混凝浑液面沉速与混凝剂投加量的关系
影响混凝的因素之颗粒浊度、混凝剂投加量的影响
一、PH的影响 浊度颗粒浓度过低，颗粒的碰撞几率越低，为提高混凝 效果，通常ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ投加混凝剂的同时投加高分子助凝剂，从 而提高颗粒的碰撞几率
二、投加量的影响 对于无机盐混凝剂要求形成能有效压缩双电层的或产生 强烈电中和作用的形态，对于有机高分子絮凝剂，则要 求有合适的官能团和聚合结构，较大的分子量。 一般来说，混凝效果随混凝剂的投加量增加而提高，但 是当混凝剂的投加量到达一定值后，混凝效果达到顶峰， 再增加混凝剂的投加量效果反而下降，，
二、水力条件水温影响 混凝的过程可以分为的是快速混合和絮凝反应的两个阶 段。由于混凝剂投加到水里面，水解形态快速发生变化， 一般均匀快速的混合到原水中，使得胶体颗粒脱稳凝 聚，，快速混合要求快速而剧烈的水力或者机械搅拌的 作用，而且在短时间内完成一般几秒至一分钟完成，至 多不超过2分钟。 进入絮凝阶段后，要求已脱稳的胶体颗粒，通过异向絮 凝和同向絮凝的方式逐渐增大成具有良好的沉降性能的 絮凝体 因此絮凝的搅拌强度和水流速度应随着絮凝体的增大而 逐渐降低，避免已聚集的絮凝体被打碎而影响混凝沉淀 的效果。
水污染控制工程实验讲义
水污染控制工程实验讲义《环境工程》教研组编徐州师范大学化学化工学院实验一混凝实验主题词：混凝混凝剂投药量主要操作：搅拌测定浊度一、实验目的分散在水中的胶体颗粒带有电荷，同时在布朗运动及其表面水化膜作用下，长期处于稳定分散状态，不能用自然沉淀法去除。
向这种水中投加混凝剂后，可以使分散颗粒相互结合聚集增大，从水中分离出来。
由于各种原水有很大差别，混凝效果不尽相同。
混凝剂的混凝效果不仅取决于混凝剂投加量，同时还取决于水的PH、水流速度梯度等因素。
通过本实验希望达到下述目的：（1）观察混凝现象及过程，了解混凝的净水机理及影响混凝的重要因素；（2）掌握求得某水样最佳混凝条件（投药量、pH）的基本方法。
二、实验原理水中粒径小的悬浮物以及胶体物质，由于微粒的布朗运动，胶体颗粒间的静电斥力和胶体的表面作用，致使水中这种浑浊状态稳定。
化学混凝的处理对象主要是废水中的微小悬浮物和胶体物质。
根据胶体的特性，在废水处理过程中通常采用投加电解质、不同电荷的胶体或高分子等方法破坏胶体的稳定性，然后通过沉淀分离，达到废水净化效果的目的。
关于化学混凝的机理主要有以下四种解释。
1、压缩双电层机理当两个胶粒相互接近以至双电层发生重叠时，就产生静电斥力。
加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力将部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。
由于扩散层减薄，颗粒相撞时的距离减少，相互间的吸引力变大。
颗粒间排斥力与吸引力的合力由斥力为主变为以引力为主，颗粒就能相互凝聚。
2、吸附电中和机理异号胶粒间相互吸引达到电中和而凝聚；大胶粒吸附许多小胶粒或异号离子，ξ电位降低，吸引力使同号胶粒相互靠近发生凝聚。
3、吸附架桥机理吸附架桥作用是指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的现象。
