强化混凝工艺与技术课件

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,*,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,*,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,*,市政给水深度处理理论与技术,强化混凝工艺与技术,市政给水深度处理理论与技术强化混凝工艺与技术,给水处理工艺流程升级改造,常规处理,预处理,深度处理,消毒,给水处理工艺流程升级改造常规处理预处理深度处理消毒,强化混凝工艺与技术课件,强化混凝,预氧化技术,强化沉淀与气浮,强化过滤技术,水厂升级改造技术,常规工艺强化技术,预处理技术,预氧化技术、生物处理技术,深度处理技术,活性炭过滤、膜分离技术、离子交换技术,强化混凝水厂升级改造技术 常规工艺强化技术 预处理技术,常规混凝工艺介绍,常规混凝工艺介绍,1,混凝的定义,凝聚,(,Aggregation,),:,投加混凝剂后水中的胶体失去稳定性，胶体颗粒互相凝聚，结果形成众多的,“,小矾花,”,。,絮凝,(,Flocculation,):,凝聚过程中形成的,“,小矾花,”,通过吸附、卷带、架桥等作用，形成颗粒较大絮凝体的过程。,混凝,(,Coagulation,):,是凝聚、絮凝两个过程的总称。是水中胶体粒子及微小悬浮物的聚集过程。,1 混凝的定义混凝(Coagulation):,2,混凝工艺的处理对象,杂质,溶解性物质,胶体,悬浮物,粒径,10,-3,mm,观测工具,电子显微镜,超倍显微镜,(,光学,),显微镜、祼眼,水的外观,透明,浑浊,浑浊,组成,无机物、部分有机物等,粘土、细菌、病毒、蛋白质、微生物代谢产物等,大颗粒,处理难易程度,最难,难,容易,表：按粒径大小,天然水体中,的杂质分类,微小悬浮物和胶体杂质,2 混凝工艺的处理对象杂质溶解性物质胶体悬浮物 粒径10,3,混凝工艺的作用,混凝所处理的,对象,，主要是水和废水中的,微小悬浮物和胶体杂质,。混凝的作用：,破坏胶体的,聚集稳定性,，,使胶体脱稳、聚集、易沉淀析出。,作用条件：,水温、水的,pH,值和碱度、混凝剂、水力条件、原水水质等,作用机理：,双电层压缩机理、吸附电中和机理、吸附架桥机理、沉淀物网捕机理,作用结果：,增大颗粒粒径、改善颗粒比重或密实度,3 混凝工艺的作用 混凝所处理的对象，主要是水和废水,强化混凝工艺与技术课件,显微镜下观测到的藻类在混凝前后的外形图,（左）混凝后 （右）混凝前,显微镜下观测到的藻类在混凝前后的外形图,混凝对颗粒沉降速率及途径的影响,混凝对颗粒沉降速率及途径的影响,4,混凝工艺基本流程,混凝装置,絮凝装置,分离装置,泥渣处理,清水进入,后续处理设施,来水,混凝剂,溶解池,溶液池,定量投加设备,称 重,沉淀设备,气浮设备,过滤设备,混凝剂制备单元,分离单元,混凝单元,4 混凝工艺基本流程混凝装置絮凝装置分离装置泥渣处理清水进,一、无机混凝剂,常用混凝剂与助凝剂,一、无机混凝剂常用混凝剂与助凝剂,二、,人工合成高分子混凝剂,阴离子型：,主要含,-COOM,(M,为,H,+,或金属离子,),或,-SO,3,H,的聚合物，,如阴离子聚丙烯酰胺,(CPAM),和聚苯乙烯磺酸钠（,PSS,）等。,阳离子型：,主要是含有,-NH,3,+,、,-NH,2,+,和,-N,+,R,4,的聚合物，,如阳离子聚丙烯酰胺（,APAM,）等。,非离子型：,所含基团未发生反应的聚合物。,如非离子型聚丙烯酰胺（,NPAM,）和聚氧化乙烯,(PEO),等。,常用有机混凝剂与助凝剂,二、人工合成高分子混凝剂常用有机混凝剂与助凝剂,聚丙烯酰胺,简称,PAM,，又称三号混凝剂，,PAM,的分子结构通式为：,PAM,是线状水溶性高分子，其分子量在,300-1800,万。