混凝試驗
混凝過程是一個比較復雜的物理化學過程,影響混凝效果的因素很多。對某一具體水質或水處理工藝流程,通常根據混凝劑的特性及具體情況,先決定采用哪一種混凝劑,然后通過模擬試驗來確定最優混凝條件。
模擬試驗的內容一般只需確定最優加藥量和pH值。在電廠補給水預處理中,往往用出水殘留濁度和有機物的去除率判斷混凝效果。
混凝試驗的設備主要采用定時變速攪拌機,攪拌機設4~6組葉片,確定最優加藥量的方法如下:
(1)測定原水的濁度、pH值、溫度。
(2)在每一個1000mL的燒杯中,分別加入代表性水樣1000mL,將攪拌機的葉片放入燒杯中。
(3)在各個燒杯中,同時加入不同的混凝劑量:開動攪拌機,待旋轉速度160r/min穩定后,轉動加藥柄,同時向各燒杯注入混凝劑溶液,攪拌混合1min后,攪拌機轉速降至40r/min,持續5 min后停止。
(4)在攪拌過程中,注意觀察各個燒杯產生絮凝物(礬花)的時間、大小及密疏程度。
(5)攪拌結束后,輕輕提起攪拌機葉片,使水樣靜止10min,觀察礬花沉降情況。
(6)取沉淀后的上層清液,測定各水樣的殘留濁度、有機物等項目,計算去除率,通過分析確定最優加藥量。
在實際工業設備投運時,還需根據出水水質對最優加藥量進行調整,同時確定其他最優混凝條件,如污泥沉降比、水力負荷變化速率、最優設備出力等。
常用混凝澄清設備概述
1.混合設備
混合設備的作用是,使藥劑迅速、均勻地分散到水流中,并形成的帶電粒子并與原水中的膠體顆粒及其它懸浮顆粒充分接觸,形成許多微小的絮凝物(又稱小礬花)。
為了增加顆粒間的碰撞,通常要求水處于湍流狀態,并在2min以內形成絮凝物。為使水流產生湍流可利用水力或機械設備來完成。混合設備的作用是讓藥劑迅速、均勻地擴散到水流中,使之形成的帶電粒子并與原水中的膠體顆粒及其它懸浮顆粒充分接觸,形成許多微小的絮凝物(又稱小礬花)。
為了增加顆粒間的碰撞,通常要求水處于湍流狀態,并在2min以內形成絮凝物。為使水流產生湍流可利用水力或機械設備來完成。采用水力混合設備時,通常使用產生的水頭????控制攪拌強度,一般為0.4~1.0m。采用機械設備時,是按輸入水流中的功率控制攪拌強度,一般按速度梯度為700~1000s-1(單位)計算確定。
混合設備種類很多,分管道混合,水泵混合,水力混合和機械混合等,其中管道混合,水泵混合常用于直流凝聚。
直流凝聚是在過濾設備之前投加混凝劑,原水和混凝劑經混合設備充分混合后直接進入過濾設備,經過濾層的接觸混凝作用就能較徹底地去除懸浮物。直流凝聚處理通常用于低濁水的處理。
(1)管道式混合
管道式混合是將配制好的藥液直接加到混凝沉降設備或絮凝池的管道中。因為它具有不需另設混合設備和布置簡單等優點,所以應用較多。
為使藥劑能與水迅速混合,加藥管應伸入水管中部,伸入距離一般為水管直徑的1/3~1/4。另外,為了混合均勻,通常規定管道式混合投藥點至水管末端出口的距離不小于50倍的水管直徑,而且管道內的水速宜維持在1.5~2.0m/s,加藥后水在沿途水頭損失不應小于0.3~0.4m,否則應在管道上裝設節流孔板。
(2)水泵式混合
水泵式混合是一種機械混合,它是將藥劑加至水泵吸水管中或吸水喇叭口處,利用水泵葉輪高速旋轉產生的局部渦流,使水和藥劑快速混合,它不僅混合效果好,而且不需另外的機械設備,也是目前經常采用的一種混合方式。
管道式混合與水泵式混合都常用于靠近沉降澄清設備的場合,如果距離太長,容易在管道內形成絮凝物,導致在管道內沉積而堵塞管路。
(3)渦流式混合
渦流式混合主要原理是將藥劑加至水流的漩渦區,利用激烈旋轉的水流達到藥劑與水的均勻快速混合。
水力式混合
