強(qiáng)化混凝工藝與技術(shù)課件

市政給水深度處理理論與技術(shù)強(qiáng)化混凝工藝與技術(shù)lisun99@163.com市政給水深度處理理論與技術(shù)強(qiáng)化混凝工藝與技術(shù)給水處理工藝流程升級(jí)改造常規(guī)處理預(yù)處理深度處理消毒給水處理工藝流程升級(jí)改造常規(guī)處理預(yù)處理深度處理消毒強(qiáng)化混凝工藝與技術(shù)課件

強(qiáng)化混凝預(yù)氧化技術(shù)強(qiáng)化沉淀與氣浮強(qiáng)化過(guò)濾技術(shù)水廠升級(jí)改造技術(shù)

常規(guī)工藝強(qiáng)化技術(shù)

預(yù)處理技術(shù)預(yù)氧化技術(shù)、生物處理技術(shù)

深度處理技術(shù)活性炭過(guò)濾、膜分離技術(shù)、離子交換技術(shù)強(qiáng)化混凝水廠升級(jí)改造技術(shù)常規(guī)工藝強(qiáng)化技術(shù)預(yù)處理技術(shù)常規(guī)混凝工藝介紹常規(guī)混凝工藝介紹1

混凝的定義

凝聚(Aggregation):投加混凝劑后水中的膠體失去穩(wěn)定性，膠體顆?；ハ嗄?，結(jié)果形成眾多的“小礬花”。

絮凝(Flocculation):凝聚過(guò)程中形成的“小礬花”通過(guò)吸附、卷帶、架橋等作用，形成顆粒較大絮凝體的過(guò)程。混凝(Coagulation):

是凝聚、絮凝兩個(gè)過(guò)程的總稱。是水中膠體粒子及微小懸浮物的聚集過(guò)程。1混凝的定義混凝(Coagulation):2

混凝工藝的處理對(duì)象雜質(zhì)溶解性物質(zhì)膠體懸浮物粒徑<10-6mm10-6mm~10-3mm>10-3mm觀測(cè)工具電子顯微鏡超倍顯微鏡(光學(xué))顯微鏡、祼眼水的外觀透明渾濁渾濁組成無(wú)機(jī)物、部分有機(jī)物等粘土、細(xì)菌、病毒、蛋白質(zhì)、微生物代謝產(chǎn)物等大顆粒處理難易程度最難難容易表：按粒徑大小天然水體中的雜質(zhì)分類微小懸浮物和膠體雜質(zhì)2混凝工藝的處理對(duì)象雜質(zhì)溶解性物質(zhì)膠體懸浮物粒徑<103混凝工藝的作用

混凝所處理的對(duì)象，主要是水和廢水中的微小懸浮物和膠體雜質(zhì)?；炷淖饔茫浩茐哪z體的聚集穩(wěn)定性，使膠體脫穩(wěn)、聚集、易沉淀析出。作用條件：水溫、水的pH值和堿度、混凝劑、水力條件、原水水質(zhì)等

作用機(jī)理：雙電層壓縮機(jī)理、吸附電中和機(jī)理、吸附架橋機(jī)理、沉淀物網(wǎng)捕機(jī)理

作用結(jié)果：增大顆粒粒徑、改善顆粒比重或密實(shí)度3混凝工藝的作用混凝所處理的對(duì)象，主要是水和廢水強(qiáng)化混凝工藝與技術(shù)課件

顯微鏡下觀測(cè)到的藻類在混凝前后的外形圖（左）混凝后（右）混凝前顯微鏡下觀測(cè)到的藻類在混凝前后的外形圖混凝對(duì)顆粒沉降速率及途徑的影響混凝對(duì)顆粒沉降速率及途徑的影響4混凝工藝基本流程混凝裝置絮凝裝置分離裝置泥渣處理清水進(jìn)入后續(xù)處理設(shè)施來(lái)水混凝劑溶解池溶液池定量投加設(shè)備稱重沉淀設(shè)備氣浮設(shè)備過(guò)濾設(shè)備混凝劑制備單元分離單元混凝單元4混凝工藝基本流程混凝裝置絮凝裝置分離裝置泥渣處理清水進(jìn)一、無(wú)機(jī)混凝劑常用混凝劑與助凝劑一、無(wú)機(jī)混凝劑常用混凝劑與助凝劑二、人工合成高分子混凝劑①陰離子型：主要含-COOM(M為H+或金屬離子)或-SO3H的聚合物，如陰離子聚丙烯酰胺(CPAM)和聚苯乙烯磺酸鈉（PSS）等。②陽(yáng)離子型：主要是含有-NH3+、-NH2+和-N+R4的聚合物，如陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（APAM）等。③非離子型：所含基團(tuán)未發(fā)生反應(yīng)的聚合物。如非離子型聚丙烯酰胺（NPAM）和聚氧化乙烯(PEO)等。常用有機(jī)混凝劑與助凝劑二、人工合成高分子混凝劑常用有機(jī)混凝劑與助凝劑