,阴离子聚丙烯酰胺,(CPAM),阳离子聚丙烯酰胺（,APAM,）,非离子型聚丙烯酰胺（,NPAM,）,两性离子型聚丙烯酰胺（,NPAM,）,-,-,CH,2,-,CH,-,-,n,CONH,2,聚丙烯酰胺-CH2-CH-n,一、混合方式与混合设备,使药剂能,快速、均匀,地分散到废水中。,快速,：,是因混凝剂在废水中发生,水解反应的速度很快,，需要尽量造成急速扰动以生成大量细小絮体，并不要求生成大颗粒；,均匀,：,是为了化学反应能在废水中各部分得到均衡发展。,混合方式分为,水力混合,和,机械混合,。,常见方式：,管式混合,水泵混合,机械混合,其它方式,常用混凝工艺与设备,一、混合方式与混合设备常用混凝工艺与设备,水力絮凝反应设施,改变絮凝构筑物结构，通过流动过程中的阻力将水流自身能量传递给絮凝体，增加颗粒接触碰撞和吸附机会，,在絮凝过程中产生一定水头损失。,不能适应水质、水量变化。,机械絮凝反应设施,通过电机带动叶片搅拌，使水流产生一定的速度梯度，将能量传递给絮凝体，增加颗粒接触碰撞和吸附机会。,可随水质、水量变化随时改变转速，以保证絮凝效果，能应用于任何规模水厂,。,隔板絮凝池,折板絮凝池,栅条絮凝池,穿孔旋流絮凝池,水平轴搅拌絮凝池,垂直轴搅拌絮凝池,常用絮凝设施,水力絮凝反应设施机械絮凝反应设施隔板絮凝池水平轴搅拌絮凝池常,强化混凝工艺介绍,强化混凝工艺介绍,1,改善水力条件,增加混合强度,改进混合设施,采用机械搅拌,2,改善药剂,增加投加量,调节,pH,值、水温、碱度等反应条件,增加助凝剂,使用新型混凝剂,3,改善工艺,增加预处理技术,改建高效混凝设备,污泥回流技术,混凝剂投量的自动检测控制,强化混凝的常规处理技术,1 改善水力条件强化混凝的常规处理技术,完成有效的混凝,需要满足条件,脱稳悬浮颗粒,之间碰撞,足够反应时间,混凝剂颗粒与,胶体颗粒碰撞,强化混凝的目的,完成有效的混凝脱稳悬浮颗粒足够反应时间混凝剂颗粒与强化混凝的,混凝条件的改善与高效混凝设备,高效混合设备,机械搅拌具有较大的适应性，但对设备质量要求高,网格絮凝、折板絮凝等,混凝条件的改善与高效混凝设备高效混合设备,数学模型法,流动电流,PDA,（透光率脉动检测）,显微摄像观测,混凝剂投量的自动检测控制,数学模型法混凝剂投量的自动检测控制,采用混凝自动控制技术,采用混凝自动控制技术,预氧化措施的目的,除藻,消毒,除色,分解嗅味有机物,强化混凝,(,破坏有机物对胶体的保护作用,),降解农药,氧化铁锰,生物稳定性,预氧化措施的目的除藻,污泥回流技术,污泥回流的技术优势：,1.,水质和水量适应性、水处理效能、抗冲击负荷等均显著提高，出水水质改善。,2.,自用水量减少；污泥量减少；,3.,污泥特性改善：沉降特性、脱水特性等，污泥处理成本降低。,污泥回流技术污泥回流的技术优势：,污泥回流技术,污泥回流的技术优势：,1.,水质和水量适应性、水处理效能、抗冲击负荷等均显著提高，出水水质改善。,2.,自用水量减少；污泥量减少；,3.,污泥特性改善：沉降特性、脱水特性等，污泥处理成本降低。,污泥回流技术污泥回流的技术优势：,污泥处理,高分子,聚合物,原水,混凝剂,反应池,沉淀池、澄清池,澄清水,污泥排放,污泥活化,污泥回流,污泥浓缩,混合,污泥处理高分子原水混凝剂反应池沉淀池、澄清池澄清水污泥排放污,污泥活化处理,污泥活化处理流程,：,浓缩污泥助剂活化回流,回流污泥量,：,处理水量的,2%,左右，可调节；,污泥活化特点：,1.,特性改善：凝聚特性、吸附特性、沉降特性、脱水特性等，有助于混凝过程和混凝效果；,2.,回流污泥量可控；,3.,可去除有机污染物。,污泥活化处理污泥活化处理流程：,回流技术,回流,：将沉淀区沉积下的污泥或其他沉淀物部分回流到沉淀池前段，以人为地：,提供凝聚核心,增加反应区,SS,浓度,加强絮凝效果,回收部分药剂。,回流技术,Turbo-LME,高速沉淀池,Turbo-LME,高速沉淀池是由德国帕萨旺公司开发的一种专利技术。,工艺流程由反应区、熟化区、斜板沉淀区、污泥浓缩区、污泥循环区及外部加药区组成。