4、沉淀物网捕机理当采用铝盐或铁盐等高价金属盐类作凝聚剂时，当投加量很大形成大量的金属氢氧化物沉淀时，可以网捕、卷扫水中的胶粒，水中的胶粒以这些沉淀为核心产生沉淀。
PAM助凝剂投加试验总结
PAM助凝剂投加试验总结郭桥摘要：本文对聚丙烯酰胺作为助凝剂在水厂处理闽江原水的生产试验进行了总结，并评价其经济效益，验证了PAM作为助凝剂的理论依据的正确性。
关键词：聚丙烯酰胺、助凝剂、低浊、高浊、浊度、投率、沉淀、矾花、投药成本福州市西区水厂于2005年元月起进行了的PAM助凝剂投加的生产性实验，总结如下：1.聚丙烯酰胺助凝原理聚丙烯酰胺含有高活性的亲水基团—酰胺基，常能吸附在悬浮固体颗粒表面。
在所吸附的颗粒间架桥连接，把分散的细小颗聚集成大絮团。
水解后的聚丙烯酰胺增加了其伸展性，有利于发挥吸附加桥和网捕作用。
对于低温低浊度水处理，由于水黏度大，絮体沉降性能差，造成单独投加混凝剂时投加量增大，此时加入聚丙烯酰胺助凝剂能增大絮体尺寸、提高脱稳时的有效碰撞效率，增加絮体密度，从而提高沉速，减少混凝剂用量，以往聚丙烯酰胺常用在高浊度水的预沉处理，因为高浊度水中的胶体有机物大量吸附在泥沙颗粒表面，常常只需投加PAM将泥沙絮凝即可去除大量的有机物，而不一定需要投加混凝剂。
聚丙烯酰胺助凝剂与混凝剂投加顺序和投加位置有所不同。
混凝剂要求在快速混合之前投加，投加后快速混合。
助凝剂则应投加在反应阶段，来协助絮体成长。
2.PAM助凝剂在处理闽江原水时的情况闽江低浊度原水期间PAM助凝剂生产性投加试验情况汇总表1当原水中投加的混凝剂量6~8公斤/千吨时，由于杂质颗粒少，脱稳不好，混凝效果不佳，即使投加少量PAM 助凝剂，絮凝效果仍较差；当PAM 投率提高到0.15公斤/千吨以上时，PAM 的吸附架桥和网络捕捉作用明显。
当混凝剂投率加大到基本足量，即9~11公斤/千吨，脱稳较充分时，少量投加PAM 即可产生较好的助凝作用。
随着原水浊度的上升，水中杂质颗粒数量增加，碰撞机率提高，混凝剂投率反而可略微降低。
2005年5月中旬起，闽江原水浊度升至近300NTU ，6月闽江瀑发洪水，浊度升至560NTU 。
闽江洪水期间PAM 助凝剂生产性投加试验情况汇总表2以上生产试验表明，原水浊度愈高，PAM 的吸附架桥及网捕作用愈强，与未加PAM 对照组相比，PAC 投率增速明显较缓。
水处理实验问答题
实验一活性炭吸附实验1.间歇吸附和连续流吸附相比，吸附容量qₑ和Nₒ是否相等？怎样通过实验求出Nₒ值？答：间歇吸附指定量的吸附剂和定量的溶液经过长时间的充分接触而达到平衡。
间歇吸附平衡的测定方法有：(1)保持气相的压力不变，经过一段时间吸附后，测定气体容积减少值的容量法；(2)吸附剂和气体充分接触，测定吸附剂重量增加值的重量法2.通过本实验、你对活性炭吸附有什么结论性意见？本实验如何进一步改进？答：通过本实验，可以得出结论:在一定程度内，吸附作用的去除率随着吸附剂的增加而增大，当到达某一个值时，去除率的增大不再明显，我对活性炭吸附的意见是:找到那个转折点，尽可能的保障投入有效。
实验二混凝实验1.根据最佳投药量实验曲线，分析沉淀水浊度与混凝剂加注量的关系答：在一定范围内，混凝效果随混凝剂的投加量增加而增大，超过一定剂量时，效果反而减小。