聚丙烯酰胺

簡(jiǎn)稱PAM，又稱三號(hào)混凝劑，PAM的分子結(jié)構(gòu)通式為：

PAM是線狀水溶性高分子，其分子量在300-1800萬(wàn)。陰離子聚丙烯酰胺(CPAM)

陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（APAM）非離子型聚丙烯酰胺（NPAM）兩性離子型聚丙烯酰胺（NPAM）-[-CH2-CH-]-n,

CONH2

聚丙烯酰胺-[-CH2-CH-]-n,一、混合方式與混合設(shè)備

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。

混合方式分為水力混合和機(jī)械混合。常見(jiàn)方式：管式混合水泵混合機(jī)械混合

其它方式常用混凝工藝與設(shè)備一、混合方式與混合設(shè)備常用混凝工藝與設(shè)備水力絮凝反應(yīng)設(shè)施改變絮凝構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)，通過(guò)流動(dòng)過(guò)程中的阻力將水流自身能量傳遞給絮凝體，增加顆粒接觸碰撞和吸附機(jī)會(huì)，在絮凝過(guò)程中產(chǎn)生一定水頭損失。不能適應(yīng)水質(zhì)、水量變化。

機(jī)械絮凝反應(yīng)設(shè)施通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)葉片攪拌，使水流產(chǎn)生一定的速度梯度，將能量傳遞給絮凝體，增加顆粒接觸碰撞和吸附機(jī)會(huì)?？呻S水質(zhì)、水量變化隨時(shí)改變轉(zhuǎn)速，以保證絮凝效果，能應(yīng)用于任何規(guī)模水廠。隔板絮凝池折板絮凝池柵條絮凝池穿孔旋流絮凝池水平軸攪拌絮凝池垂直軸攪拌絮凝池常用絮凝設(shè)施水力絮凝反應(yīng)設(shè)施機(jī)械絮凝反應(yīng)設(shè)施隔板絮凝池水平軸攪拌絮凝池常強(qiáng)化混凝工藝介紹強(qiáng)化混凝工藝介紹1改善水力條件

增加混合強(qiáng)度改進(jìn)混合設(shè)施采用機(jī)械攪拌2改善藥劑

增加投加量調(diào)節(jié)pH值、水溫、堿度等反應(yīng)條件增加助凝劑使用新型混凝劑3改善工藝增加預(yù)處理技術(shù)改建高效混凝設(shè)備污泥回流技術(shù)混凝劑投量的自動(dòng)檢測(cè)控制強(qiáng)化混凝的常規(guī)處理技術(shù)1改善水力條件強(qiáng)化混凝的常規(guī)處理技術(shù)完成有效的混凝需要滿足條件脫穩(wěn)懸浮顆粒之間碰撞足夠反應(yīng)時(shí)間混凝劑顆粒與膠體顆粒碰撞強(qiáng)化混凝的目的完成有效的混凝脫穩(wěn)懸浮顆粒足夠反應(yīng)時(shí)間混凝劑顆粒與強(qiáng)化混凝的混凝條件的改善與高效混凝設(shè)備高效混合設(shè)備機(jī)械攪拌具有較大的適應(yīng)性，但對(duì)設(shè)備質(zhì)量要求高網(wǎng)格絮凝、折板絮凝等混凝條件的改善與高效混凝設(shè)備高效混合設(shè)備

