碱度在水处理中对混凝效果的影响
影响混凝效果的主要因素及混凝剂的选择

影响混凝效果的主要因素及混凝剂的选择一、影响混凝效果的主要因素影响混凝效果的因素比较复杂,其中主要由水质本身的复杂变化引起,其次还要受到混凝过程中水力条件等因素的影响。
1、水质工业废水中的污染物成分及含量随行业、工厂的不同而千变万化,而且通常情况下同一废水中往往含有多种污染物。
因此某一种混凝剂对不同废水的混凝效果可能相关很大。
有些废水中含有表面活性剂或活性染料一类污染物质,通常使用的混凝剂对它们的去除效果也大多不理想。
2、pH值pH值也是影响混凝的一个主要因素。
在不同的pH值条件下,铝盐与铁盐的水解产物形态不一样,产生的混凝效果也会不同。
由于混凝剂水解反应过程中不断产生H+,因此要保持水解反应充分进行,水中必须有碱去中和H+,如碱不足,水的pH值将下降,水解反应不充分,对混凝过程不利。
3、水温水温对混凝效果也有影响,无机盐混凝剂的水解反应是吸热反应,水温低时不利于混凝剂水解。
4.水力学条件及混凝反应的时间把一定的混凝剂投加到废水中后,首先要使混凝剂迅速、均匀地扩散到水中。
混凝剂充分溶解后,所产生的胶体与水中原有的胶体及悬浮物接触后,会形成许许多多微小的矾花,这个过程又称为混合。
混合过程要求水流产生激烈的湍流,在较快的时间内使药剂与水充分混合,混合时间一般要求几十秒至2分钟。
混合作用一般靠水力或机械方法来完成。
二、混凝剂的选择常用的无机盐类混凝剂有机合成高分子混凝剂PAM针对处理某种特定的废水选择适应的混凝剂时,通常由综合以下几方面的考虑来确定。
(1)处理效果好,对希望去除的污染物有较高的去除率,能满足设计要求。
为了达到这一目标,有时需要两种或多种混凝剂及助凝剂同时配合使用。
(2)混凝剂及助凝剂的价格应适当便宜,需要的投加量应当适中,以防止由于价格昂贵造成处理运行费用过高。
(3)混凝剂的来源应当可靠,产品性能比较稳定,并应宜于储存和投加方便。
(4)所有的混凝剂都不应对处理出水产生二次污染。
当处理出水有回用要求时,要适当考虑出水中混凝残余量所造成的轻微色度等影响(例如采用铁盐作混凝剂时)。
工艺方法——水处理中的重点难点问题

工艺方法——水处理中的重点难点问题工艺简介1、降低酸碱耗的主要措施有哪些?(1)保证进水水质;(2)保证再生质量,延长制水量的周期;(3)保证再生液的质量、纯度,严格控制再生操作规程;(4)保证设备运行安全、可靠、正常。
2、胶体能存在于水中的稳定性原因有哪些?(1)胶体表面带电;(2)胶体表面有水位层;(3)胶体表面吸附某些促使胶体稳定的物质。
3、使用助凝剂有何目的?(1)改善絮粒结构,使其颗粒长大,强韧和沉重;(2)调整被处理水的pH值和碱度,使其达到最佳混凝条件,提高混凝效果;助凝剂本身不起混凝作用,但能促进水中杂质的混凝过程。
4、混凝的基本概念?由于水中存在的胶体颗粒是带负电荷,他们间同性相斥,同时又在水中不断做“布朗运动”极为稳定,不易下沉,当加入适量混凝剂后,水中的微小胶体颗粒就能脱稳,产生吸附架桥作用,絮凝成絮状物迅速下沉,这一过程称之为混凝。
5、影响混凝效果的主要因素有哪些?(1)水的pH:如加PAC水解产生Al(OH)3胶体,当pH在6.5-7.5时溶解最小,混凝效果也好;(2)水的碱度:当碱度不足时,混凝剂在水解过程中不断产生H+,使pH值下降,混凝效果也下降;(3)水的温度:当温度低时水的粘度大,水解速度慢,絮粒形成缓慢,且结构松散,颗粒细小不易沉淀;(4)水中杂质的成分:性质和浓度对混凝效果有很大的影响。
6、碳酸化合物在水中存在的形式与PH值有何关系?(1)当pH值≤4.3时,水中只有CO2(游离);(2)当pH值=8.3-4.3时,98%以上的都是HCO3-;(3)当pH值>8.4时,水中没有CO2。
