污水处理过程中混凝剂混凝机理
污水处理中的混凝技术及应用
混凝剂的种类与作用机理
无机混凝剂
如铁盐、铝盐等，通过离子交换或双电层压缩使胶体脱稳。
有机混凝剂
如聚丙烯酰胺等，通过高分子链的吸附架桥使胶体脱稳。
混凝过程的影响因素
pH值
pH值对混凝效果有显著影响，通常 需要通过调节pH值使混凝剂发挥最 佳效果。
详细描述
针对不同工业废水，通过选择合适的混凝剂和工艺参数，混凝技术可以有效去除 废水中的重金属离子、油类物质、有机物、悬浮物等污染物，为后续的生物处理 或深度处理创造有利条件。
河道湖泊治理
总结词
河道湖泊治理是保护水环境的重要措施，混凝技术在此领域的应用有助于改善水体质量，恢复生态功 能。
详细描述
通过向河道湖泊中投加混凝剂，使水体中的悬浮颗粒和胶体物质脱稳并聚集，再通过自然沉淀或人工 清淤将其从水体中去除，从而降低水体浊度、改善水质。同时，对于富营养化的水体，混凝技术还可 以通过去除磷、氮等营养盐来控制藻类生长。
污水处理中的混凝技术及应 用汇报人：可编辑 2024-01-04
目录
• 引言 • 混凝技术基本原理 • 污水处理中的混凝技术应用 • 混凝技术的优缺点及改进方向 • 实际案例分析 • 未来展望
01
引言
研究背景
污水处理的重要性
随着工业化和城市化的快速发展 ，污水排放量不断增加，对环境 造成严重污染。为了保护生态环 境和人类健康，污水处理成为一
总结词：高效稳定
详细描述：该生活污水处理厂采用混凝技术处理污水，通过投加混凝剂，使污水 中的悬浮物和胶体物质迅速凝聚成大颗粒絮体，后续通过沉淀或过滤达到净化效 果。该技术的应用使得出水水质稳定达到排放标准，且运行成本较低。
水处理混凝工艺原理
水处理混凝工艺原理1、混凝的定义向原水中投加混凝剂，破坏水中胶体颗粒的稳定性，通过胶粒间以及其他微粒的互相碰撞和聚焦，形成易于从水中分离的絮状物质的过程，称为混凝。
混凝是去除天然水中浊度的最主要的方法。
水中浊度是由细微悬浮物所造成的，分散度处于胶体状态时将产生最大的光散射，因而胶体物质是形成浊度的主要因素。
混凝也是去除天然色度的重要方法。
水中天然色度来源于腐败的有机植物，主要是土壤中所含的腐殖质。
腐殖质是成分十分复杂的物质，分子量从几百到数万。
有一部分天然色度属于高分子真溶液，但投加混凝剂可以使天然色度分子与铝或铁形成难溶的络合物，或者是通过混凝剂带的正电荷的水解产物与色度分子的负电荷中和而形成凝絮。
混凝对某些无机物和某些有机污染物，也有一定的去除效果。
水中的铁、硅可以以有机物、亚铁盐的形式，也可以胶体络合物的形式存在于水中。
当以胶体形式存在时，可以用混凝的方法去除。
如上海黄浦江原水总硅量约16.8毫克/升，溶解性硅为5.6毫克/升，采用混凝-沉淀-过滤处理后，总硅量可降到6.7毫克/升。
如果用加强混凝的方法，胶体硅可下降到0.2-0.4毫克/升。
生活饮用水中规定的十种无机物和重金属污染，除了硝酸盐和氟化物外，混凝对常见八种重金属污染都有一定的去除效果。
2、混凝过程混凝常见分为凝聚和絮凝两个阶段。
胶体颗粒具有十分巨大的比表面积，胶核表面的电位离子吸收相反的离子，形成内外两个电离层。
胶体核心外是扩散层和吸附层，当同号电荷颗粒接近到扩散层时同电荷会产生斥力，这是胶体颗粒不会聚集的主要原因。
当原水投加混凝剂时，随着采用混凝剂的品种、投加量、胶体颗粒的性质以及介质环境温度等多种因素发生以下变化：⑴压缩扩散层。