數(shù)學(xué)模型法流動(dòng)電流PDA（透光率脈動(dòng)檢測(cè)）顯微攝像觀測(cè)混凝劑投量的自動(dòng)檢測(cè)控制

數(shù)學(xué)模型法混凝劑投量的自動(dòng)檢測(cè)控制采用混凝自動(dòng)控制技術(shù)采用混凝自動(dòng)控制技術(shù)預(yù)氧化措施的目的除藻消毒除色分解嗅味有機(jī)物強(qiáng)化混凝(破壞有機(jī)物對(duì)膠體的保護(hù)作用)降解農(nóng)藥氧化鐵錳生物穩(wěn)定性預(yù)氧化措施的目的除藻污泥回流技術(shù)污泥回流的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：1.水質(zhì)和水量適應(yīng)性、水處理效能、抗沖擊負(fù)荷等均顯著提高，出水水質(zhì)改善。2.自用水量減少；污泥量減少；3.污泥特性改善：沉降特性、脫水特性等，污泥處理成本降低。污泥回流技術(shù)污泥回流的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：污泥回流技術(shù)污泥回流的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：1.水質(zhì)和水量適應(yīng)性、水處理效能、抗沖擊負(fù)荷等均顯著提高，出水水質(zhì)改善。2.自用水量減少；污泥量減少；3.污泥特性改善：沉降特性、脫水特性等，污泥處理成本降低。污泥回流技術(shù)污泥回流的技術(shù)優(yōu)勢(shì)：污泥處理高分子聚合物原水混凝劑反應(yīng)池沉淀池、澄清池澄清水污泥排放污泥活化污泥回流污泥濃縮混合污泥處理高分子原水混凝劑反應(yīng)池沉淀池、澄清池澄清水污泥排放污污泥活化處理污泥活化處理流程：濃縮污泥→助劑→活化→回流回流污泥量：處理水量的2%左右，可調(diào)節(jié)；污泥活化特點(diǎn)：1.特性改善：凝聚特性、吸附特性、沉降特性、脫水特性等，有助于混凝過(guò)程和混凝效果；2.回流污泥量可控；3.可去除有機(jī)污染物。污泥活化處理污泥活化處理流程：回流技術(shù)回流：將沉淀區(qū)沉積下的污泥或其他沉淀物部分回流到沉淀池前段，以人為地：提供凝聚核心增加反應(yīng)區(qū)SS濃度加強(qiáng)絮凝效果回收部分藥劑?；亓骷夹g(shù)Turbo-LME高速沉淀池Turbo-LME高速沉淀池是由德國(guó)帕薩旺公司開(kāi)發(fā)的一種專利技術(shù)。工藝流程由反應(yīng)區(qū)、熟化區(qū)、斜板沉淀區(qū)、污泥濃縮區(qū)、污泥循環(huán)區(qū)及外部加藥區(qū)組成。通過(guò)污泥回流和改善水力條件等方法對(duì)常規(guī)混凝工藝進(jìn)行強(qiáng)化，采用斜板沉淀及一體式濃縮池，提高沉淀效率，減少了占地面積，產(chǎn)生高含固率濃縮污泥有利于沉淀前的“強(qiáng)化混凝”預(yù)處理。適用于飲用水、生活污水、工業(yè)廢水和雨水等多種水體的處理。Turbo-LME高速沉淀池Turbo-LME高速沉淀池是由Turbo-LME高速沉淀池

Turbo-LME高速沉淀池微砂回流：將沉淀池底部的含砂污泥連續(xù)地回流到沉淀系統(tǒng)前段的注射池內(nèi)。微砂顆粒的密度與形狀增加了絮凝和沉淀的效率，絮凝物沉淀的速率足以產(chǎn)生高速沉淀。由于其沉淀速度可以大大提高，節(jié)約占地和投資，效率高?；炷A段（混凝劑投加）絮凝和注砂階段（高分子絮凝劑和微砂投加）熟化階段高效斜管沉淀階段微砂高效沉淀池微砂回流：將沉淀池底部的含砂污泥連續(xù)地回流到沉淀系統(tǒng)前段的注SLUDGE污泥HYDROCYCLONE水力旋流器POLYMER高分子聚合物RAWWATER原水COAGULANT混凝劑COAGULATION混凝槽INJECTION注射槽MATURATION熟化槽TUBESETTLERWITHSCRAPER帶刮泥機(jī)的沉淀槽CLARIFIEDWATER澄清水BALLASTEDFLOCS進(jìn)入水力旋流器的含砂絮凝物MICRO-SAND微砂MICROSANDRECIRCULATIONPUMPSLUDGEHYDROCYCLONEPOLYMERRAWW混凝劑與助凝劑的發(fā)展一、混凝劑研究發(fā)展方向