7、锅炉内水处理的目的?(1)防止锅炉本体及附属系统水、汽在运行中积聚沉积物和腐蚀。
提高锅炉的传热传导效益。
(2)确保蒸汽质量,防止汽轮机部件结垢和腐蚀,在保证水质条件下,减少锅炉的排污损失,提高经济效益8、离心泵的工作原理?离心泵是利用叶轮旋转使水产生离心力来工作的,水泵在启动前,必须把泵壳和吸水管都充满水,然后启动电机,使泵轴带动叶轮和水作高速旋转运动,水在离心力作用下甩向叶轮外缘,并汇集到泵壳内,经涡形泵壳的流道而流入水泵的压水管路。
第十至十九章给水处理理论至其他处理方法习题及答案

第⼗⾄⼗九章给⽔处理理论⾄其他处理⽅法习题及答案给⽔⼯程第⼗四章给⽔处理概论P252:1、2、3思考题1.⽔中杂质按尺⼨⼤⼩可分成⼏类?了解各类杂质主要来源特点及⼀般去除⽅法。
2.叙述我国天然地表⽔源和地下⽔源的⽔质特点。
3 了解《⽣活饮⽤⽔卫⽣标准》中各项指标的意义。
4 反应器原理⽤于⽔处理有何作⽤和特点?5 试举出3种质量传递机理的实例。
6 3种理想反应器的假定条件是什么?研究理想反应器对⽔处理设备的设计和操作有何作⽤?7 为什么串联的CSTR型反应器⽐同容积的单个CSTR型反应器效果好?8 混合与返混在概念上有何区别?返混是如何造成的?9 PF型和CMB型反应器为什么效果相同?两者优缺点⽐较。
10 3种理想反应器的容积或物料停留时间如何求得?试写出不同反应级数下3种理想反应器内物料的平均停留时间公式。
11 何谓“纵向分散模型”?纵向分散模型对⽔处理设备的分析研究有何作⽤?1.⽔中杂质按尺⼨⼤⼩可分成⼏类?了解各类杂质主要来源特点及⼀般去除⽅法。
答:(1)⽔中杂质按尺⼨⼤⼩可分成悬浮物、胶体和溶解物三类。
(2)悬浮物的主要来源河中的泥沙、下⾬的藻类物质、⽔中腐殖质、矿物质废渣。
悬浮物的特点悬浮物尺⼨较⼤,易于在⽔中下沉或上浮。
如果密度⼩于⽔,则可上浮到⽔⾯。
易于下沉的⼀般式⼤颗粒泥沙及矿物质废渣,能够上浮的⼀般式体积较⼤⽽密度⼩的某些有机物。
悬浮物去除⽅法:⼤的颗粒通过⾃⾏下沉,⽽粒径较⼩的悬浮物须加混凝剂去除。
(3)胶体的主要来源是粘⼟、某些细菌及病毒、腐殖质及蛋⽩质,⼯业废⽔排⼊⽔体,会引⼊各种各样的胶质或有机分⼦物质和带电的⾦属氢氧化物胶体。
胶体的特点是胶体颗粒尺⼨很⼩,在⽔中长期静置也难下沉,同时胶体还带点并且有的胶体分⼦量很⼤。
胶体去除⽅法是投加混凝剂来去除。
(4)溶解体可分有机物和⽆机物两类;⽆机溶解物主要来源⼯业废⽔排放和矿物质;有机溶解物主要来源于⽔源污染,也有天然存在的,如腐殖质。
影响混凝效果的因素汇总

影响混凝效果的因素汇总水处理中影响混凝效果(药剂投加量)的因素比较复杂,包括水温、pH值和碱度、水中杂质的性质和浓度、外部水利条件等。
下面仅概述几个主要因素。
1、水温水温对药物消耗有明显影响,尤其是冬季水温低对药物消耗影响较大。
通常絮体形成缓慢,颗粒细小疏松。
主要原因是:(1)无机盐混凝剂的水解是吸热反应,低温混凝剂水解困难;(2)低温水的高粘度削弱了水中杂质颗粒的布朗运动强度,减少了碰撞的机会,不利于胶体失稳和凝聚,也影响了絮体的生长。
(3)水温较低时,胶粒的水化作用会增强,阻碍胶粒的凝聚,也影响胶粒间的粘结强度。
(4)水温与水的pH值有关。
水温低时,水的pH值会升高,相应的混凝最佳pH值也会升高。
因此,在寒冷地区的冬季,即使投加大量混凝剂,也很难获得良好的混凝效果。
2、PH值pH值是水是酸性还是碱性的指标,也就是清水中H+浓度的指标。
原水的pH值直接影响混凝剂的水解反应,即当原水的pH值在一定范围内时,混凝效果才能得到保证。
向水中加入混凝剂时,由于混凝剂的水解,水中H+的浓度增加,导致水的pH值降低,阻碍水解。
