强化混凝工艺与技术课件.ppt

1、给水处理工艺流程升级改造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 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、离子交换技术常规混凝工艺介绍常规混凝工艺介绍1 混凝的定义混凝的定义 凝聚凝聚( (Aggregation) ): :投加混凝剂后水中的胶体失去投加混凝剂后水中的胶体失去稳定性，胶体颗粒互相凝聚，结果形成众多的稳定性，胶体颗粒互相凝聚，结果形成众多的“小矾小矾花花”。 絮凝絮凝( (Flocculation):):凝聚过程中形成的凝聚过程中形成的“小矾花小矾花”通

2、过吸附、卷带、架桥等作用，形成颗粒较大絮凝体的通过吸附、卷带、架桥等作用，形成颗粒较大絮凝体的过程。过程。混凝混凝( (Coagulation):): 是凝聚、絮凝两个过程的总称。是水中胶体粒子及是凝聚、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。微小悬浮物的聚集过程。2 混凝工艺的处理对象混凝工艺的处理对象杂质溶解性物质胶体胶体悬浮物 粒径10-3mm观测工具电子显微镜 超倍显微镜超倍显微镜(光学光学)显微镜、祼眼水的外观透明 浑浊浑浊浑浊组成无机物、部分有机物等粘土、细菌、病粘土、细菌、病毒、蛋白质、微毒、蛋白质、微生物代谢产物等生物代谢产物等 大颗粒处理难易程度最难难难容易

3、表：按粒径大小天然水体中天然水体中的杂质分类微小悬浮物和胶体杂质微小悬浮物和胶体杂质3 混凝工艺的作用混凝工艺的作用 混凝所处理的混凝所处理的对象对象，主要是水和废水中的，主要是水和废水中的微小微小悬浮物和胶体杂质悬浮物和胶体杂质。混凝的作用：。混凝的作用：破坏胶体的破坏胶体的聚集聚集稳定性稳定性，使胶体脱稳、聚集、易沉淀析出。使胶体脱稳、聚集、易沉淀析出。 作用条件：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：作用机理：作用结果：作用结果： 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

4、响4 混凝工艺基本流程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混凝剂制备单元分分离离单单元元混混凝凝单单元元一、无机混凝剂一、无机混凝剂常用混凝剂与助凝剂常用混凝剂与助凝剂二、二、 人工合成高分子混凝剂人工合成高分子混凝剂 阴离子型：阴离子型：主要含主要含-COOM-COOM(M(M为为H H+ +或金属离子或金属离子) )或或 -SO-SO3 3H H的聚合物，的聚合物，如阴离子聚丙烯酰胺如阴离子聚丙烯酰胺(CPAM)(CPAM)和聚苯乙烯磺和聚苯乙烯磺酸钠（酸钠（PSSPSS）等。）等

5、。 阳离子型：阳离子型：主要是含有主要是含有-NH-NH3 3+ +、-NH-NH2 2+ +和和-N-N+ +R R4 4的聚合的聚合物，物，如阳离子聚丙烯酰胺（如阳离子聚丙烯酰胺（APAMAPAM）等。）等。 非离子型：非离子型：所含基团未发生反应的聚合物。所含基团未发生反应的聚合物。如非如非离子型聚丙烯酰胺（离子型聚丙烯酰胺（NPAMNPAM）和聚氧化乙烯）和聚氧化乙烯(PEO)(PEO)等。等。常用有机混凝剂与助凝剂常用有机混凝剂与助凝剂u 聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 简称简称PAMPAM，又称三号混凝剂，又称三号混凝剂，PAMPAM的分子结构通式为：的分子结构通式为： PAMPAM是线状水

6、溶性高分子，其分子量在是线状水溶性高分子，其分子量在300-1800300-1800万。万。 阴离子聚丙烯酰胺阴离子聚丙烯酰胺(CPAM)(CPAM) 阳离子聚丙烯酰胺（阳离子聚丙烯酰胺（APAMAPAM） 非离子型聚丙烯酰胺（非离子型聚丙烯酰胺（NPAMNPAM） 两性离子型聚丙烯酰胺（两性离子型聚丙烯酰胺（NPAMNPAM） -CH2-CH-n , CONH2 一、混合方式与混合设备一、混合方式与混合设备v 使药剂能使药剂能快速、均匀快速、均匀地分散到废水中。地分散到废水中。 快速快速：是因混凝剂在废水中发生是因混凝剂在废水中发生水解反应的速度很快水解反应的速度很快，需，需要尽量造成急速扰

