絮凝反应原理与絮凝剂及其工艺

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2013/5/23,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2013/5/23,#,絮凝反响原理与絮凝剂及其工艺,1,絮凝原理,2,絮凝剂,3,工艺,应用,4,1.1,DLVO,理论,1.2,吸附架桥,1.3,网捕作用,1.4,生物絮凝作用,1.,絮凝原理,1.1 DLVO,理论,1.,絮凝原理,其中，VA 引力势能 r为离子半径,H 离子外表间的最短距离 A 范德华常数,1.1 DLVO,理论,1.,絮凝原理,其中，VR 斥力势能 r为离子半径,H 离子外表间的最短距离 0 外表电势,n0 溶液中正或负离子的数密度,z 电解质离子电荷数,1,絮,凝原理,1.1 DLVO,理,论,图,斥力势能与引力势能的叠加,(a),低电解质浓度,(b),中等电解质浓度,(c),高电解质浓度,1,絮,凝原理,1.1 DLVO,理,论,临界聚沉时 及相应聚沉值,吸附架桥机理主要是指投加的水溶性链,状高分子聚合物在静电引力、范德华引,力和氢键力等作用下，通过活性部位与,胶体和细微悬浮物发生吸附，将微粒搭,桥联结为一个个絮凝体俗称矾花的,过程，其模式如以下图所示：,1,絮,凝原理,1.2,吸附架桥,1.2,吸附架桥,(a),初期吸附；,(b),絮凝体形成,当采用铁、铝盐等高价金属盐类作混凝,剂，且其投加量大到足以使它们迅速生,成难溶性氢氧化物如Al(OH)3、,Fe(OH)3或金属碳酸盐时，水中的胶,粒和细微悬浮物可被这些沉淀物在形成,时作为晶核或吸附质予以捕获而其同沉,降下来。,1,絮,凝原理,1.3,网捕作用,微生物作用相当于高分子絮凝剂，且微,生物通过自身代谢作用分泌出能产生絮,凝作用的物质。,1,絮,凝原理,1.4,生物絮凝剂作用,2,絮凝剂,2.1,无机絮凝剂,无机低分,子絮凝剂,无机阳离子絮凝剂,硫酸铝、明矾、硫酸亚铁等,无机阴离子絮凝剂,氧化钙、碳酸钙、氢氧化钠等,无机高分,子絮凝剂,铝盐无机高分子絮凝剂,碱式氯化铝、,碱式硫酸铝等,铁盐无机高分子絮凝剂,碱式氯化铁、,碱式硫酸铁等,硅酸金属盐及各种复合絮凝剂,无机复合型、,有机复合型,2,絮凝剂,2.2,有机絮凝剂,人工合成有机,高分子絮凝剂,有机阳离子絮凝剂,阳离子型聚丙烯酰胺,有机阴离子絮凝剂,阴离子聚丙烯酰胺,两性有机絮凝剂,实验室合成，没有产品市场,非离子有机絮凝剂,聚丙烯酞胺、聚氧化乙烯,天然有机高,分子絮凝剂,淀粉衍生物、纤维素衍生物、甲壳素衍生物、植物胶改性产物、多糖类蛋白质改性产物等,2,絮凝剂,2.3,生物絮凝剂,利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂,利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂,直接利用微生物细胞的絮凝剂,克隆技术所获得的絮凝剂,3.1,微涡流絮凝工艺,3.2,隔板絮凝工艺,3.3,折板絮凝工艺,3.4,网格絮凝工艺,3.5,机械反应池工艺,3,絮凝工艺,微涡流絮凝工艺的核心是微涡流絮凝器，,其为空心球体结构，外表开有小孔，当,水流以适当的流速穿过小孔，在壳体内,外外表处产生大量的小涡流，同时因壳,体流速较小，形成絮凝泥渣层，泥渣层,对水流的扰动产生微涡流。,3,絮凝工艺,3.1,微涡流絮凝工艺,微涡流絮凝工艺的特点是：絮凝效率高，与传统工艺相比产水量可提高,50100%；反响时间短，只要58分钟，是传统工艺的,1/3/1/2；絮体质量高，有利于提高沉淀效率；水量水质变化适应能力强，可适应负荷50,120范围内变化；出水质量稳定，絮凝剂消耗降低1020%，,滤池反洗水节约30%以上；安装简单，维护方便，改造只需少量土建改,动，微涡流絮凝器直接投入使用，施工周期短，,且絮凝器不易堵塞，便于清洗，寿命长。,3,絮凝工艺,微涡流絮凝工艺特点,隔板絮凝池是应用历史悠久、目前仍常,应用的一种水力搅拌絮凝池，有往复式和回,转式两种。,隔板絮凝池优点是构造简单，管理方便。缺点是流量变化大者，絮凝效果不稳定，,与折板及网格絮凝池相比，因水流条件不甚,理想，能量消耗即水头损失中的无效部,分比例较大，故需较长絮凝时间，池子容积,较大。,3,絮凝工艺,3.2,隔板絮凝工艺,折板絮凝池的优点是：水流在同曲折板之间,曲折流动或在异曲折板之间缩放、流动且连,续不断，以至形成众多的小涡旋，提高了颗,粒碰撞絮凝效果。