强化混凝工艺与技术.
强化混凝的技术研究
水能经济强化混凝的技术研究李安静【摘要】混凝作为重要的处理单元在各种水处理工艺流程中得到广泛应用，决定着后续流程的处理效能以及最终出水水质，在水处理技术中占有重要地位。
混凝过程的影响因素众多，混凝过程的控制难度大。
近年来围绕混凝过程的优化开展了多方面研究，包括多重絮凝、多级微絮凝以及絮体破碎再絮凝等，均有效地改善了混凝效能。
这些混凝过程大多需要在常规混凝的基础上，再进行不同形式的絮凝过程，因此混凝的条件和过程与常规混凝有一定差异，对混凝过程的凝聚阶段与絮凝阶段也会有不同要求。
目前，研究人员已有针对性地开展了大量研究，并取得了众多研究成果。
【关键词】强化混凝；技术研究中南建筑设计院股份有限公司 4300701、强化混凝的内涵强化混凝（简称EC）是指通过在常规处理过程中加入过量的混凝剂、新型混凝剂或助凝剂再或者其他的药物控制一定的pH 值来加强混凝和絮凝，从而提高去除天然有机物的效果减少消毒的副产物，保证饮用水的健康。
常规工艺改造有增加深度处理构筑物，如活性炭吸附技术；加强预处理构筑物，如生物预处理；不增加常规工艺前、后的净化构筑物，在现有工艺上进行改造，如强化混凝、过滤、消毒灯，但强化混凝技术具有投资少、不需要构造新的物质、不占土地和经常运行费用低等特点，更适合改造。
2、强化混凝的优势强化混凝技术的主要目的是在进行混凝处理的时候进一步加强混凝与絮凝作用，从而使得常规处理中天然有机物的去除效果能够更好，对于消毒副产物的前体物进行最大限度的消除，从而使得饮用水能够满足相应的要求。
通过混凝技术的应用，往往能够取得更好的处理效果，而且相比于增加深度处理方法以及生物预处理方法，强化混凝技术属于强化常规水处理的方式，它的成本更加低，而且也不会占用土地，十分适合对于原有体系进行改造。
表1为强化常规水处理与增加深度处理和生物预处理效果的对比。
表1强化常规水处理与增加深度处理和生物预处理效果的对比3、强化絮凝研究进展3.1 微砂强化絮凝技术当前，研究人员已开展了投加微砂为絮凝核心的强化絮凝相关研究，取得了较好的除污染效果。
强化混凝技术研究及应用进展
强化混凝技术研究及应用进展下面是本店铺给大家带来关于强化混凝技术研究及应用进展相关内容，以供参考。
通过综合大量文献，概述了强化混凝概念、机理和影响因素；介绍了强化混凝技术在国内外的应用；总结了强化混凝技术和混凝剂的研究进展情况；提出了强化混凝技术和混凝剂在研究和应用方面有待解决的问题，以供今后研究参考。
强化混凝是在常规混凝的基础上，基于新型混凝剂的开发而发展起来的一种水处理工艺，能有效去除污染水体中的悬浮颗粒、胶体杂质、总磷和藻类等污染物质。
关于强化混凝，有强化混凝、化学强化一级处理和强化絮凝等多种提法，本文统称之为强化混凝。
强化混凝技术的概念还没有形成权威的解释，笔者认为，强化混凝技术是对常规混凝中药剂、混合、凝聚和絮凝任一环节或多环节的强化和优化，从而进一步提高对水中污染物，包括低分子溶解性污染物的净化效果。
强化混凝作用机理与常规混凝并无太大差别，主要包括压缩双电层作用、吸附电中和作用、吸附-架桥作用、沉析物网捕作用和特殊混凝作用等。
向污染水体投入混凝剂后，一方面通过压缩双电层和吸附电中和作用，胶体扩散层被压缩，ξ电位降低，胶体脱稳；另一方面通过吸附-架桥和沉析物网捕等作用使脱稳后的胶体相互聚结成大的絮体并沉淀，最终固液分离。
新型高分子混凝剂的使用使以上作用得到强化，它不仅具有以絮凝体吸附水中非溶性大分子有机污染物的物理吸附作用；又能对水中溶解性低分子有机物产生很强的化学吸附和强氧化等多种净化效果，从而可以提高污染物的去除率。
但是，要取得良好的混凝效果还和许多因素有关，其中包括混凝剂品种、混凝剂投加量、水质、水力条件、水温、碱度和pH等。
只有优化这些反应条件，使混凝剂在最佳条件下起作用，才能达到强化混凝提高常规混凝效果的目的。
1强化混凝技术在国内外的应用1.1在生活污水处理中的应用英国早在1870年就开始应用混凝技术，但很快被生物处理所取代，到了20世纪80年代，随着新型高效混凝剂的不断问世，同时为了进一步提高污水中有机物和磷的去除率，强化混凝技术开始应用于实际工程。
强化混凝简介
谢 谢!