水力式混合形式很多,在早期的水處理中曾采用過水躍(不容易懂)合和跌水混合,它們都是將藥劑加至水流的漩渦區,利用激烈旋轉的水流達到快速混合。
近些年來,人們研究了各種型式的“靜態混合器”,并得到廣泛的應用。這種混合裝置呈管狀,接在進水的管路上。
管內按設計要求裝設若干個固定混合單元,每一個單元由2~3塊擋板按一定角度交叉組合而成,形式多種多樣,圖1-2給出了一種單元的示意結構。當水流通過這些混合單元時被多次分割和轉向,達到快速混合的目的。它有結構簡單、安裝方便等優點。

(4)機械混合
機械混合是利用電動機驅動螺旋器或漿板進行強烈混合,通常在10s~30s以內完成。一般認為螺旋器的效果比漿板好,因為漿板容易使整個水流隨漿板一起轉動,混和效果較差。
2.泥渣循環型澄清池
(1)機械攪拌澄清池
機械攪拌澄清池是一種泥渣循環型澄清池,池體由第一反應室、第二反應室和分離室三部分組成,見圖1-3。
這種澄清池的工作特點是利用機械攪拌葉輪的提升作用來完成泥渣的回流和接觸絮凝。
原水由進水管進入環形三角配水槽內混合均勻,然后由槽底配水孔流入第一反應室,在此與分離室回流泥渣混合,混合后的水再經葉輪提升至第二反應室繼續反應以形成較大的絮粒,第二反應室設有導流板,以消除因葉輪提升作用所造成的水流旋轉,使水流平穩地經導流室流入分離室沉降分離,分離區的上部為清水區,清水向上流入集水槽和出水管。
分離室的下部為懸浮泥渣層,少部分排入泥渣濃縮器,濃縮至一定濃度后排出池外。混凝劑一般加在進水管中,絮凝劑加在第一反應室。

1—進水管;2—環形進水槽; 3—第一反應室; 4—第二反應室; 5—導流室; 6—分離室;
7—集水槽;8—泥渣濃縮室;9—加藥管;10—攪拌葉輪; 11—導流板;12—傘形板
(2)水力循環澄清池
水力循環澄清池也是一種泥渣循環型澄清池,其基本原理和結構與機械攪拌澄清池相似,只是泥渣循環的動力不是采用專用的攪拌機,而是靠進水本身的動能,所以它的池內沒有轉動部件。
由于它結構簡單,運行管理方便、成本低,適宜處理水量為50~400m3/h,進水懸浮物含量小于2000mg/L,高度上很適宜與無閥濾池相配套,因此在火電廠水處理中應用較多。
水力循環加速澄清池主要由進水混合室(噴嘴、喉管)、第一反應室、第二反應室、分離室、排泥系統、出水系統等部分組成,見圖1-4。原水由池底進入,經噴嘴高速噴入喉管內,此時在喉管下部喇叭口處造成一個負壓區,高速水流將數倍于進水量的泥渣吸入混合室。
水、混凝劑和回流的泥渣在混合室和喉管內快速、充分混合與反應。混合后的水的流程與機械加速澄清池相似,即由第一反應室→第二反應室→分離室→集水系統。從分離室沉下來的泥渣大部分回流再循環,少部分泥渣進入泥渣濃縮室濃縮后排出池外。
噴嘴是水力循環澄清池的關鍵部件,它關系到泥渣回流量的大小。泥渣回流量除與原水濁度、泥渣濃度有關外,還與進水壓力、噴嘴內水的流速、喉管的管徑等因素有關。運行中可調節噴嘴與喉管下部喇叭口的間距來調整回流量。調節的方法為:①利用池頂的升降機構使喉管和第一反應室一起上升或下降,②在檢修期間更換噴嘴。

1—混合室;2—噴嘴; 3—喉管; 4—第一反應室; 5—第二反應室; 6—分離室;
7—環形集水槽;8—穿孔集水管;9—污泥斗;10—傘形罩; 11—進水管;12—排泥管
(3)澄清池的運行管理
a.運行前的準備工作
檢查池內設備的空池運行情況。
進行原水的燒杯試驗,取得最佳混凝劑和最佳投藥量。
b.啟動運行
盡快達到所需泥渣濃度:使進水量為設計出水量的1/2~2/3,適當加大投藥量(約正常計量的1~2倍),減小第一反應室的提升水量。