与隔板絮凝池相比，水流,条件大大改善，亦即在总的水流能量消耗,中，有效能量消耗比例提高，故所需絮凝时,间可以缩短，池子体积减小。,折板絮凝池的缺点是：因板距小，安装维修,较困难，折板费用较高。,3,絮凝工艺,3.3,折板絮凝工艺,网格絮凝池的优点是：水头损失小，絮凝时,间较短、效果较好。,网格絮凝池的缺点是：存在末端池底积泥现,象，及网格上滋生藻类、堵塞网眼现象。,3,絮凝工艺,3.4,网格絮凝工艺,比较项目,反应时间,优 点,缺 点,隔板工艺,20,30 min,1,、絮凝效果较好,2,、构造简单，管理方便,1,、絮凝时间较长,2,、出水流量不易分配均匀,3,、水量变化大者絮凝效果不稳定,折板工艺,12,20 min,1,、絮凝时间较短,2,、絮凝效果较好,1,、构造较复杂，安装维修较困难,2,、水量变化影响絮凝效果,3,、折板费用较高,网格工艺,12,20 min,1.,、絮凝时间较短,2,、絮凝效果较好,3,、构造简单,1,、水量变化影响絮凝效果,2,、存在末端池底积泥现象,3,、网格容易滋生藻类，堵塞网眼,微涡流工艺,5,8 min,1,、絮凝时间很短,2,、絮凝效果很好,3,、抗冲击能力强,4,、构造简单，施工周期短,1,、核心产品加工工艺要求较高,械絮凝池的优点是，可根据水量、水质的变,化随时调节各个絮凝池的搅拌强度，以到达,最正确的絮凝G值，取得最正确絮凝效果。因此，,絮凝效果好，消耗能量少，可适用于各种规,模的水处理厂。,缺点是与折板、网格絮凝池相比，絮凝时间,稍长，特别是增加了一套机械没备，使工程,造价增加，同时也增加了设备管理维修工作,量。,3,絮凝工艺,3.4 机械反响池工艺,4.1,微涡流絮凝反应池,4.2,折板絮凝反应池,4.3,化学生物絮凝反应池,4,絮凝应用,吉林市三水厂始建于,1975,年，于,2006,年末,进行扩建工程。改建后其絮凝沉淀工艺流,程如下：,4,絮凝应用,4.1微涡流絮凝反响池,混凝剂PAC投加采用水下摄像法FCD值作中馈,管道混合辅以静态混合器的快速混合,微涡网格絮凝池,小间距斜板沉淀池,4,絮凝应用,4.1微涡流絮凝反响池,竖井一档流速为0.29m/s，标准值为0.14m/s；竖井二档流速为0.16m/s，标准值为0.12m/s；竖井三档流速为0.11m/s，标准值为0.1m/s.,孔洞一档流速0.66m/s，标准值为0.3m/s；孔洞二档流速0.39m/s，标准值为0.12m/s；空洞三档流速0.19m/s，标准值为0.1m/s。,4,絮凝应用,4.2,竖流式相对折板絮凝池,江苏省吴江净水厂一期工程设计规模为35104,m3/d,二期工程为25104m3/d,总供水规模达60104m3/d。水源为东太湖,采用机械快速混合、竖流式相对折板絮凝池,絮凝剂为液体硫酸铝。混合池、絮凝池与平流沉淀池合建。工艺流程见以下图。,4,絮凝应用,4.2,竖流式相对折板絮凝池,吴江净水厂采用多道并联、单通道,3,级串联的,絮凝池,施工简易、精度高,实际运行效果良好。,4,絮凝应用,4.2,竖流式相对折板絮凝池,4,絮凝应用,4.2,竖流式相对折板絮凝池,一期工程设,2,组,4,座絮凝池,每座由,7,道竖流式折板絮凝单元并联而成,折板采用,60,相对折板,宽度为,500mm,不锈钢材质。总絮凝时间为,15min,具体参数见下表,:,4,絮凝应用,4.3 化学生物絮凝反响池,上海竹园第一污水处理厂的设计工艺流程为：快速混合池化学生物絮凝反响池沉淀池。该厂的设计进水水质：BOD5为120mg/L，COD为250mg/L，SS为150 mg/L，NH3一N为30mg/L，TP为4 mg/L。近期设计出水水质为：COD150mg/L，BOD560 mg/L，SS40 mg/L，,NH3一N30mg/L，TP1 mg/L。,该水厂设计18 m99m65 m的反响池48座,4,絮凝应用,4.3 化学生物絮凝反响池,混合反响沉淀池的局部区域示意图,4,絮凝应用,4.3 化学生物絮凝反响池,反响池停留时间为0.6h。,G值分为三段控制：,第一段为100150s-1，第二段为5080 s-1，第三段为3050s-1。,搅拌空气量用G值来计算，同时第一段用生物吸附工艺需氧量进行校核，第三段用单位池容最小输人功率1.5W进行校核。,反响池为推流廊道式结构，设计成三个反响段，在其池底按G值的递减布设微孔曝气穿孔管。在混合池投加PAC，在反响池的第一段和第三段投加PAM(聚丙烯酰胺)，在第二段再投加PAC(此三段的加药可以根据实际情况进行调节)。,谢,谢！,Thanks!,