng)所造成的顆粒碰撞聚集稱“異向絮凝”。 另一方面在水力或機(jī)械攪拌下所造成的流體運(yùn)動(dòng)，由流體運(yùn)動(dòng)所造成的顆粒碰撞聚集稱“同向絮凝”。 (1)(1)異向絮凝異向絮凝 假定顆粒為均勻球體，根據(jù)費(fèi)克定律，可導(dǎo)出顆粒的碰撞速率： Np=8dDBn2. Np_單位體積中的顆粒在異向絮凝中碰撞速率；（l/cm3.s） n顆粒數(shù)量濃度；（個(gè)/ cm3 ） d顆粒直徑；（c

39、m) DB_布朗運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散系數(shù);(cm2/s) 5.混凝動(dòng)力學(xué)混凝動(dòng)力學(xué)擴(kuò)散系數(shù)DB可用斯篤克斯曼因斯坦公式表示： . K波茲曼常數(shù),(1.3810-16g.cm2/s2.k) T水的絕對(duì)溫度,(K) 水的運(yùn)動(dòng)黏度, (cm2/s) 水的密度,(g/cm3)將式代入式 . (2)(2)同向絮凝同向絮凝同向絮凝簡(jiǎn)稱須凝,它在整個(gè)混凝過(guò)程中占有十分重要的地位.dKTDB8238KTnNP 如圖所示,當(dāng)水流處于層流狀態(tài)下的 流速分布, i和j顆粒均跟隨水流前進(jìn).由 于I顆粒當(dāng)前進(jìn)速度大于j顆粒，則在某 一時(shí)刻，i與j必將碰撞。設(shè)水中顆粒為 均勻球體，di=dj=d ,則再以j顆粒中心 為圓心，Rij為

40、半徑的范圍內(nèi)的所有i和 j顆粒均會(huì)發(fā)生碰撞。碰撞速率N0為： . .G速度梯度(S-1)u和u分別為流速和相鄰兩流層的流速增量(cm/s)z垂直與水流方向的兩流層之間距離(cm) n和d為原水雜質(zhì)特性，而G是控制混凝效果的水力條件。故在混凝設(shè)備中， 往往以速度梯度G值作為重要的控制參數(shù)之一。 所謂的速度梯度，就是指兩相鄰水層的水流速度差和它們之間的距離之比，以G表示。 ZUNGGdn34320公式推導(dǎo)如下： 在被攪動(dòng)的水流中，考慮一個(gè)瞬息 受剪而扭轉(zhuǎn)的隔離體 ,在隔 離體受剪而扭轉(zhuǎn)過(guò)程中，剪力作了扭 轉(zhuǎn)功。如設(shè)在時(shí)間內(nèi)，隔離體扭轉(zhuǎn)了角度，于是角速度為： .式中u為扭轉(zhuǎn)線速度，G為速度梯度，轉(zhuǎn)矩

41、J： J=（）.式中： 剪應(yīng)力。 作用在隔離體上的剪力。 隔離體扭轉(zhuǎn)所耗功率等于轉(zhuǎn)矩與角速度的乘積，于是單位體積水流所耗功率P為： .ZuGGzuztlt1GzyxzyxGzyJP 根據(jù)牛頓內(nèi)摩擦定律：=G代入式 . 水的動(dòng)力黏度 （pas) p單位體積流體所耗功率 （w/m3) G速度梯度 （S-1） 當(dāng)用機(jī)械攪拌時(shí)，式中的P由機(jī)械攪拌器提供，當(dāng)采用水力絮凝池時(shí)，P應(yīng)為水流本身能量消耗； PV=gQh V=QT (11)將和(11)代入得： .（12）g重力加速度（9.8m/s2)h混凝設(shè)備中的水頭損失（m)水的運(yùn)動(dòng)黏度（m2/s）T水流在混凝設(shè)備中的停留時(shí)間（s)pGTghG (3)(3)