混凝剂种类的影响1
对强化混凝而言，无机混凝剂要比合成有机物混凝剂效果 好。 通常认为，在合成有机物混凝剂在天然水的混凝过程中， 由于无法提供有机物的吸附位，只能产生电中和作用参与 腐殖酸的沉淀，所以混凝效果很不理想。
混凝剂种类的影响2
高分子絮凝剂单独作为混凝剂时，它的效果不如无 机金属盐类混凝剂，因为它不能有效地去除溶解性 有机物（DOM），但当被用作助凝剂时，则可发挥 其提高固液分离的功能，有效地提高TOC的去除率。
温度对强化混凝的影响作用
低温对于常规混凝具有负面的影响作用: 1. 低温可能造成水的粘度上升，阻碍混凝剂的扩散 和絮体沉降 ; 2. 低温以影响水解动力学平衡，影响金属氢氧化物 的形成 ; 3. 影响水的离子积常数，降低离子积常数，从而降 低水中氢氧根的浓度。
碱度的影响
水中碱度高，投加同样量混凝剂对pH影响小，要使 混凝达到最佳去除有机物的pH，需要大量增加混凝 剂投加量。 当水中碱度高时就需要考虑用加酸来调整水的pH值。
强化混凝的主要方法
1.增加混凝剂投加量; 2.调整pH值; 3.投加高锰酸钾复合药剂(ppc); 4.投加粉末活性炭.
小结
1.强化混凝通过对药剂的匹配改善和混凝工艺的优化, 增大絮体对水中超微颗粒的碰撞、吸附和脱除作用, 降低出水浊度, 提高对有机物的去除率。 2.强化混凝相对其他处理工艺，优点显而易见，它易 与我国现行的常规处理工艺相结合，并且在设备和 基建投资费用方面以及运行成本方面较常规工艺均 有一定的优势。
强化混凝技术在给水处理中的应 用研究
1.强化混凝的定义; 2.强化混凝的作用机理; 3.强化混凝的影响因素; 4.强化混凝的主要方法; 5.小结.
强化混凝技术的应用方法与实践
第 ２ ２卷 第 ｌ 期 １ ２０ ０ ６年 ｌ 月 １
甘肃 科技
Ｇａ ｓ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏｏ ｙ
Ｖｌ ． ２ Ｎｏ １ Ｄ ２ ２ ．１
Ｎ０ 饥 ２ ０ ０６
强化 混凝 技 术 的应 用 方 法与 实践
溶性 大分 子有 机污染 物 的物 理 吸附 作 用 ； 能 对 水 又
中溶 解性低 分子 有机 物 产生 很强 的化学 吸 附和强 氧 化等 多种净 化效 果 ， 而可 以提高 污染 物 的去除 率 。 从 但是 ， 要取 得 良好 的 混凝效果 还 和许多 因 素有关 ， 其 中包 括混凝 剂 品种 、 凝剂 投加量 、 质 、 力条 件 、 混 水 水 水温 、 碱度 和 ｐ 等 。只有优 化这些 反 应 条件 ， 混 Ｈ 使
用方 面有待解 决 的 问题 ， 以供今后 研 究参考 。 关 键词 ： 强化 混凝 ； 混凝 ； 混凝 剂 ； 絮凝 ； 絮凝 剂 中图分 类号 ：Ｕ ９ ． ２ Ｔ ９ １ ２ 。
强 化混 凝是 在 常规 混 凝 的基 水处 理 中的研究 和
上作 用得 到强化 ， 不 仅 具有 以絮凝 体 吸 附水 中 非 它
沉淀 １ ｈ Ｓ ， Ｓ和 Ｂ Ｄ 的 去 除 率 分 别 为 ７ 和 Ｏ ５ Ｏ ６ ， Ｏ 比强 化处理 前提高 了 ２ ５和 ３ ５个百分 点
１ ２在 工业废 水处理 中的应 用 ． 强 化 混凝 技 术广 泛应 用 于 工 业废 水 的处 理 ， 特
向污染水 体投入 混 凝 剂后 ， 方 面 通 过压 缩 双 电层 一
解性 有机 物 、 胶体 杂质等 。
术 在我 国也得 到一 定 的发 展 。
强化常规水处理工艺的方法及效果
进 一 步 的保 障 。 参 考 文献 ：
『 １ １ 岳桂 存 ． 饮 用 水 处理 技 术 现 状 评 价 及 技 术 集 成研 究 ［ Ｊ ］ ＿ 城