要使pH值保持在较好的范围内,水中要有足够的碱性物质来中和H+。
天然水中含有一定的碱度(通常是HCO3-),可以中和混凝剂水解过程中产生的H+,缓冲pH值。
当原水碱度不足或混凝剂投量过多时,水的pH值会大大下降,破坏混凝效果。
3、水中SS颗粒的大小和带电情况水中SS颗粒的大小和带电情况会影响混凝效果。
一般来说,粒径小而均匀,其混凝效果差,水中颗粒浓度低,颗粒碰撞的概率小,不利于混凝;当浊度很高时,为了使水中的胶体不稳定,药物用量会大大增加。
当水中有大量有机物时,可被黏土颗粒吸附,从而改变原有胶体颗粒的表面特性,使其更加稳定,这将严重影响混凝效果。
这时候就需要在水中加入氧化剂,起到破坏有机物的作用,提高混凝效果。
水中的可溶性盐也会影响混凝效果。
比如天然水中大量的钙镁离子有利于混凝,而大量的Cl-则不利于混凝。
碱度对混凝效果影响及调节方式浅析

1引言社会经济在快速发展,环境恶化也愈加严重。
水环境作为整个环境系统不可或缺的部分,其污染也尤为突出[1]。
污水处理厂面临着原水水质越来越差和出水水质要求越来越高的的矛盾,因此,污水处理厂急需提高污水处理能力及处理效率。
混凝是提高出水水质的强有力手段,但是,中国北方水体具有较高的碱度,而且受工业污染较严重,传统混凝工艺对有机物的去除效率较低。
在水处理过程中,碱度是影响混凝效果的重要因素之一,因此,研究碱度对混凝的影响以及探析碱度调节方式设置对高碱度废水的处理十分有利[2]。
铝系混凝剂作为应用最为广泛的混凝剂之一,本研究以铝盐混凝剂为研究对象,对此问题进行探究。
2碱度对铝盐混凝剂的影响2.1碱度对铝盐混凝剂混凝效果的影响铝是一种被广泛用于制备各种工程材料和化学试剂的元素,同时,铝也是地壳中含量最多的金属元素,铝及其氧化物常被应用于各个方向的基础性研究。
其中,铝溶液化学经历了一个多世纪的发展,已成为一门涵盖范围非常广的学科,包括电镀、催化、环境、农药、微生物、土壤科学等[3]。
铝是一种典型的两性金属,在不同的pH条件下,铝离子会产生不同的水解形态,与污染物发生复杂多变的化学反应,经历典型的水解—聚合—结晶—沉淀过程去除有机物。
铝系混凝剂主要是利用铝盐在水中的水解形成的不同形态的阳离子发生作用,利用阳离子的电中和作用、原位水解形态的架桥吸附作用以及网捕卷扫作用,使水体颗粒物失稳聚集,最终沉降去除[4]。
碱度主要通过影响铝盐的水解而对混凝过程产生影响。
王东升[5]等人通过研究给出了方程式(1)、(2)所示的铝盐水解过程:x Al3+y H2O+z OH-→[Al x(H2O)y(OH)z]3x-z(1)[Al x(H2O)y(OH)z]3x-z→[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+(2)不难看出,碱度是铝盐水解的重要影响因素。
不同碱度条件下,铝盐水解生成各种羟基铝形态,主要为低聚态铝和不稳定的高聚态铝,这是一个快速反应阶段,受控于碱化的速度和碱液扩散速度[5]。
混凝实验及影响混凝效果的五种因素[1]
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混凝实验及影响混凝效果的五种因素发布时间:2010-02-09 点击:121安徽赛科科技环保有限公司水处理药剂部门在做混凝实验中流程分析目的、原理、方法记录分析和总结出影响混凝效果的五种因素。
目的:观察混凝现象,加深对混凝机理的理解,了解混凝效果的影响因素;掌握混凝烧杯搅拌实验的方法和一般步骤;通过烧杯实验,学会确定一般水体最佳混凝条件的基本方法,包括投药量,pH和速度梯度。