42、混凝控制指標(biāo)混凝控制指標(biāo) 在混合階段，水中雜質(zhì)顆粒微小，異向凝聚占主導(dǎo)地位，混合速度快速劇烈，通常在101030 S30 S，最多不超過(guò)2分鐘既告完成。攪拌強(qiáng)度按速度梯度計(jì)，一般G=700G=7001000 S1000 S-1-1之內(nèi)。在此階段形成的顆粒較小。 在絮擰階段，屬同向絮凝，不僅與G值有關(guān)，還與絮凝時(shí)間T有關(guān)。通常以G值和GT作為、控制指標(biāo)。G=20G=2070 S70 S-1-1 范圍內(nèi)，GT=1GT=1 10104 41 1 10105 5范圍內(nèi)。 有人將顆粒濃度及脫穩(wěn)程度等因素考慮進(jìn)去，提出以 C CV VGT GT 或 aCaCV VGTGT值作為控制指標(biāo)。 CV水中顆粒體積

43、濃度。 a顆粒有效碰撞系數(shù)。 如果脫穩(wěn)顆粒每次碰撞都可導(dǎo)致凝聚，則：a=1a=1 ,而實(shí)際 a a1 1 。從理論上而言，采用 C CV VGT GT 或 aCaCV VGT GT 值控制絮凝體效果自然更合理，但具體數(shù)值至盡還無(wú)法確定，因而目前也只能從概念上加以理解或作為繼續(xù)研究的目標(biāo)。7.混凝劑的配制和投加混凝劑的配制和投加混凝劑的配制和投加混凝劑的配制和投加其流程為：其流程為：(1)混凝劑的溶解和溶液混凝劑的溶解和溶液的配制的配制大中型水廠通常建造大中型水廠通常建造 混凝土溶解池并配置攪混凝土溶解池并配置攪拌裝置，攪拌的目的在拌裝置，攪拌的目的在于加速藥劑溶解。攪拌于加速藥劑溶解。攪拌裝置

44、有：裝置有： 、等。等。 中小型水廠，常用自中小型水廠，常用自然浸溶，壓力水經(jīng)穿孔然浸溶，壓力水經(jīng)穿孔管淋溶或沖溶。管淋溶或沖溶。 溶液池的容積 ： W1溶液池的容積 （M3）； Q處理的水量（M3/h)； a混凝劑的最大投量（mg/l)； b溶液濃度，一般取 （b=1020） n每日調(diào)制次數(shù) 26次 溶液池一般設(shè)二個(gè)，一用一備。 溶解池的溶積： W W2 2= =（0.20.20.30.3）W W1 1（M M3 3）)(4176100010001002411001100010002431MbnaQbnaQnbaQW(2)混凝劑溶液的投加混凝劑溶液的投加對(duì)投藥設(shè)備的基本要求：對(duì)投藥設(shè)備的基本

45、要求：1.投量準(zhǔn)確、易調(diào)節(jié)。投量準(zhǔn)確、易調(diào)節(jié)。2.設(shè)備簡(jiǎn)單、工作可靠、操作方便。設(shè)備簡(jiǎn)單、工作可靠、操作方便。 （一）計(jì)量設(shè)備（一）計(jì)量設(shè)備 1.1.孔口計(jì)量孔口計(jì)量 q流量； w孔口面積； 孔口的流量系數(shù)； g重力加速度； h孔口前作用水頭。 3.3.轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量轉(zhuǎn)子流量計(jì)計(jì)量 2.2.浮杯計(jì)量浮杯計(jì)量 ghwq2 4.4.計(jì)量加藥泵計(jì)量計(jì)量加藥泵計(jì)量 （二）投加方式（二）投加方式 濕投法濕投法 1.1.重力投加重力投加 2.2.水射器投加水射器投加3.水泵前投加水泵前投加濕投法優(yōu)點(diǎn)：投藥量準(zhǔn)確、工作穩(wěn)定可靠；適應(yīng)性強(qiáng)（粗、精、塊均可）。缺點(diǎn)：設(shè)備較龐大，占地大、造價(jià)高；投藥量突然增大時(shí)，