反 冲洗水也不应含余 氯 ， 加强滤池后的消毒工艺 。
３ ． ３ 效果分析 。 “ 强化过滤” 通过对合适滤料 的选择 ， 适 当增 加 滤料 层厚度 等措施 和技术 ， 同时去除浊度 ， 降低有机 物 ， 降低 氨氮 含量和亚硝 酸盐氮 的含量 ， 对 出水水质 的安 全提供的有效
地保 障。
天然有机物 （ Ｎ Ｏ Ｍ） 去除效果 ， 最 大限度地去 除消毒副产 物前驱 物（ Ｄ Ｂ Ｐ Ｆ Ｐ ） 等有机物 的改进 后的混凝 方法 １ 。还 可 以降低 水 中 有机 污染物 （ 尤其是腐殖质 ） 。
１ ． ２ 措施 。强 化混凝 的工 艺的确定 ， 可 以通过 实验结合实
际， 确定混凝 的最佳条件 ， 发挥混凝 的最 佳效果 ， 尽量 多地降低 有机 成 分 。强化 混凝 的措施 有 以下 三种 ： 一是 对 混 凝剂 的 强 化。包括增加混凝剂 的投加量 和改善无机或有机絮凝药剂性能 两方 面。憎水性有 机物 和分 子有机物使 用这种方 法 ， 处理效果 机物 污染严重 ， 氨氮含量 偏高的情况 是很
有 必要 的 。 ３ ． ２ 措 施 。 通 常 强化 过 滤 可 采 用 的 技 术措 施 有 优 化 过 滤 运
行参数 ， 加强滤前处理工艺 ， 选择合理的滤层和保证滤料的清洁
微污染水源水处理工艺
微污染水源水处理工艺近年来，我国饮用水源水质面临的形势非常严峻，主要是有机污染，并由此引发水源藻类污染和饮用水消毒副产物的风险。
现有水厂常规处理工艺已不能有效保证水厂对出水中污染物质的去除效果。
经过近年来的研究和探索，微污染水源水饮用水处理技术取得了长足发展。
01相对于污水而言，微污染水源水中的有机物、氨氮和亚硝酸盐氮的浓度一般都很低，对微污染水源水处理起主导作用的微生物绝大多数属于好氧贫养型微生物，对有机物的吸附能力强、吸附速度快、吸附容量也较大，具有生命周期长、繁殖缓慢的特征。
生物膜法因微生物附着在载体填料上，相对而言能获得相对稳定的生长环境，适合于生命周期长的微生物生存和繁殖，因而绝大多数生物预处理都采用生物膜的形式。
目前采用生物膜法的生物预处理技术主要有人工湿地、生物接触氧化法、曝气生物滤池、生物流化床、生物塔滤、生物转盘等以及从这些技术发展而来的一些方法，其中以生物接触氧化法和曝气生物滤池研究及应用最为深入和广泛。
生物预处理是在常规工艺之前对水中氨氮和有机物预去除或转化的一种有效方法。
人工湿地占地面积大、冬季效果不稳定成为制约其在实际工程中广泛应用的主要原因，生物接触氧化法和曝气生物滤池及由两者发展而来的工艺目前成为水源水预处理的主导工艺，光催化氧化预处理及其他一些方法主要处于试验研究阶段，实际应用鲜有报道。
但是总体来说生物预处理本身也存在一定的局限性，由于运行效果受水温等诸多因素的影响，对微量难生物降解的有机污染物没有效果，微生物新陈代谢产物及微生物本身的物质特性及对人体健康还可能存在一定影响。
02微污染水源水深度处理是在常规处理工艺之后，采取适当的方法，将现行工艺不能有效去除的溶解性有机污染物、DBPs前驱物、微量化学物质、异嗅异味物质以及某些病原微生物如隐孢子虫等进行强化去除，以提高和保证饮用水水质安全。
目前应用较为广泛的微污染水深度处理技术包括活性炭吸附技术、生物活性炭技术、膜过滤技术、臭氧氧化技术、臭氧-生物活性炭技术以及各种高级氧化的联用技术，其中以膜过滤技术和臭氧-生物活性炭技术应用最为广泛。
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。
新标准下强化混凝在水处理中的应用