2.本实验与水处理实际情况有哪些区别？如何改进？答：（1）水环境的温度因素没有考虑进去，需多设一个因素（2）水平梯度跨越过大，可能最佳条件在梯度中间值。
可在两个最佳条件范围内再设细分梯度，进行试验（3）实际环境中污水的污染物质种类多样，不单单是土壤颗粒，所以最好的水样，应该取自污水处理厂处理前的水。
实验三压力溶气气浮实验1.气浮法与沉淀法有什么相同之处？有什么不同之处？答：（1）两者都是污水初期处理的物理方法。
用来去除污水中的悬浮固体。
（2）气浮法通过向池内鼓气，使憎水的悬浮颗粒与气泡相吸附结合，使其整体密度变小，上浮，再通过刮渣机除去。
沉淀法是通过悬浮颗粒的自由沉淀和絮凝作用，在重力作用下下沉。
从而与水分离，沉入下层。
实验四曝气设备充氧能力的测定1.试比较不同的曝气方式，你认为哪一种比较好？答：2.比较数据整理方法，哪一种误差小些？答：3.Cs值偏大或偏小对实验结果的影响如何？答：Cs值偏大或者偏小，实验结束的时间与实质上的时间不一样，氧的总传递系数会有误差，设备的充氧能力有偏差。
30时絮凝效率-混凝剂投加量曲线概要
图1 30℃时絮凝效率－混凝剂投加量曲线图1可以看出，在30℃而且含油污泥pH值由于工艺等原因偏酸性的环境下，三种无机混凝剂絮凝效果由高到低依次为：PAC＞Al2(SO4)3＞FeCl3，其最佳投入量都在2500mg/L附近，三氯化铁最佳投入量在2000mg/L附近首先达到。
由图一还可以看出，三种混凝剂都有最佳投入量，超过了用量絮凝效率反而会下降，这是由于随着铝铁盐絮凝剂过量使用，会使颗粒表面带上正电荷，使体系重新稳定，从而造成絮凝效率降低。
图2 不同温度下絮凝效率－聚合氯化铝投加量曲线由图2可以看出，对于PAC，由于是聚合盐混凝剂，前已述及，由于产品是在制备阶段已经按比例进行了水解和聚合，因而能在溶于水后，直接提供起混凝作用的活性络离子，而受温度影响较小，其温度适应范围比较广。
所以图2的三条曲线比较接近。
图3 不同温度下絮凝效率－精制硫酸铝投加量曲线图3所示的Al2(SO4)3起混凝作用的适意温度范围在20～40℃。
在低于20℃时，混凝效果很差。
这是由于温度过低Al2(SO4)3水解缓慢，生成的絮体细碎松散，不易沉降。
在30℃和40℃两种温度下絮凝效率随温度升高而提高，但是两者相差不是很大。
图4 不同温度下絮凝效率－三氯化铁投加量曲线图4中显示FeCl3的絮凝效率基本上不受温度的影响，三条曲线极为接近。
图4－5 不同温度下絮凝效率－硫酸投加量曲线由图5可以看出，在低温的环境下，含油污泥体系的粘度比较大，由于乳化液的稳定性与含油污泥颗粒界面粘度成正比的，所以在15℃低温环境下，破乳效果不理想。
随着温度的提高，含油污泥体系的粘度随之降低，硫酸的破乳效果提高很快，在硫酸加入量为4×103mg.L-1 时，絮凝效率甚至达到了45％左右。
这说明随着温度的继续增高，有可能因为某种还未明了的作用机理，使单独加入硫酸即可实现污泥调质和回收污油的目的。
由以上图表的分析，我们提出了简单易行，但油、泥、水分离效果很好的加酸加热破乳方案，通过严格控制一定的最佳温度和其他反应条件，达到了令人满意的效果。
保证絮凝反应的两个基本控制参数
保证絮凝反应的两个基本控制参数在水处理领域，絮凝反应是一种常见的处理方法，用于去除水中的悬浮物和浑浊物质。