46、不易調(diào)節(jié)，排渣困難。 干投法干投法 把固體藥劑（通常系硫酸鋁）破碎成粉末后進(jìn)行定量頭加。 優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備占地小； 易調(diào)節(jié)排渣容易。 缺點(diǎn)：投藥量不太準(zhǔn)確， （特別是用藥量少時(shí)） 塊狀藥劑須進(jìn)行破 碎，須增設(shè)破碎機(jī)。 某廠石灰投加設(shè)備 石灰頭加設(shè)備局部石灰投加平臺(tái) 藥劑溶解池及貯液池 溶液池 溶解溶液池溶解溶液池（一）隔板絮凝池（一）隔板絮凝池主要設(shè)計(jì)參數(shù)：主要設(shè)計(jì)參數(shù)：1.流速：流速：u從大到小逐漸變化，從大到小逐漸變化， 起端起端0.5 0.6 m/s， 末端末端0.2 0.3 m/s。2.絮凝時(shí)間：絮凝時(shí)間：T=20 30分鐘。分鐘。3.隔板間距：隔板間距： b不小于不小于0.5 0.6m,

47、a=(1.2 1.5) b, 池底應(yīng)有池底應(yīng)有i=0.02 0.03, 設(shè)不小于設(shè)不小于150mm排泥管。排泥管。ilRCuguhiiiitn2222 絮凝池的總水頭損失：絮凝池的總水頭損失： h = h i 一般按絮凝池容積大小水頭損失一般按絮凝池容積大小水頭損失 往復(fù)式往復(fù)式 h hI I=0.3=0.30.5m;0.5m;回轉(zhuǎn)式比往復(fù)式小回轉(zhuǎn)式比往復(fù)式小 40%40%左右。左右。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1. 1.適用于大型水廠，因?yàn)檫m用于大型水廠，因?yàn)?Q Q 小小 b b 小，不便于小，不便于施工和維護(hù)；施工和維護(hù)； 2. 2.構(gòu)造簡(jiǎn)單、管理方便、效果較好，回轉(zhuǎn)式比構(gòu)造簡(jiǎn)單、管理方便、效果較好

48、，回轉(zhuǎn)式比往復(fù)式效果好，水頭損失小往復(fù)式效果好，水頭損失小 30 3040%40%。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1.1.絮凝時(shí)間長(zhǎng)，容積較大，水頭損失較大；絮凝時(shí)間長(zhǎng)，容積較大，水頭損失較大； 2.2.流量變化大時(shí)，效果受影響。流量變化大時(shí)，效果受影響。 適合中小型水廠的有豎流式隔板絮凝池。適合中小型水廠的有豎流式隔板絮凝池。 （二）折板絮凝池 （二）折板絮凝池按水流通過(guò)折板的間隙數(shù)，又分為“單通道”和“多通道”。 多通道折板絮凝池按水流通過(guò)折板的間隙數(shù)，又分為“單通道”和“多通道”。 多通道折板絮凝池 折板絮凝池與隔板絮凝池相同，其間距應(yīng)根據(jù)水流速度的大小而改折板絮凝池與隔板絮凝池相同，其間距應(yīng)根據(jù)水流

49、速度的大小而改變，隔板之間的流速通常也分段設(shè)計(jì)，分段數(shù)一般不少于變，隔板之間的流速通常也分段設(shè)計(jì)，分段數(shù)一般不少于3段。各段流速段。各段流速分別為：分別為：第一段第一段 0.25 0.35m/s；第二段；第二段0.15 0.25 m/s；第三段；第三段0.10 0.15 m/s。 折板的夾角采用折板的夾角采用 90 120 ，折板可采用鋼絲網(wǎng)水泥或塑料板等，折板可采用鋼絲網(wǎng)水泥或塑料板等拼裝而成，波高一般采用拼裝而成，波高一般采用0.25 0.4 m。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 1.無(wú)論是同波還是異波折板間水流流動(dòng)連續(xù)不斷，可行成眾多小旋無(wú)論是同波還是異波折板間水流流動(dòng)連續(xù)不斷，可行成眾多小旋渦，提高了顆