,通过污泥回流和改善水力条件等方法对常规混凝工艺进行强化，采用斜板沉淀及一体式浓缩池，提高沉淀效率，减少了占地面积，产生高含固率浓缩污泥有利于沉淀前的“强化混凝”预处理。,适用于饮用水、生活污水、工业废水和雨水等多种水体的处理。,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,：将沉淀池底部的含砂污泥连续地回流到沉淀系统前段的注射池内。微砂颗粒的密度与形状增加了絮凝和沉淀的效率，絮凝物沉淀的速率足以产生高速沉淀。由于其沉淀速度可以大大提高，节约占地和投资，效率高。,混凝阶段,（混凝剂投加）,絮凝和注砂阶段,（高分子絮凝剂和微砂投加）,熟化阶段,高效斜管沉淀阶段,微砂高效沉淀,池,微砂回流：将沉淀池底部的含砂污泥连续地回流到沉淀系统前段的注,SLUDGE,污泥,HYDROCYCLONE,水力旋流器,POLYMER,高分子聚合物,RAW,WATER,原水,COAGULANT,混凝剂,COAGULATION,混凝槽,INJECTION,注射槽,MATURATION,熟化槽,TUBE SETTLER,WITH SCRAPER,带刮泥机的沉淀槽,CLARIFIED,WATER,澄清水,BALLASTED FLOCS,进入水力旋流器的含砂絮凝物,MICRO-SAND,微砂,MICRO SAND RECIRCULATION PUMP,SLUDGEHYDROCYCLONEPOLYMERRAW W,混凝剂与助凝剂的发展,一、混凝剂研究发展方向,有机高分子混凝剂,天然有机高分子混凝剂,：如壳聚糖及其改性产物、淀粉改性,聚丙烯酰铵改性产品,：阴离子型、阳离子型、非离子型、两性,无机混凝剂,无机复合混凝剂的研制,，如：聚硅酸铝、聚硅酸铁、聚硅酸铝铁,微生物絮凝剂。,混凝剂与助凝剂的发展一、混凝剂研究发展方向,二、助凝剂的应用,A,、,pH,调整剂,：调节废水的,pH,符合混凝处理工艺要求。常用石灰、硫酸、氢氧化钠等。,B,、絮凝结构改良剂,：投加絮体结构改良剂以增大絮体的粒径、密度。常用骨胶、活化硅酸、海藻酸钠、粘土、水玻璃、,PAM,等。,C,、氧化剂,：有机物含量高，易起泡沫，絮凝体不易沉降。投加氯气、次氯酸、臭氧等分解有机物，使胶体脱稳，还可将,Fe,2+,转化成,Fe,3+,以提高混凝效果。,混凝剂与助凝剂的发展,二、助凝剂的应用混凝剂与助凝剂的发展,高锰酸钾及其复合物的应用,主要通过高锰酸钾及其复合物的氧化作用，改变颗粒的自然状态和水中某些还原性金属离子的电荷，从而使颗粒凝聚而易于沉降和后续处理。,主要作用机理：,1.,破坏有机物涂层,2.,新生态水合二氧化锰的作用,增加絮凝粒子浓度；水合二氧化锰吸附作用,3.,高锰酸钾及其复合药剂对水中浮游生物的抑制作用,抑制运动活性；促使其分泌生化聚合物质,高锰酸钾及其复合物的应用主要通过高锰酸钾及其复合物的氧化作用,高铁酸盐的应用,高铁酸钾具有强氧化性，可以选择性地氧化水中的许多有机物，主要包括不饱和有机物和含氮有机物。,还可以对消毒副产物有效去除。,具有良好的杀菌效力（高于氯，且适用,pH,广）。,对混凝的影响途径：,1.,高铁酸钾水解生成具有带高价态正电荷聚合产物。,2.,反应产物,Fe(OH),3,沉淀吸附水中的而从溶液中去除。,高铁酸盐的应用高铁酸钾具有强氧化性，可以选择性地氧化水中的许,微生物絮凝剂的应用,利用生物技术，通过微生物的发酵、抽取、精制而得到的一种新型、高效、廉价的水处理剂，是一种无毒的生物高分子化合物，被称为第三类絮凝剂。,作用机理,1.,压缩双电层；,2.,电性中和；,3.,吸附架桥；,4.,卷扫和网捕,种类,1.,直接利用微生物细胞的絮凝剂：,细菌、霉菌、放线菌和酵母,2.,利用微生物细胞提取物的絮凝剂：,如细胞壁的葡聚糖、蛋白质等,3.,利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂：,主要是的荚膜、黏液质，还有多糖等,特点：,高效、无毒、可消除二次污染、絮凝广泛、脱色效果独特,微生物絮凝剂的应