当向水中投加电解质盐类时，水中的离子浓度增加，扩散层厚度减少。
⑵吸附和电荷中和。
当采用铝盐或铁盐作为混凝剂时，随着pH 值的不同，会有不同的水解产物。
当pH较低时，带正电荷。
与多数为负电荷的胶体（胶核）颗粒起中和作用，从而导致颗粒相互聚集。
水处理的混凝工艺原理
水处理混凝原理1、混凝定义向原水中投加混凝剂，破坏水中胶体颗粒的稳定性，通过胶粒间以及其他微粒疸的互相碰撞和聚焦，形成易于从水中分离的絮状物质的过程，称为混凝。
混凝是去除天然水中浊度的最主要的方法。
水中浊度是由细微悬浮物所造成的，分散度处于胶体状态时将产生最大的光散射，因而胶体物质是形成浊度的主要因素。
混凝也是去除天然色度的重要方法。
水中天然色度来源于腐败的有机植物，主要是土壤中所含的腐殖质。
腐殖质是成分十分复杂的物质，分子量从几百到数万。
有一部分天然色度属于高分子真溶液，但投加混凝剂可以使天然色度分子与铝或铁形成难溶的络合物，或者是通过混凝剂带的正电荷的水解产物与色度分子的负电荷中和而形成凝絮。
混凝对某些无机物和某些有机污染物，也有一定的去除效果。
水中的铁、硅可以以有机物、亚铁盐的形式，也可以胶体络合物的形式存在于水中。
当以胶体形式存在时，可以用混凝的方法去除。
如上海黄浦江原水总硅量约16.8毫克/升，溶解性硅为5.6毫克/升，采用混凝-沉淀-过滤处理后，总硅量可降到6.7毫克/升。
如果用加强混凝的方法，胶体硅可下降到0.2-0.4毫克/升。
生活饮用水中规定的十种无机物和重金属污染，除了硝酸盐和氟化物外，混凝对常见八种重金属污染都有一定的去除效果。
2、混凝过程混凝常见分为凝聚和絮凝两个阶段。
胶体颗粒具有十分巨大的比表面积，胶核表面的电位离子吸收相反的离子，形成内外两个电离层。
胶体核心外是扩散层和吸附层，当同号电荷颗粒接近到扩散层时同电荷会产生斥力，这是胶体颗粒不会聚集的主要原因。
当原水投加混凝剂时，随着采用混凝剂的品种、投加量、胶体颗粒的性质以及介质环境温度等多种因素发生以下变化：⑴压缩扩散层。
当向水中投加电解质盐类时，水中的离子浓度增加，扩散层厚度减少。
⑵吸附和电荷中和。
当采用铝盐或铁盐作为混凝剂时，随着PH值的不同，会有不同的水解产物。
当pH较低时，带正电荷。
与多数为负电荷的胶体（胶核）颗粒起中和作用，从而导致颗粒相互聚集。
混凝的机理
混凝的机理混凝是一种常用的水处理技术，广泛应用于污水处理、自来水处理、工业废水处理等领域。
混凝的目的是通过添加混凝剂使悬浮在水中的颗粒物聚集成较大的团簇，便于后续的沉淀或过滤，从而达到水的净化和澄清的目的。
本文将从混凝剂的种类、作用机理、影响因素等方面介绍混凝的机理。
一、混凝剂的种类混凝剂是混凝过程中最关键的因素之一，根据其化学成分和作用机理，可以将混凝剂分为以下几类：1. 无机混凝剂：主要包括铁盐、铝盐、钙盐等。
其作用机理是通过电化学反应或水解反应产生氢氧化物或氢氧根离子，使悬浮颗粒带有正电荷或负电荷，从而发生凝聚作用。
2. 有机混凝剂：主要包括聚合物、界面活性剂等。
其作用机理是通过分子间的吸引作用，使颗粒物和混凝剂形成复合物，从而发生凝聚作用。
3. 天然混凝剂：主要包括淀粉、蛋白质等。
其作用机理是通过分子间的吸引作用和空间位阻作用，使颗粒物和混凝剂形成复合物，从而发生凝聚作用。
