六、混凝设备
七、工业废水处理中混凝的应用
第一节 混凝
一、混凝原理
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●混凝处理的对象： 主要是水中的微 小悬浮物和胶体杂质。 ●混凝目的： 投加混凝剂使胶 体脱稳，相互凝聚生 长成大矾花。
第一节 混凝
一、混凝原理 1. 胶体的性质
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第二节 气浮
一、气浮的基本原理
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1、相关概念与简介 ●是将水、污染物质和气泡这样一个多相体系中含有的疏水性 污染粒子，或者附有表面活性物的亲水性污染粒子，有选择地 从废水中吸附到气泡上，以泡沫形式从水中分离去除的一种操 作过程。 ●是一种固－液和液－液分离的方法。 ●具体过程：通入空气→产生微细气泡→SS附着在气泡上→上 浮 ●应用：自然沉淀或上浮难于去除的悬浮物，以及比重接近1的 固体颗粒
第一节 混凝
五、混凝剂和助凝剂 ●混凝剂的发展方向：
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复合型无机或有机高分子絮凝剂： 如铁铝复合、聚合铝硅/铁硅、无机－有机复合 高分子絮凝剂： 阳离子有机化合物 天然改性高分子絮凝剂：无毒易降解，如甲壳素等 多功能絮凝剂：絮凝、缓蚀阻垢、杀菌灭藻 微生物絮凝剂
第一节 混凝
第一节 混凝
五、混凝剂和助凝剂
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●有机混凝剂 ： 人工合成： 阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物，国外开始增多，国内 尚少； 阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）；非离子型：聚丙烯酰 胺（PAM），聚氧ห้องสมุดไป่ตู้乙烯（PEO）； 两性型：使用极少。 天然： 淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等；微生物絮凝剂
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给水中，以地表水为水源时应用较多，主要去除浊度和细菌。 经混凝沉淀后浊度一般小于10度。 ●印染废水处理： 适用于含颜料、分散染料、水溶性分子量较大的等染料废水 处理。可以单独用无机混凝剂，也可和有机高分子絮凝剂联用。 例：某针织厂废水TOC为50－60mg/L，pH值为7.5。 采用PAC混凝剂，投加量为140mg/L时，TOC去除率为68％。 例：云南省某针织厂染色废水，含直接染料、活性染料--P AC 0.05-0.1% 原水混凝沉淀消毒
第一节 混凝
三、混凝的操作程序
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●首先提高碱度：投加重碳酸盐具有增加碱度和不提高pH值的 优点； ●其实投加铝盐或高铁盐，AL3+或Fe3+包围胶体粒子，使微小 絮凝体带有正电荷； ●再次投加活化硅酸和聚合电解质之类的助凝剂，以便增大絮 凝体并控制ξ电位。 ●最后在投加碱和混凝剂后建议快速搅拌1-3分钟，随后投加 助凝剂搅拌20-30分钟，以促进絮凝，也可以投加阳离子聚和 物实现脱稳。
第一节 混凝
一、混凝原理
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根据以上机理，可以解释在不同pH条件下，铝盐可能产 生的混凝机理。 ● pH<3 ● pH=4－5 ● pH=6.5-7.5 简单的水合铝离子起压缩双电层作用 多核羟基络合物起吸附电性中和 氢氧化铝起吸附架桥
另外还有其他混凝机理解释：如混凝形态学等
胶体 所受 影响
由于上述的胶体带电现象，带相同 电荷的胶粒产生静电斥力，而且ξ电位 越高，胶粒间的静电斥力越大 受水分子热运动的撞击，使微粒在 水中作不规则的运动，即“布朗运动” 胶粒之间还存在着相互引力——范 徳华引力
第一节 混凝
一、混凝原理 ●稳定性
动力学稳定性：布朗运动强，对抗重力影响的能力强 聚集稳定性：胶体带电相斥 其中聚集稳定性对胶体稳定性的影响起到关键的作用。
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●胶体的双电层结构
胶核表面有负电荷，可吸附水中的正离子，与之平衡。在靠近胶核表 面的一层内，因吸力较大正电离子紧密地吸附在胶核表面上，故称为吸附 层。厚度较薄较固定，不随外界的条件（水温）变化而变化。 在吸附层之外，还有一层正电离子，在此范围内静电吸力因屏蔽作用 而减弱，且受水分子热运动的干扰，鼓层内的正电离子与胶核的结合力较 为松弛，离子扩散游动在吸附层之外，称为扩散层。
第二节 气浮
二、气浮的理论基础
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（2）泡沫的稳定性 不稳定的后果：气泡浮到水面后，水分很快蒸发，泡沫 计易破灭，会使已经浮到水面的污染物又脱落回到水中。 方法：投加起泡剂（表面活性物质）达到易起气泡的稳 定的目的。 （3）改变疏水性能 向水中投加浮选剂，可以使颗粒由亲水性物质变为疏水 性。 （4）结合方式（气浮中气泡对絮体和颗粒单体的结合方式） 分为：气泡顶托；气泡裹携；气泡吸附
第一节 混凝
五、混凝剂和助凝剂 （1）混凝剂：