原理:混凝是通过向水中投加药剂使胶体物质脱稳并聚集成较大的颗粒,以使其在后续的沉淀过程中分离或在过滤过程中能被截除。
混凝是给水处理中的一个重要工艺过程。
天然水中由于含有各种悬浮物、胶体和溶解物等杂质,呈现出浊度、色度、臭和味等水质特征。
其中胶体物质是形成水中浊度的主要因素。
由于胶体物质本身的布朗运动特性以及所具有的电荷特性(ξ电位)在水中可以长期保持分散悬浮状态,即具有稳定性,很难靠重力自然沉降而去除。
通过向水中投加混凝剂可使胶体的稳定状态破坏,脱稳之后的胶体颗粒则可借助一定的水力条件通过碰撞而彼此聚集絮凝,形成足以靠重力沉淀的较大的絮体,从而易于从水中分离,所以,混凝是去除水中浊度的主要方法。
在给水处理工艺中,向原水投加混凝剂,以破坏水中胶体颗粒的稳定状态,使颗粒易于相互接触而吸附的过程称为凝聚。
其对应的工艺过程及设备在工程上称为混合(设备);在一定水力条件下,通过胶粒间以及和其他微粒间的相互碰撞和聚集,从而形成易于从水中分离的物质,称为絮凝。
其对应的工艺设备及过程在工程上称为絮凝(设备)。
这两个阶段共同构成了水的混凝过程。
混凝机理:水的混凝现象及过程比较复杂,混凝的机理随着所采用的混凝剂品种、水质条件、投加量、胶体颗粒的性质以及介质环境等因素的不同,一般可分为以下几种。
1.电性中和:电性中和又分为压缩双电层和吸附电中和两种。
通过投加电解质压缩扩散层以导致胶粒间相互凝聚的作用机理称为压缩双电层作用机理。
这种机理主要以静电原理(现象)为基础解释游离态离子(简单离子)对胶体产生的脱稳作用。
混凝影响因素

提高混凝效果的方法
• 活性泥渣重复使用 • 在澄清池内,活性泥渣的循环可以认为是 重复使用的一种方式。 • 混凝剂投加方式: • 为了提高混凝效果,尽量减少混凝剂用量, 投加方式也可以进行研究。不必固守传统 的一次投加方式。 • 有研究表明:有时多次投加混凝剂,可减 少药剂量50%。
混凝剂的种类
水中杂质和水力条件影响
• 从胶体亲水性质而言,水中有机物亲水胶 体含量高时,混凝比较困难,一般需要投 加较多的混凝剂。粘土类矿物胶体混凝比 较容易。 • 混凝剂投入水中后,必须创造适宜的水力 条件使混凝作用顺利进行。 • 混凝分两个阶段,第一阶段称混合;第二 阶段称絮凝。对搅拌强度要求不同。
不周水质的药剂投加量
• 非离子型聚电解质的主要品种为末水解的 高分子量聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯。 • 聚丙烯酰胺是用量最大的人工合成有机高 分子絮凝剂。 • 聚电解质的毒性与合成其的单体的残留时 有密切关系。
天然高分子絮凝剂
• 天然高分子絮凝剂的主要品种有:淀粉类, 半乳甘露聚糖类、纤维素衍生物类、微生 物多糖类、及动物胶类等五大类。 • 在淀粉(或水溶性多聚糖)分子结构中引 入带电基团能减少其在水处理中的投放剂 量,改善其分子在水中的伸展及分散情况。 • 由于淀粉不是线型结构,其作为絮凝剂的 应用性能一般不会太好。
氧化耦合絮凝剂
• 肖锦教授前几年提出氧化耦合絮凝剂 的理念就是氧化剂与絮凝剂混合使用, 发挥其相互增效作用。 • 并有相应论文发表。 • 在印染厂二级处理出水的进一步处理, 使用此絮凝剂,可使COD再降低5 0%左右。 • 还有继续研究发展的空间。
提高混凝效果的方法
• 接触絮凝方法: • 当原水浊度较低时,除了采用助凝剂促 进水中胶体和悬浮物混凝以外,还可采 用高浓度泥渣的接触絮凝方法和微絮凝 过滤法。 • 国外有采用活性砂或无烟煤作为接触絮 凝介质来代替澄清池内的泥渣。 • 采用活性砂优点:絮凝速度快,絮粒密 度高。
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。