二、混凝剂的作用机理混凝剂的作用机理可以归纳为以下几个方面：1. 电化学作用：无机混凝剂通过电化学反应或水解反应产生氢氧化物或氢氧根离子，使悬浮颗粒带有正电荷或负电荷，从而发生凝聚作用。
2. 吸附作用：有机混凝剂通过分子间的吸引作用，使颗粒物和混凝剂形成复合物，从而发生凝聚作用。
3. 空间位阻作用：天然混凝剂通过分子间的吸引作用和空间位阻作用，使颗粒物和混凝剂形成复合物，从而发生凝聚作用。
4. 铵基作用：有机混凝剂中的铵基可以与悬浮颗粒表面的负电荷形成离子对，从而发生凝聚作用。
5. 桥联作用：有机混凝剂中的分子可以同时与两个或多个颗粒物形成桥式结构，从而发生凝聚作用。
6. 溶胶-凝胶转变作用：混凝剂可以通过溶胶-凝胶转变作用，使悬浮颗粒形成较大的凝胶团簇，从而发生凝聚作用。
三、影响混凝效果的因素混凝过程中，除了混凝剂的种类和作用机理外，还受到以下因素的影响：1. pH值：pH值的变化会影响混凝剂的电荷状态和水解程度，从而影响混凝效果。
混凝剂的作用机理
混凝剂的作用机理
混凝剂是指用于水处理中的一类化学药剂，它们的作用是改变悬浮物
或胶体粒子之间的相互作用，使它们聚集成较大的团簇，并沉淀到水体底部，从而实现水体的净化和固液分离。
混凝剂的作用机理可以归纳为以下
几个方面：
1.破坏表面电荷平衡：水中的悬浮物或胶体粒子通常带有带负电荷，
这使它们相互之间发生排斥，难以聚集成大的颗粒。
混凝剂中的活性物质（如铝盐或铁盐）通过释放阳离子，与粒子表面的带负电荷相互作用，将
粒子表面的电荷中和，破坏了粒子之间的静电排斥力，促使它们聚集成较
大的团簇。
2.形成凝聚剂：混凝剂中的活性物质可以通过与悬浮物或胶体粒子的
表面结合形成凝聚剂，从而使得粒子之间的距离进一步缩短，增大聚集的
可能性。
一些混凝剂，如聚合物，具有多个功能基团，可以与粒子表面多
个位置形成物理或化学结合。
3.增大粒子的有效半径：混凝剂中一些物质在水中的溶解度较低，因
此在加入水中时会发生沉淀反应，产生具有一定分散性的大颗粒物。
这些
颗粒物相互作用，吸附粒子形成较大的凝聚物。
同时，一些水中的溶解性
物质也能通过吸附到粒子表面来增大其有效半径，从而有助于粒子的沉淀。
4.形成胶体状物质：有些混凝剂在水中形成胶体状物质，即胶体颗粒。
这些胶体颗粒可以增大凝聚体的稳定性，有助于胶体粒子之间的相互作用，从而形成更大的凝聚物。
以上是混凝剂的一些作用机理，其中相互作用机制的选择和应用取决
于悬浮物或胶体粒子的特性以及所需的混凝效果。
在实际应用中，一般根
据水体的水质要求选择合适的混凝剂，并通过试验和优化来确定最佳的投加量和混凝条件。
三氯化铁的混凝作用机理
三氯化铁的混凝作用机理
三氯化铁是一种常用的混凝剂，常用于水处理、废水处理等领域。
三氯化铁的混凝作用机理主要有以下几个方面：
1. 简单两化作用：三氯化铁在水中会迅速水解生成羟基氯化铁（Fe(OH)3·HCl）。
羟基氯化铁可以与水中的颗粒物质发生吸附反应，通过物理作用使颗粒物质聚集在一起。
2. 电化学中和作用：三氯化铁存在的Cl-离子可以与水中的碱性离子发生反应，中和溶液中的碱性离子，从而降低水溶液的酸碱度。
这种酸碱度的变化会导致颗粒物质的聚集和沉降。
3. 吸附作用：羟基氯化铁具有一定的吸附能力，可以吸附水中的有机物、重金属离子等污染物，降低水中的浊度和污染物的浓度。