有機(jī)高分子混凝劑

天然有機(jī)高分子混凝劑：如殼聚糖及其改性產(chǎn)物、淀粉改性

聚丙烯酰銨改性產(chǎn)品：陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型、兩性

無(wú)機(jī)混凝劑

無(wú)機(jī)復(fù)合混凝劑的研制，如：聚硅酸鋁、聚硅酸鐵、聚硅酸鋁鐵

微生物絮凝劑?；炷齽┡c助凝劑的發(fā)展一、混凝劑研究發(fā)展方向二、助凝劑的應(yīng)用

A、pH調(diào)整劑：調(diào)節(jié)廢水的pH符合混凝處理工藝要求。常用石灰、硫酸、氫氧化鈉等。

B、絮凝結(jié)構(gòu)改良劑：投加絮體結(jié)構(gòu)改良劑以增大絮體的粒徑、密度。常用骨膠、活化硅酸、海藻酸鈉、粘土、水玻璃、PAM等。

C、氧化劑：有機(jī)物含量高，易起泡沫，絮凝體不易沉降。投加氯氣、次氯酸、臭氧等分解有機(jī)物，使膠體脫穩(wěn)，還可將Fe2+轉(zhuǎn)化成Fe3+,以提高混凝效果?；炷齽┡c助凝劑的發(fā)展二、助凝劑的應(yīng)用混凝劑與助凝劑的發(fā)展高錳酸鉀及其復(fù)合物的應(yīng)用主要通過(guò)高錳酸鉀及其復(fù)合物的氧化作用，改變顆粒的自然狀態(tài)和水中某些還原性金屬離子的電荷，從而使顆粒凝聚而易于沉降和后續(xù)處理。主要作用機(jī)理：

1.破壞有機(jī)物涂層

2.新生態(tài)水合二氧化錳的作用增加絮凝粒子濃度；水合二氧化錳吸附作用

3.高錳酸鉀及其復(fù)合藥劑對(duì)水中浮游生物的抑制作用抑制運(yùn)動(dòng)活性；促使其分泌生化聚合物質(zhì)高錳酸鉀及其復(fù)合物的應(yīng)用主要通過(guò)高錳酸鉀及其復(fù)合物的氧化作用高鐵酸鹽的應(yīng)用高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，可以選擇性地氧化水中的許多有機(jī)物，主要包括不飽和有機(jī)物和含氮有機(jī)物。還可以對(duì)消毒副產(chǎn)物有效去除。具有良好的殺菌效力（高于氯，且適用pH廣）。對(duì)混凝的影響途徑：

1.高鐵酸鉀水解生成具有帶高價(jià)態(tài)正電荷聚合產(chǎn)物。

2.反應(yīng)產(chǎn)物Fe(OH)3沉淀吸附水中的而從溶液中去除。高鐵酸鹽的應(yīng)用高鐵酸鉀具有強(qiáng)氧化性，可以選擇性地氧化水中的許微生物絮凝劑的應(yīng)用利用生物技術(shù)，通過(guò)微生物的發(fā)酵、抽取、精制而得到的一種新型、高效、廉價(jià)的水處理劑，是一種無(wú)毒的生物高分子化合物，被稱為第三類絮凝劑。作用機(jī)理

1.壓縮雙電層；2.電性中和；3.吸附架橋；4.卷掃和網(wǎng)捕種類

1.直接利用微生物細(xì)胞的絮凝劑：細(xì)菌、霉菌、放線菌和酵母

2.利用微生物細(xì)胞提取物的絮凝劑：如細(xì)胞壁的葡聚糖、蛋白質(zhì)等

3.利用微生物細(xì)胞代謝產(chǎn)物的絮凝劑：主要是的莢膜、黏液質(zhì)，