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碱度在水处理中对混凝效果的影响
[摘要]在水处理过程中,碱度是影响混凝效果的因素之一,在水处理工艺中碱度控制的合理与否,不仅影响混凝效果,而且对铝盐在水中残留的铝离子的浓度有直接关系,本文对这方面进行了试验研究。
【关键词】碱度;混凝剂;pH值;铝离子
一、前言
铝盐作为给水处理中的混凝剂,已使用多年,并且继续发挥着作用,然后由于铝盐净水剂的投入,不可避免导致水中铝的残余浓度的升高,近来人们发现,引用含铝离子的水会引发老年痴呆症。
此外,摄铝过多可抑制胃液和胃酸的分泌,使胃蛋白酶活性下降。
世界各国相继对饮用水中铝的浓度进行了严格的规定,最大允许值在0.05~0.2mg/L,因而仅仅靠提高混凝剂的投加量的方法,不但难以满足水处理的要求,而且还会使自来水中引入过量的铝,而产生二次污染。
在配水过程中,一部分铝可能沉淀下来,从而使其浓度逐渐降低,而蓄积在配水系统中,特别是在水流慢的不稳,并可与铁、锰有机物和微生物一起形成沉淀,当流速改变时,这些沉淀易被搅动,而使其出现在用户从感官上不能接受的水。
如果铝在出厂水中的浓度超过0.1mg/L,则配水系统中产生颜色的机率增加,因此用户的抱怨增多。
在水处理中,当源水碱度充足时,投加混凝剂后pH略有下降,不致影响混凝效果,作为混凝剂使用的大部分铝能以不溶性的铝盐的形式通过沉淀或过滤而被除去。
如果源水碱度不足,则可能导致pH值大幅度下降,造成混凝条件的恶化,铝离子的泄漏。
此时须投加烧碱、石灰等来调整碱度和pH值。
本文围绕碱度对混凝效果的影响及铝离子的泄漏情况进行了试验研究。
二、试验过程与方法
源水取自牡丹江江水,人工配成不同浊度的水样,投加的药剂为硫酸铝及烧碱。
试验目的是研究在不同的源水条件下,投加不同量的硫酸铝(烧碱)时的混凝效果、pH值的变化和残余的铝离子浓度。
水样取出后分别加入6个1升烧杯中,在六联搅拌器上进行烧杯混凝试验。
投加混凝剂后,以300r/min的转速快搅1min,再以40r/min的转速慢搅10min,静置10min后在液面下1.5cm取上层清液测定余浊、pH、碱度、铝离子浓度。
三、试验结果与分析
图一为硫酸铝投加量与剩余浊度的关系曲线。
A试验用水的源水条件为:浊
度:500度,pH:6.9,水温:16℃;改变试验用水的pH值为pH=7.5,得试验曲线B,从图中A、B两条曲线可以看出提高源水的pH值,可以提高混凝效果,提高混凝沉淀后的水质。
另一方面可降低投药量。
经多次混凝试验,如将混凝过程的pH值控制在6.5~6.0之间,能降低投药量5%。
图二:为pH值与投药量及铝离子浓度关系曲线。
源水条件:浊度1800,pH=7.0,水温16℃。
从图中看出,随着水中投药量的增加,混凝过程的pH值逐渐降低,沉淀后残留于水中的铝离子的浓度增加,当pH值低于5.5时,溶液中残留铝离子高于0.3mg/L,预示着混凝过程的失败。
提高试验用水的浊度,增加投药量,试验结果如图三所示:曲线A、B为硫酸铝投加量与pH值的关系曲线,源水条件只是pH不同;曲线C、D为在A、B相应投药量的情况下,pH值与残留铝离子浓度曲线,源水条件也只是pH值不同。
从中可以看出与图二所得到的结果一致。
控制混凝沉淀过程的pH=6.4,得表一及图四,表一为将混凝过程的pH值控制在6.4,在不同投药量情况下,滤前水中的铝离子含量。
从中可以看出,控制混凝过程的pH值可以达到控制水中铝离子的残留量的目的。
四、结论
水处理中混凝过程的pH值是一重要的条件,有效合理的控制混凝过程的pH 值,不仅可以提高混凝效果,保证水质,降低药耗,还能有效的控制水中残留铝离子的泄漏。