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有机/无机，不少于200－300种。
●无机混凝剂： 铝系：适宜pH：5.5～8 ；
硫酸铝，明矾，聚合氯化铝（PAC），聚合硫酸铝（PAS）
铁系 ：适宜pH：5～11，但腐蚀性强 ； 三氯化铁，硫酸亚铁，硫酸铁（国内生产少），聚合硫酸 铁，聚合氯化铁
第一节 混凝
七、工业废水处理中混凝的应用
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●含油废水处理：乳化油颗粒小、表面带电荷，加混凝剂，压缩 双电层。通常采用混凝气浮工艺。 例：兰州炼油厂废水加PAC采用二级气浮 原水含油50-100mg/L---投加PAC50mg/L一级气浮出水，油20 －30mg/L---PAC30mg/L二级气浮出水，油15－20mg/L
第二节 气浮
一、气浮的基本原理
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2、气浮分类 A、电解气浮法：有竖流式和平流式装臵。 B、散气气浮法： 扩散板曝气气浮：压缩空气通过扩散装臵以微小气泡形式 进入水中。简单易行，但容易堵塞，气浮效果不高。 叶轮气浮法：适用于处理水量不大,污染物浓度高的废水. C、溶气气浮法： 根据气泡析出时所处的压力不同，分为：溶气真空气浮和 加压溶气气浮 D、生化气气浮法： 生物产气，化学产气等
第二节 气浮
三、气浮的工艺形式
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B、 加压溶气气浮 ●组成： 空气饱和设备、空气释放器、气浮池 ●特点： a.加压条件下，空气的溶解度大，能提供足够的微气泡， 确保气浮效果。 b.减压释放，产生气泡不仅微细（20-100㎛），粒径均匀， 密集度大，而且上浮稳定，对液体扰动小。特别适合于疏松 絮凝体，细小颗粒的固液分离。 c.工艺设备和流程较为简单，便于管理维护。 d.对回流加压，处理效果显著、稳定，节约能耗。
●肉类加工厂废水处理： 例：某肉类加工厂屠宰废水COD为670mg/L，用聚合硫酸铁处 理后，COD去除率在77％以上。 混凝优点：上马快、投资省、效果好，但运转费高，沉渣多
工业废水的处理化学处理
第二节 气浮
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一、气浮的基本原理
二、气浮的理论基础
三、气浮的工艺形式 四、气浮法的应用
第一节 混凝
六、混凝设备 （2）混合设备
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水泵混合：投药投加在水泵吸水口或管上。
管式混合：管式静态混合器、扩散混合器，混合时间2－3秒 机械混合：搅拌
（3）絮凝设备
隔板絮凝池 ；折板絮凝池 ；机械絮凝池 ；悬流、迷宫式 等不同形式的组合。
第一节 混凝
七、工业废水处理中混凝的应用
第四章 工业废水的物理化学处理
工业废水的物理化学处理
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第一节 混凝 第二节 气浮 第三节 吸附 第四节 离子交换
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工业废水的处理化学处理
第一节 混凝
一、混凝原理 二、混凝过程 三、混凝的操作程序 四、混凝的影响因素 五、混凝剂和助凝剂
第二节 气浮
第一节 混凝
二、混凝过程
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由铝盐的混凝过程总结出以下特点： ●凝聚（coagulation） 带电荷的水解离子或高价离子压缩双电层或吸附电中和 ――电位――脱稳――凝聚，生长成约d=10 特点：剧烈搅拌，瞬间完成 在混合设备中完成 ●絮凝（flocculation） 高聚合物的吸附架桥 脱稳胶粒――生长成大矾花d=0.6-1.2mm 特点：需要一定时间，搅拌从强弱 在絮凝中设备完成
第二节 气浮
二、气浮的理论基础
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固体 （1）水中颗粒与气泡粘附的条件 A、水、气、固三相混合体系 中，因不同介质表面因受力不均 衡而存在界面张力，气泡与颗粒 或絮体一旦接触，由于界面张力存在会产生表面吸附作用。 B、润湿周边：三项间的吸附界面构成的交界线。与润湿接 触角有关系。（见下页图） C、亲水吸附与疏水吸附：亲水性颗粒润湿接触角小，气粒 两相接触面小，浮选体结合不牢，易脱落，此为亲水吸附。 疏水性颗粒的接触角大，浮选体结合牢固，为疏水吸附。
（2）溶气气浮 原理：使空气在一定的压力作用下，溶解于水并到达过 饱和状态，再减至常压释放，空气便以微小气泡的形式逸出。 A、容气真空气浮 常压空气溶于水，负压析出。 特点：整个气浮池在负压下操作，空气溶解容易，动力 设备和电能消耗少。 缺点：所有设备均要密封在气浮池内，构造复杂，生产 中使用不多。
第一节 混凝
一、混凝原理 2. 混凝机理
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●压缩双电层： 压缩双电层――电位――稳定性――凝聚 ●电性中和，又称吸附－电性中和 这种现象在水处理中出现的较多。指胶核表面直接吸附 带异号电荷的聚合离子、高分子物质、胶粒等，来降低电位。 ●网捕或卷扫 金属氢氧化物在形成过程中对胶粒的网捕
第一节 混凝
四、混凝的影响因素
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