在泥渣形成過程中,逐步提高泥渣回流量。
在形成泥渣過程中,應定期取樣測定池內各部位的泥渣沉降比,若第一反應室和池底部泥渣沉降比逐步提高(此句不通!),則表明泥渣層在2~3h后即可形成,可逐步減少加藥量。若發現泥渣比較松散、絮凝體較小或原水水溫和濁度較低,可適當向池內投加粘土促使泥渣層盡快形成。
當泥渣層形成后,出水濁度應達到設計要求:將加藥量減至正常值,然后逐漸加大進水量,每次增加水量不超過額定水量的20%,間隔不得低于1h。
當泥渣面達到規定高度時,應進行排泥,使泥渣層高度穩定。為使泥渣保持最佳活性,一般控制第二反應室泥渣沉降比在5min內控制10%~20%。
c.正常運行
澄清池應保持穩定的加藥量和合格的出水質量,應每隔2~4h記錄一次進水流量、壓力,測定一次進、出水濁度,pH值及各部位泥渣沉降比。
澄清池的負荷應穩定,不宜大幅度波動。
進入澄清池的水應無空氣,以避免由于空氣的擾動而影響澄清池的出水質量。
當澄清池需要提高(或降低)負荷運行時,每次增加水量不超過額定水量的20%,間隔不得低于0.5h
澄清排泥一般每天排放1~2次,排泥時間不宜過長,以免活性泥渣排出太多,影響澄清池的正常運行。
當澄清池停運8~24h重新啟動時,因泥渣處于壓實狀態,所以應先從底部排出少量泥渣,并控制較大的進水量和加藥量,使底部泥渣松動、活化后,然后調整出力至設計值2/3左右運行,待出水水質穩定后,再逐漸降低加藥量,加大進水負荷至正常進水量運行。
d.運行中的故障處理
當清水區出現細小絮凝體、出水水質渾濁、第一反應室絮凝體細小、反應室泥渣濃度變小時,都可能是由于加藥量不足或原水濁度太低造成的,應隨時調整加藥量或投加助凝劑。
當分離室泥渣層逐漸上升、出水水質變壞、反應室泥渣濃度增高、泥渣沉降比達到25%以上、或泥渣斗的沉降比超過80%以上時,都可能是由于排泥量不足,應縮短排泥周期,加大排泥量。
清水區出現絮凝體明顯上升,甚至出現翻池現象,可能有以下幾種原因:日光強烈照曬,造成池水對流;進水量超過設計值或配水不均勻造成偏流;投藥中斷或排泥不適;進水溫度突然上升。應需要根據不同原因進行調整。
單分散二氧化硅膠體顆粒在理論研究以及先進工業制造中有著廣泛且不可替代的應用。雖然借助傳統的溶膠-凝膠法在實驗室層面上已經可以實現不同粒徑單分散二氧化硅膠體顆粒的小批量制備,但是這些實驗室成果向工業化大......
混凝試驗混凝過程是一個比較復雜的物理化學過程,影響混凝效果的因素很多。對某一具體水質或水處理工藝流程,通常根據混凝劑的特性及具體情況,先決定采用哪一種混凝劑,然后通過模擬試驗來確定最優混凝條件。模擬試......
混凝試驗混凝過程是一個比較復雜的物理化學過程,影響混凝效果的因素很多。對某一具體水質或水處理工藝流程,通常根據混凝劑的特性及具體情況,先決定采用哪一種混凝劑,然后通過模擬試驗來確定最優混凝條件。模擬試......
混凝澄清處理的主要影響因素因為混凝處理的目的是除去水中的懸浮物,同時使水中膠體、硅化合物及有機物的含量有所降低,所以通常以出水的濁度來評價混凝處理的效果。因為混凝澄清處理包括了藥劑與水的混合,混凝劑的......
投加化學藥劑(混凝劑)使得膠體分散體系脫穩和凝聚的過程稱為化學混凝。在混凝過程中,含有微小懸浮微粒和膠體雜質被聚集成較大的固體顆粒,使顆粒性的雜質與水分離的過程,稱為混凝澄清處理。1.混凝澄清處理的機......
Pickering乳液是一類特殊的乳液,該乳液的制備不需要加入表面活性劑,而是采用具有特定親疏水性的膠體顆粒作為乳液穩定劑,通過對顆粒性質及油水相參數的調節,可以得到由膠體顆粒穩定的乳液。并且,對膠體......