50、粒碰撞絮凝效果。渦，提高了顆粒碰撞絮凝效果。 2.在折板的每個(gè)轉(zhuǎn)角處，兩折板之間的空間可視為在折板的每個(gè)轉(zhuǎn)角處，兩折板之間的空間可視為CSTR完全混合連完全混合連續(xù)反應(yīng)器，眾多連續(xù)反應(yīng)器串聯(lián)起來(lái)就接近或相當(dāng)于推流型（續(xù)反應(yīng)器，眾多連續(xù)反應(yīng)器串聯(lián)起來(lái)就接近或相當(dāng)于推流型（PF型）反型）反應(yīng)器。所以折板絮凝池接近推流型。應(yīng)器。所以折板絮凝池接近推流型。 3.與隔板絮凝池相比，水流條件大大地改善，在總的水流能量消耗與隔板絮凝池相比，水流條件大大地改善，在總的水流能量消耗中，有效能量消耗比例提高。所需絮凝時(shí)間可以縮短，池子體積減小。中，有效能量消耗比例提高。所需絮凝時(shí)間可以縮短，池子體積減小。 缺點(diǎn)：

51、缺點(diǎn)： 1.因板距小，安裝維修較困難；因板距小，安裝維修較困難； 2.折板費(fèi)用較高，一般常用于中小型廠。折板費(fèi)用較高，一般常用于中小型廠。 采用波紋板缺點(diǎn)就更突出。采用波紋板缺點(diǎn)就更突出。 某廠折板絮凝池某廠折板絮凝池 某廠折板絮凝池某廠折板絮凝池 （三）機(jī)械絮凝池（三）機(jī)械絮凝池 （三）機(jī)械絮凝池（三）機(jī)械絮凝池 機(jī)械設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)： 1.絮凝效果好；絮凝效果好； 2.易調(diào)節(jié)、受水質(zhì)變化的影響?。灰渍{(diào)節(jié)、受水質(zhì)變化的影響?。?3.水頭損失小。水頭損失小。 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)： 1.1.需設(shè)置機(jī)電設(shè)備；需設(shè)置機(jī)電設(shè)備； 2.2.維修管理較復(fù)雜。維修管理較復(fù)雜。 常用的漿板式機(jī)械絮凝池主要設(shè)

52、計(jì)參數(shù)為：常用的漿板式機(jī)械絮凝池主要設(shè)計(jì)參數(shù)為： 1.1.漿板：總面積為水流截面積的（漿板：總面積為水流截面積的（10102020）% %不易超過(guò)不易超過(guò) 25 %25 %，以免，以免池水隨漿板共同旋轉(zhuǎn)減弱攪拌效果，漿板長(zhǎng)度不大于葉輪直徑的池水隨漿板共同旋轉(zhuǎn)減弱攪拌效果，漿板長(zhǎng)度不大于葉輪直徑的 75 %75 %，寬度為寬度為101030 cm30 cm， 2.葉輪旋轉(zhuǎn)線速度：按葉輪半徑中心點(diǎn)的線速度計(jì)算（相當(dāng)于池中葉輪旋轉(zhuǎn)線速度：按葉輪半徑中心點(diǎn)的線速度計(jì)算（相當(dāng)于池中 水流的平均速度）水流的平均速度） 第一格第一格0.50.6 m/s ,以后逐漸遞減，最末一格采用以后逐漸遞減，最末一格采用

53、0.1 0.2 m/s 。 3.絮凝時(shí)間：絮凝時(shí)間： 一般采用一般采用15 20分鐘。分鐘。 機(jī)械攪拌設(shè)備的計(jì)算： 1. 攪拌葉輪轉(zhuǎn)數(shù)n葉輪轉(zhuǎn)數(shù)，轉(zhuǎn)/分；v葉輪半徑中心點(diǎn)線速 度，m/s;D0葉輪半徑中心點(diǎn)旋 轉(zhuǎn)直徑，M（其值與葉輪 半徑相等） 2.漿板旋轉(zhuǎn)時(shí)，克服水的阻力所耗功率 漿板旋轉(zhuǎn)時(shí)，水對(duì)漿板的阻力，也即漿板施于水的推力，在dA面積上水流的阻力可用因次分析方法求得如下的表達(dá)式：Dvn60式中：式中：P漿板所耗總功率，漿板所耗總功率，W; n同一旋轉(zhuǎn)半徑上漿板數(shù)；同一旋轉(zhuǎn)半徑上漿板數(shù)； r2漿板外緣旋轉(zhuǎn)半徑，漿板外緣旋轉(zhuǎn)半徑，m; r1漿板內(nèi)緣旋轉(zhuǎn)半徑，漿板內(nèi)緣旋轉(zhuǎn)半徑，m; CD阻力