为了确保絮凝反应的高效进行，有两个基本控制参数至关重要，它们分别是絮凝剂的投加量和搅拌速度。
让我们来谈谈絮凝剂的投加量。
絮凝剂是用于凝聚水中微小悬浮颗粒的化学物质，常用的絮凝剂包括硫酸铝、聚合氯化铝和聚丙烯酰胺等。
絮凝剂的投加量对絮凝反应的效果有着至关重要的影响。
投加量过少会导致絮凝剂不能完全覆盖水中的微小颗粒，导致絮凝效果不佳；而投加量过多则会造成絮凝剂的浪费，增加处理成本。
要确保絮凝反应的高效进行，我们需要根据水质和处理目标来合理确定絮凝剂的投加量。
搅拌速度也是保证絮凝反应高效进行的另一个基本控制参数。
搅拌速度影响着絮凝剂与水中悬浮颗粒的混合均匀程度，过低的搅拌速度会导致絮凝剂不能充分与悬浮颗粒接触，影响絮凝效果；而过高的搅拌速度则会使絮凝剂在水中过快地分散，同样影响絮凝效果。
选择适当的搅拌速度对于保证絮凝反应的有效进行至关重要。
在实际操作中，我们可以通过调整絮凝剂的投加量和搅拌速度来优化絮凝反应的效果。
要根据水质和悬浊物质的特点，在不断实践和总结中确定最佳的控制参数。
絮凝反应的两个基本控制参数——絮凝剂的投加量和搅拌速度，是影响絮凝效果的关键因素。
合理控制这两个参数，可以有效地去除水中的悬浊物质，使水质得到改善。
在实际操作中，我们需要结合具体情况，不断探索和优化，以确保絮凝反应的高效进行。
个人观点和理解：对于絮凝反应，我认为控制参数的选择和调整需要结合实际情况，不能生搬硬套。
在水处理过程中，水质和悬浊物质的特点多种多样，因此需要针对不同情况进行精细化调整，以达到最佳的处理效果。
随着科技的进步和理论的不断完善，我相信我们能够在絮凝反应方面取得更大的突破，为水质改善提供更有效的解决方案。
总结回顾：保证絮凝反应的高效进行，关键在于合理控制絮凝剂的投加量和搅拌速度。
这两个基本控制参数的选择和调整，需要根据水质和悬浊物质的特点来进行精细化调整，从而达到最佳的处理效果。
絮凝剂的使用种类和投加量
确定使用絮凝剂的种类和投加剂量絮凝剂的选择和用量应根据相似条件下的水厂运行经验或原水混凝沉淀试验结果，结合当地药剂供应情况，通过技术经济比较后确定。
选用的原则是价格便宜、易得，净水效果好，使用方便，生成的絮凝体密实、沉淀快，容易与水分离等。
混凝的目的在于生成较大的絮凝体，由于影响因素较多，一般通过混凝烧杯搅拌试验取得相应数据。
混凝试验在烧杯中进行，包括快速搅拌、慢速搅拌和静止沉降三个步骤。
投入的絮凝剂经过快速搅拌迅速分散并与水样中的胶粒相接触，胶粒开始凝聚并产生微絮体；通过慢速搅拌，微絮体进一步互相接触长成较大的颗粒。
停止搅拌后，形成的胶粒聚集体依靠重力自然沉降至烧杯底部。
通过对混凝效果的综合评价，如絮凝体沉降性，上清液浊度、色度、pH 值、耗氧量等，确定合适的絮凝剂品种及其最佳用量。
试验用六联搅拌机，它有六个可垂直移动的转轴，其底部位置带有搅拌叶片，叶片尺寸6cm×2cm。
转轴的旋转速度和旋转时间可以预先设定，自动工作。
一般试验按快速搅拌2min，n=300r/min；慢速搅动32min，n=60r/min.试验时在6个1000mL大烧杯中加入IL原水后，分别放在六个转轴的正下方，将转轴下移到底，再在连接在一水平转轴上的6个小玻璃烧杯内，依次加入不同数量的药液，转动水平轴，则小管内的药液同时倒入相应的原水中，然后启动搅拌器使其自动工作。