总的来说，三氯化铁的混凝作用机理是通过简单两化作用、电化学中和作用和吸附作用等几个方面的协同作用，使水中的颗粒物质聚集在一起，从而实现快速凝聚和沉淀的过程。
混凝概论及机理
电位＝0，等电状态，实际上混凝不需要电位＝0，只 要使Emax=0即可，此时的k电位称为临界电位。
根据Schulze—Hardy法则（叔采－哈代法则）：浓度相同的电解 质破坏胶体稳定性的效力随离子价数的增加而加大。
凝聚能力离子价数6 （高价电解质压缩胶体双电层的效果远比低价电解质有效。）
[M ] :[M 2 ] :[M 3 ] 1: (1)6 : (1)6 23
混凝概论及机理
概论主要内容
一、混凝的意义 二、混凝对象 三、混凝的概念
一、混凝的意义
混凝剂使用历史：
1637年 我国开始使用明矾净水 1884年 西方才开始使用
混凝的作用：
1. 混凝是水处理的三大传统工艺（混凝、沉淀和过滤）之一； 2. 混凝效果决定后续出水水质以及水处理成本。
混凝的特点
优点：设备简单，操作方便；便于间歇运行，效果好。 缺点：运行费用高； 沉渣量大，处置困难；
硫酸铝絮凝剂使用历史悠久，较为广泛，其混凝机理具有相当的代表性。
硫酸铝Al2（SO4）3·18H2O溶于水后，立即离解出铝离子，通常是以 [Al(H2O)6]3+存在，但接着会发生水解与缩聚反应，形成不同的产物。各 种水解聚合产物的在水处理混凝过程表现出不同的混凝机理。
由此，可以铝盐为例，分析其在中的化学反应，认识其水解聚合形态， 说明各种混凝作用机理。
这些都与胶粒的吸附力有关，绝非只来源于静电力，还来源于范得华力、氢 键及共价键力（多出现在有聚合离子或高分子物质存在时）。
（二）吸附电中和机理
作用过程：指胶核表面直接吸附带异号电荷的聚合离子、高分子 物质、胶粒等，发生电中和，来降低电位。这一点与压缩双电层机理
不同。
在铝盐混凝的过程中，水解的多核羟基络合物主要起吸附电性中和作 用。在水处理中由水合的Al3+产生的单纯的压缩双电层作用甚微。
混凝机理——精选推荐
在以往的混凝研究过程中，絮凝通常被看成一个“黑箱”，将投加多少混凝剂，得到怎样的出水水 质作为研究的重点，而对混凝过程中絮体的成长和结构变化的研究甚少。事实上，絮体的形态 特征与絮体的碰撞频率，沉淀速率等息息相关。将微观的颗粒形态观测与宏观的混凝结果分析
பைடு நூலகம்
结合起来，才能准确定量地描述混凝过程。絮凝主要是指脱稳的胶体或微小悬浮物聚集成大的 絮凝体的过程，通俗来说就是为脱稳的胶体颗粒创造碰撞机会 [10,11] 。如果体系在混凝剂的作 用下已经“脱稳”（颗粒间静电斥力减小到最低），但是颗粒间缺乏相对运动则仍然不能实现聚 沉。因此絮凝实际上是给胶体提供必要的化学或者流体力学条件，使颗粒相互碰撞从而体积变 大与介质分离。布朗运动和颗粒受外力推动产生的运动能够使脱稳的胶体颗粒之间发生碰撞。 这两种运动对应两种絮凝机理，前者称为异向絮凝，后者称为同向絮凝 [12] 。两个胶体颗粒朝 不同方向运动而发生碰撞聚集就是异向絮凝。脱稳的胶体颗粒发生碰撞后体积由小变大，布朗 运动逐渐减弱，如果要使颗粒进一步聚集，则需要外力来推动流体运动，流体再将动力传递给 颗粒，使颗粒间产生同向絮凝。故同向絮凝是指在外力作用下流体运动推动脱稳的胶体颗粒， 使所有颗粒朝着一个方向运动，碰撞聚集而产生絮凝现象 [13] 。在经过复杂的理论计算后，异 向絮凝和同向絮凝的速度大小取决于粒子直径，当粒径在0.1µm以下时，同向絮凝基本上不起作 用，所以一般认为同向絮凝在时间上不可能发生在异向絮凝之前。胶体颗粒聚集成絮状沉淀并 逐渐沉淀，悬浮的固体颗粒在溶液中受重力而下沉的现象就是沉降。对于球形颗粒，Stokes公 式给出沉降速度计算方法 [14] ：