7、动以生成大量细小絮体，并不要求生成大颗粒；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； 均匀均匀：是为了化学反应能在废水中各部分得到均衡发展。是为了化学反应能在废水中各部分得到均衡发展。v 混合方式分为混合方式分为水力混合水力混合和和。 常见方式：常见方式： 管式混合管式混合 水泵混合水泵混合 机械混合机械混合 其它方式其它方式常用混凝工艺与设备常用混凝工艺与设备水力絮凝反应设施水力絮凝反应设施改变絮凝构筑物结构，通过流动过程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，体，增加颗粒接触碰撞和吸附机

8、会，在絮凝过程中产生一定水头损失。在絮凝过程中产生一定水头损失。不不能适应水质、水量变化。能适应水质、水量变化。 机械絮凝反应设施机械絮凝反应设施通过电机带动叶片搅拌，使水流产生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。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，可随水质、水量变化随时改变转速， 以保证絮凝效果，能应用于任何规模以保证絮凝效果，能应用于任何规模水厂水厂。隔板絮凝池隔板絮凝池折板絮凝池折板絮凝池栅条絮凝池栅条絮凝池穿孔旋流絮凝池穿孔旋流絮凝池 水平轴搅拌絮凝池水平轴搅拌絮凝池

9、垂直轴搅拌絮凝池垂直轴搅拌絮凝池 常用絮凝设施常用絮凝设施强化混凝工艺介绍强化混凝工艺介绍1 改善水力条件改善水力条件 增加混合强度增加混合强度 改进混合设施改进混合设施 采用机械搅拌采用机械搅拌2 改善药剂改善药剂 增加投加量增加投加量 调节调节pH值、水温、碱度等反应条件值、水温、碱度等反应条件 增加助凝剂增加助凝剂 使用新型混凝剂使用新型混凝剂3 改善工艺改善工艺 增加预处理技术增加预处理技术 改建高效混凝设备改建高效混凝设备 污泥回流技术污泥回流技术 混凝剂投量的自动检测控制混凝剂投量的自动检测控制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脱稳悬浮颗粒之间碰撞之间碰撞

10、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强化混凝的目的混凝条件的改善与高效混凝设备混凝条件的改善与高效混凝设备v高效混合设备v机械搅拌具有较大的适应性，但对设备质量要求高v网格絮凝、折板絮凝等v数学模型法v流动电流vPDA（透光率脉动检测）v显微摄像观测混凝剂投量的自动检测控制混凝剂投量的自动检测控制 混混 合合 反反应应、沉沉淀淀 过过 滤滤 胶体电荷 传感器 浊度仪 投药 SC4000型单因子混凝投药高精度双闭环自控系统 混凝 控制器 浊度 控制器 原水 出水 水样排放 水样排放 采用混凝自动控制技术采用混凝自动控制技术v生物稳定性生物稳定性污泥回流技术污泥回流技术污泥回流的技术

11、优势：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。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；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，污污泥特性改善：沉降特性、脱水特性等，污泥处理成本降低。泥处理成本降低。污泥回流技术污泥回流技术污泥回流的技术优势：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。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；自用水量减少；污泥量减

12、少；3. 污泥特性改善：沉降特性、脱水特性等，污污泥特性改善：沉降特性、脱水特性等，污泥处理成本降低。泥处理成本降低。污泥处理污泥处理高分子高分子聚合物聚合物原水原水混凝剂混凝剂反应池反应池沉淀池、澄清池沉淀池、澄清池澄清水澄清水污泥排放污泥排放污泥活化污泥活化污泥回流污泥回流污泥浓缩污泥浓缩混合混合污泥活化处理污泥活化处理污泥活化处理流程污泥活化处理流程：浓缩污泥浓缩污泥助剂助剂活化活化回流回流回流污泥量回流污泥量： 处理水量的处理水量的2%2%左右，可调节；左右，可调节；污泥活化特点：污泥活化特点：1. 特性改善：凝聚特性、吸附特性、沉降特性、特性改善：凝聚特性、吸附特性、沉降特性、脱水特