搅动自动停止后，将叶片从烧杯中缓慢拉起，静置20min，用移液管自水面下约10cm处，吸取水样25ml，用浊度计测量上清液的浊度。
以投药量为横坐标，上清液的剩余浊度为纵坐标，绘制成曲线将不同絮凝剂的效果进行对比，根据除浊效果和综合技术经济多方面因素，选择确定处理这种废水的絮凝剂。
烧杯搅拌试验方法可分单因素试验和多因素试验两种。
试验时要做到所用原水与实际水质完全相同，同时在根据水的PH值、杂质性质等因素确定絮凝剂的种类、投加量、投加顺序，而且试验应该是实际过程的模拟，两者的水力条件（主要是GT值）必须相同或接近。
影响混凝效果的因素
影响混凝效果的因素影响混凝效果的因素很多，以水力条件、PH值、碱度、水温和混凝剂絮凝剂投加量最为主要。
1、水力条件（1）充分的絮凝时间和必要的速度梯度。
非常靠近的两层水流之间的流速差叫速度梯度，用“G”表示。
G值越大，颗粒相互碰撞的几率就越大，混凝效果可以好些。
但G值过大也不好，因为两层水流间的流速相差过大，势必产生较大的剪力，已经絮凝的大矾花由于剪力而破碎且难以再重新组合。
同时，絮凝时间对混凝效果也有很大影响，絮凝时间长则颗粒的碰撞机会就多。
所以包含流速和时间两个因素GT 值能比较全面反应絮凝效果。
（2）混合要快速、充分。
混合是使絮凝剂与原水充分混合均匀的过程，是絮凝和固液分离的前提，通常要求在加药后的极短时间内完成，混合搅拌时间一般为10～30s，最长为120s，适宜的速度梯度G 为500～1000s-1。
混合后，进入反应室（池）前不宜形成大颗粒矾花，否则矾花进入反应室（池）时容易被打碎而难以再絮凝，影响沉淀效果与增加混凝剂的耗用量。
因为混凝剂水解作用的时间极为短促，混凝剂加入水中后是否能以最快的速度同整个原水充分混合，直接关系到混凝效果的好坏。
缓慢、不恰当的混合将导致投药量增加、反应效果不好。
在废水深度处理中，一般要求混合时间为10—60秒。
（3）絮凝池的流速应严格控制，一般要求由大变小。
在较大的流速下，使水中的胶体颗粒发生较充分的碰撞吸附；在较小的流速下，使胶体颗粒能结成较大的絮粒。
反应是使水中杂质颗粒结成大尺寸矾花的过程，要求水流平稳，延续时间也较长。
反应池的平均速度梯度G一般为10～60s-1，水流速度为15～30mm/s，反应时间为15～30min，并控制GT值在104～105范围内。
通常反应池与固液分离设施合建或相距很近。
2、PH值水的PH值对混凝效果的影响程度，视混凝剂品种而异。
对硫酸铝而言，用以去除浊度时，最佳PH值在6.5~7.5之间；用以去除色度时，最佳PH值在4.5~5.5之间。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
混凝浑液面沉速与混凝剂投加量的关系
混凝沉淀是黄河高浊度水处理常用的方法。
提高浑液面沉速，节约药剂(pam)的投加量达到多出清水是高浊度水处理的主要目标。
然而混凝过程极其复杂，影响浑液面沉速的因素有高浊度水的性质、pam投加量、速度梯度c、搅拌时间t等。
因为高浊度水自然沉淀沉速与原水的性质密切相关。
在实际处理一定组成的高浊度水时，可以借助实验得到的经验关系，根据浑液面的自然沉速以及所希望达到的浑液面沉速来确定pam的投加量。
本文先采用正交实验的方法确定混凝过程的混合、反应的最佳水力条件，然后在此基础上研究浑液面沉速与pam投加量及高浊度自然沉速之间的关系。