式中r是颗粒半径，ρ和ρ0 分别为颗粒和介质的密度，g是重力加速度。从公式可以看出，沉降 的速度与颗粒的大小有关。当颗粒的粒径在10微米以上时，自然沉降即可实现分离；但颗粒粒 径过小时沉降需要更长时间，所以必须利用絮凝使之结合为较大的微粒。
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污水处理过程中混凝剂混凝机理
混凝的过程即向水中投加混凝剂，使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集成较大，直至能自然沉淀。
混凝法是污水处理中最常用的方法，可以用来降低污水中的浊度和色度，去除多种高分子有机物，某些重金属和放射性物质等。
1.混凝示意图
2.混凝剂分类和混凝剂种类
3.混凝剂举例
混凝原理
根据DLVO理论(DLVO theory)，粒子要互相聚集在一起,必须克服一定的势垒，通过投加高价态正电荷离子的电解质时，高价态正离子通过静电引力进入到胶粒表面，置换出原来的低价正离子，这样双电层仍然保持电中性，但正离子的数量却减少了，也就是胶粒双电层的厚度变薄，胶体颗粒滑动面上的ξ电位降低。
通过降低表面电势从而降低势垒高度，当ξ电位接近为零时，甚至不能形成势垒，这时，胶粒的聚沉就是必然的。
4.电位图
混凝剂对水中胶体粒子混凝作用
5.吸附架桥
当高分子物质投入过多会产生“胶体保护”作用。
高分子物质投入过少，胶粒间不能形成架桥，只能被单个分子吸附。
6.胶体保护
一、吸附-电性中和
胶粒表面通过吸附带异号的离子、胶粒、高分子等物质降低自身的电势，从而使胶粒更易于聚沉。
下面通过投加低分子电解质硫酸铝[Al2(SO4)3]作混凝剂为例来进行说明。
①将硫酸铝[Al2(SO4)3]
投入污水中，首先在污水中离解，产生Al3+和SO42-。
Al2(SO4)3→
2Al3++3SO42-，Al3+是高价阳离子，通过带负电荷胶粒吸引发生电性中和降低负电荷胶粒的电势，使ξ电位降低，削弱了静电斥力，当再次相互碰撞时凝聚成较大的颗粒而沉淀。
②Al3+在水中最终生成Al （OH）3胶体Al3++3H2O--Al（OH）3+3H+③Al（OH）3是带电胶体，当pH＞8.2时带正电。
它与污水中带负电的胶粒互相吸引，凝结成较大的颗粒而沉淀。
Al（OH）3胶体表面积很大，活性较高，可以吸附污水中悬浮颗粒，使呈散状态的颗粒形成网状结构，称为更粗大的絮凝体（矾花）而沉淀。
二、吸附架桥
不仅带异性电荷的高分子与胶粒具有强烈的吸附作用，不带电甚至与胶粒同性的高分子与胶粒也有吸附作用。
Lamer研究认为：当高分子链的一端吸附了某一胶粒后，另一端又吸附另一胶粒，形成胶粒-高分子-胶粒的链状结构，称为架桥。
三、网捕或卷扫
网捕—卷扫作用主要是一种机械作用。
投加到水中的铝盐、铁盐等混凝剂水解后形成较大量的具有三维立体结构的氢氧化物沉淀，当这些水合金属氧化物体积收缩沉降时，像筛网一样将水中胶体颗粒和悬浊质颗粒捕获卷扫下来。