54、系數(shù)，阻力系數(shù)， 水的密度，水的密度， 相對(duì)于水的旋轉(zhuǎn)角速度；相對(duì)于水的旋轉(zhuǎn)角速度； 3.每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸所需電動(dòng)機(jī)功率每個(gè)旋轉(zhuǎn)軸所需電動(dòng)機(jī)功率 式中：式中：N電動(dòng)機(jī)功率電動(dòng)機(jī)功率 1攪拌設(shè)備總機(jī)械效率攪拌設(shè)備總機(jī)械效率(一般取一般取0.75）; 2傳動(dòng)效率，可采用傳動(dòng)效率，可采用0.60.95。 注意注意：漿板線速度是以池子為固定參照物，相對(duì)線速度為漿板相對(duì)水：漿板線速度是以池子為固定參照物，相對(duì)線速度為漿板相對(duì)水流運(yùn)動(dòng)線速度，其值為旋轉(zhuǎn)線速度流運(yùn)動(dòng)線速度，其值為旋轉(zhuǎn)線速度0.5 0.75倍。只有漿板剛啟動(dòng)時(shí)，倍。只有漿板剛啟動(dòng)時(shí)，兩者才相等，因此漿板受的阻力最大，所以在選用電機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮啟動(dòng)兩者

55、才相等，因此漿板受的阻力最大，所以在選用電機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮啟動(dòng)功率這一因素。但計(jì)算運(yùn)轉(zhuǎn)功率獲速度梯度功率這一因素。但計(jì)算運(yùn)轉(zhuǎn)功率獲速度梯度G值，應(yīng)按全部漿板所耗功值，應(yīng)按全部漿板所耗功率（率（P公式），或以旋轉(zhuǎn)線速度乘以公式），或以旋轉(zhuǎn)線速度乘以0.50. 75倍代入。倍代入。)(8414221rrlCpnD211000PN （四）其他形式絮凝池（四）其他形式絮凝池 1.旋流絮凝池旋流絮凝池一般噴嘴出口：一般噴嘴出口： u=23m/s.池子出水口：池子出水口： u=0.150.20m/s. 逆水流方向出水。逆水流方向出水。水頭損失主要集水頭損失主要集 中在進(jìn)水噴嘴上：中在進(jìn)水噴嘴上： 噴嘴流量系數(shù)

56、（噴嘴流量系數(shù)（0.9 0.95） u噴嘴流速，噴嘴流速，m/s. 效果不理想，由于水的短流現(xiàn)象比較嚴(yán)重，射流持續(xù)效果不理想，由于水的短流現(xiàn)象比較嚴(yán)重，射流持續(xù)攪動(dòng)時(shí)間短，攪動(dòng)程度不足，為克服上述缺點(diǎn)。出現(xiàn)了攪動(dòng)時(shí)間短，攪動(dòng)程度不足，為克服上述缺點(diǎn)。出現(xiàn)了多級(jí)旋流反應(yīng)池。多級(jí)旋流反應(yīng)池。guh2122多級(jí)旋流反應(yīng)池是由一系列方格組成，方格四角抹成圓角，每一個(gè)稱為一級(jí)，一般分612級(jí)，進(jìn)水口沿圓的切線方向上、下交錯(cuò)布置原水以較高流速進(jìn)入各格，都能在其中形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，以攪動(dòng)水流。第一級(jí)進(jìn)口流速23m/s，而后逐漸遞減，最后一級(jí)進(jìn)口流速可為0.15m/s左右。由于第一級(jí)進(jìn)口流速特別高，對(duì)水流持續(xù)攪動(dòng)

57、時(shí)間較長(zhǎng)，故一般將第一級(jí)容積加大?？傂跄龝r(shí)間一般約20分鐘。 2.孔室絮凝池 孔室絮凝池由一系列串 聯(lián)格間（孔室）組成，格間 呈方型或長(zhǎng)方形，水以較高 流速經(jīng)孔口流入格間，在格 間中造成水流的紊動(dòng)，從而 促進(jìn)絮凝，一般分612級(jí)。 第一級(jí) u=12m/s 以后各級(jí)的進(jìn)口流速依 次減少。 最末一級(jí) .u=0.2m/s; 絮凝時(shí)間 T=20分鐘。 進(jìn)出口上、下交錯(cuò)布置。 適宜中小水廠 3.渦流絮凝池水在池中形成渦流擴(kuò)散后上升， 隨著過(guò)水?dāng)嗝嬷饾u增大，上升 u逐漸減小，池子數(shù)不少于2個(gè)。進(jìn)口u=0.7m/s；上升水流u=45m/s；T=610分鐘；出口u0.2m/s。=30 45 ；適合小水廠、小水