1实验方法
1.1自然沉降实验
高浊度水采用郑州上街段黄河泥沙配制而成。
试验过程中所有水样水温15±1℃。
用nsy-1光电颗分仪测泥沙粒度，其当量直径dm由下式计算：
dm=1/(∑(△pi/di))
式中di颗粒粒径，pi粒径di颗粒占所有颗粒质量百分数。
选出dm相近的几组水样用比重瓶测定其含沙量，以cw(kg/m3)表示。
然后用直径62mm，高500mm，有效体积1500ml的自制
沉降筒做静置沉降实验，根据沉降曲线求得等速沉降段混液面沉降速度作为自然沉速，以从(mm/s)表示。
试样的含沙量cw，浑液面自然沉速u0，当量直径dm，
1.2加药混凝实验
实验所选的药剂为江苏南天生产的阳离子型pam，阳离子度30%，配制成0.5%溶液。
取1.5l上述配制的水样置于2l的烧杯中，以600r/s的转速搅拌5min，然后投加pam，再调整转速和时间确定混凝的水力条件：笔者通过对搅拌速度。
搅拌时间、pam投加量做正交实验得出具有最大浑液面沉速时的最佳的速度梯度与搅拌时间乘积，即(ct)umax为2180，这与崔俊华验证的(ct)umax为1900-20XX 年相近。
在此基础上每次取1.5l上述配制的水样置于2l的烧杯中，先以600r/s转速搅拌5min，然后投加不同量pam，以d(mg/l)表示pam投加量，达到要求的ct值(2180)混凝后，缓慢注入沉降筒做沉淀实验，测定浑液面沉速(同自然沉速测定方法)，以u(mm/s)表示。
同时把拟合的浑液面的沉速以u计算(mm/s)表示，结果如表2。
2试验结果分析
研究表明，在高浊度水处理中，自然沉速uo、pam投加量d与泥沙颗粒总表面积及含量有如下关系：
u0=f2(得出最佳s0，cw)，d=f1(s0，cw)
式中s0质量比表面积，m2/kg。
于是可以推测u0与d有相关性。
而高浊度水混凝浑液面沉速不仅与含沙量有关，而且与颗粒因素有关。
用uo可以部分地表征高浊度水的颗粒因素(从表1也可反映出来)，从而在实际处理一定组成的高浊度水时可以借助试验得到的经验关系，根据浑液面自然沉速以及所期望达到的浑液面沉速来确定pam的投药量。
分析表2中试样6-10以及14-18在该两种泥沙颗粒组成下投药量与浑液面沉速表现出明显的相关性。
如图1，图2所示(其中у表示logu，x表示logd)。
综合含沙量和u0于是可以假定logu=k1loguo+k2logc+k3logd+k4进行线性回归，求得经验式。
通过matlab编程运算，得出k1=0.82，k2=-1.532，k3=1.732,k4=1.849
总偏差s总=2.245，s回=2.228，s残=0.198，f=71.12，当置信度α=0.01时，查f分布表，f0.01(3，19)=5.01。
而f=71.12f0.01(3，19)=5.01，可见回归方程是显著的。
计算得出的浑液面沉速和相对误差见表2。
3结论
在大量的实验数据基础卜进行回归分析，得出在黄河高浊度水处理中混凝浑液面沉速由下式计算：
logu=0.821loguo+1.732logd-1.532logc+1.849，具有较高的置信度。
这可为高浊度水处理构筑物设计和参数选取提供一定的依据;同样在给定产水量的情况下，为达到预定的浑液面沉速此式也可作为投药量的参考。