13、性等，有助于混凝过程和混凝效果；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；回流污泥量可控；3. 可去除有机污染物。可去除有机污染物。v回流技术回流技术v回流回流：将沉淀区沉积下的污泥或其他沉淀物部：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：分回流到沉淀池前段，以人为地：v提供凝聚核心提供凝聚核心v增加反应区增加反应区SSSS浓度浓度v加强絮凝效果加强絮凝效果v回收部分药剂。回收部分药剂。Turbo-LME高速沉淀池高速沉淀池vTurbo-LMETurbo-LME高速沉淀池是由德国帕萨旺公司开发的高速沉淀池是由德国帕萨旺公司开发的一种专利技术。一种专利技术

14、。v工艺流程由反应区、熟化区、斜板沉淀区、污泥工艺流程由反应区、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。浓缩区、污泥循环区及外部加药区组成。v通过污泥回流和改善水力条件等方法对常规混凝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，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浓缩污泥有利于沉淀前的 “ “强化混凝强化混凝”预处理。预处理。v适用于饮用水、生活污水、工业废水和雨水等多适用于饮用水、生活污水、工业废水和雨水等多种水体的处理。

15、种水体的处理。 Turbo-LME高速沉淀池高速沉淀池 微砂回流微砂回流：将沉淀池底部的含砂污泥连续地回流：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。提高，节约占地和投资，效率高。混凝阶段混凝阶段（混凝剂投加）（混凝剂投加）絮凝和注砂阶段絮凝和注砂阶段（高分子絮凝剂和微砂投加）（高分子絮凝剂和微砂投加）熟化阶段熟化阶段高效斜管

16、沉淀阶段高效斜管沉淀阶段微砂高效沉淀微砂高效沉淀池池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CLARIFIEDWATER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混凝剂与助凝剂的发展混凝剂与助凝剂的发展一、混凝剂研究发展方向一、混凝剂研究发展方向v 有机高分子混凝剂有机高

17、分子混凝剂 天然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、：如壳聚糖及其改性产物、淀粉改性淀粉改性 聚丙烯酰铵改性产品聚丙烯酰铵改性产品：阴离子型、阳离子型、非离：阴离子型、阳离子型、非离子型、两性子型、两性v 无机混凝剂无机混凝剂 无机复合混凝剂的研制无机复合混凝剂的研制，如：聚硅酸铝、聚硅酸铁、，如：聚硅酸铝、聚硅酸铁、聚硅酸铝铁聚硅酸铝铁 微生物絮凝剂。微生物絮凝剂。二、助凝剂的应用二、助凝剂的应用 A A、pHpH调整剂调整剂：调节废水的：调节废水的pHpH符合混凝处理工艺要求。符合混凝处理工艺要求。常用石灰、硫酸、氢氧化钠等。常用石灰、硫酸、氢氧化钠等。 B B、絮

18、凝结构改良剂、絮凝结构改良剂：投加絮体结构改良剂以增大絮体：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、水的粒径、密度。常用骨胶、活化硅酸、海藻酸钠、粘土、水玻璃、玻璃、PAMPAM等。等。 C C、氧化剂、氧化剂：有机物含量高，易起泡沫，絮凝体不易沉：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，降。投加氯气、次氯酸、臭氧等分解有机物，使胶体脱稳，还可将还可将FeFe2+2+转化成转化成FeFe3+3+, ,以提高混凝效果。以提高混凝效果。混凝剂与助凝剂的发展混凝剂与助凝剂的发展高锰酸钾及其复合物的应用v主要通过高锰

19、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。v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铁酸盐的应用v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。v还可以对消毒副产物有效去除。v具有良好的杀菌效力（高于氯，且适用pH广） 。v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

20、淀吸附水中的而从溶液中去除。微生物絮凝剂的应用v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。v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v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v特点： 高效、无毒、可消除二次污染、絮凝广泛、脱色效果独特人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。