58、量，水量大 效果不理想。 4.組合使用日益增多在隔板絮凝池前設(shè)機(jī)械絮凝池；在旋流絮凝池后設(shè)隔板絮凝池；效果好，但設(shè)備形式增多。 5.網(wǎng)格、柵條絮凝池如圖：共分成兩組，每組 9個(gè)格（9個(gè)豎井），網(wǎng)格 層數(shù)共分成27層，當(dāng)水流 通過(guò)網(wǎng)格時(shí)，相繼收縮、 擴(kuò)大，形成渦流，造成顆 粒碰撞。水流通過(guò)豎井之 間孔洞流速及過(guò)網(wǎng)流速按 絮凝規(guī)律逐漸減小，網(wǎng)格 和柵條絮凝池主要設(shè)計(jì)參 數(shù)見(jiàn) 網(wǎng)格和格柵絮凝池所造成的水流紊動(dòng)頗接近于各項(xiàng)同性紊流，故各項(xiàng)同項(xiàng)紊流理論應(yīng)用網(wǎng)格和柵條絮凝池更為合適。 特點(diǎn)： 1.絮凝效果好； 2.水頭損失小； 3.絮凝時(shí)間短。 缺點(diǎn)：1.從運(yùn)行看，末端有積泥現(xiàn)象； 2.網(wǎng)格上易滋生藻類、

59、有堵塞網(wǎng)眼現(xiàn)象。 一般與沉淀池合建，分成兩組，從中間進(jìn)水，每組水量在12.5萬(wàn)M3/d之間效果較好。1. 沉淀分類沉淀分類 沉淀沉淀:水中懸浮顆粒依靠重力作用水中懸浮顆粒依靠重力作用,從水中分離出來(lái)的過(guò)程從水中分離出來(lái)的過(guò)程. 分散顆粒自由沉淀分散顆粒自由沉淀:顆粒在沉淀過(guò)程中顆粒在沉淀過(guò)程中,彼此沒(méi)有干擾彼此沒(méi)有干擾,只受到只受到顆粒本身在水中的重力和水流阻力的作用顆粒本身在水中的重力和水流阻力的作用. 絮凝顆粒自由沉淀絮凝顆粒自由沉淀:經(jīng)過(guò)絮凝后的懸浮顆粒具有一定絮凝性能經(jīng)過(guò)絮凝后的懸浮顆粒具有一定絮凝性能,兩顆粒相互碰撞后聚結(jié)兩顆粒相互碰撞后聚結(jié),其粒徑和質(zhì)量逐漸增大其粒徑和質(zhì)量逐漸增大

60、,沉速隨水深增沉速隨水深增加而加快的沉淀加而加快的沉淀. 擁擠沉淀?yè)頂D沉淀:顆粒在沉淀過(guò)程中顆粒在沉淀過(guò)程中,彼此干擾彼此干擾,或受到容器壁的干擾或受到容器壁的干擾,雖然其粒度和第一種相同雖然其粒度和第一種相同,但沉淀速度卻較小但沉淀速度卻較小. 壓縮沉淀壓縮沉淀:即為污泥濃縮即為污泥濃縮,沉降到沉淀池底部的懸浮顆粒組成沉降到沉淀池底部的懸浮顆粒組成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)絮凝體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)絮凝體,在上部顆粒的重力作用下擠出空隙水得以濃在上部顆粒的重力作用下擠出空隙水得以濃縮的沉淀縮的沉淀.二、二、沉淀和澄清沉淀和澄清沉淀處理設(shè)備沉淀處理設(shè)備 沉淀處理設(shè)備可分為沉淀池和澄清池兩類。沉淀處理設(shè)備可分為沉淀池和澄清池