新标准下强化混凝在水处理中的应用李红梅，张铁财，李安文（郑州自来水总公司水质监测中心，郑州 450013）摘要：面对水源污染与新标准的提高，常规混凝工艺对天然有机物(NOM)及消毒过程中形成的消毒副产物(DBP)已不能达到较高的去除率。
本文通过强化混凝、强化混凝的主要方法、强化混凝去除NOM的机理及影响因素，介绍了一种改进水处理工艺提高有机物去除率的有效方法。
关键词：新标准、强化混凝、水处理、有机物去除2007年7月1日实施的《生活饮用水卫生标准》GB5749-2006，共106项（常规42项、非常规64项）。
新标准从原国标的35项增加到106项，增加了71项，其中毒理学指标项目增加很多，无机化合物由10项增至21项、有机物由5项增至53项，反映了对水质安全的重视和对更多水质污染物的控制要求。
如今面对水源污染与新标准的提高，常规混凝工艺对天然有机物(NOM)及消毒过程中形成的消毒副产物(DBP)不能达到较高的去除率，为了获得优质的出水，就必须改进工艺提高有机物的去除率，而强化混凝就是目前经济有效的饮水处理单元技术之一。
1 常规水处理中的混凝自来水厂的传统常规水处理一般包括混凝、沉淀、过滤和消毒。
常规水处理的工艺、运行重点是确保浊度、细菌和余氯达到目标要求。
混凝作为常规水处理工艺中的第一道工序，其目的就是通过投加混凝剂，利用电性中和、吸咐架桥和网捕沉淀等作用将污染物聚集成高质量的矾花，这些矾花可能通过后续的沉淀和过滤工序除去。
混凝处理效果的好坏直接关系到后续流程的运行工况、出水水质及运行费用。
因此混凝在净化提高水质从而增加有效水量中起关键作用。
2 强化混凝强化混凝是美国环保局(USEPA)推荐为控制水中NOM的最好方法。
强化混凝是指在常规混凝水处理过程中，在保证浊度去除率效果的前提下，通过提高混凝剂的投加量来实现提高有机物去除率的工艺过程。
强化混凝侧重于在现有水处理工艺设施上的改进与提高，通过对混凝剂的筛选优化、混凝剂的剂量与混凝反应过程及反应pH条件的控制强化来实现。
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过滤设备
清水进入 后续处理设施
常用混凝剂与助凝剂
一、无机混凝剂
常用有机混凝剂与助凝剂
二、 人工合成高分子混凝剂
① 阴 离 子 型 ： 主 要 含 -COOM(M 为 H+ 或 金 属 离 子 ) 或 -SO3H 的聚合物，如阴离子聚丙烯酰胺 (CPAM) 和聚苯乙烯磺 酸钠（PSS）等。 ② 阳离子型：主要是含有 -NH3+、-NH2+和-N+R4的聚合 物，如阳离子聚丙烯酰胺（APAM）等。 ③ 非离子型：所含基团未发生反应的聚合物。如非 离子型聚丙烯酰胺（NPAM）和聚氧化乙烯(PEO)等。
市政给水深度处理理论与技术
强化混凝工艺与技术
lisun99@
给水处理工艺流程升级改造
深度处理
常规处理
预处理
消毒
水厂升级改造技术
常规工艺强化技术
• 强化混凝 • 预氧化技术 • 强化沉淀与气浮 • 强化过滤技术
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
2 混凝工艺的处理对象
微小悬浮物和胶体杂质
表：按粒径大小天然水体中的杂质分类
杂质 粒径 观测工具 溶解性物质 <10-6mm 电子显微镜 胶体 10-6mm~10-3mm 超倍显微镜(光学) 悬浮物 >10-3mm 显微镜、祼眼
水的外观
组成 处理难易程度
透明
无机物、部分有 机物等 最难
浑浊
粘土、细菌、病 毒、蛋白质、微 生物代谢产物等 难
常规混凝工艺介绍
1 混凝的定义
混凝(Coagulation): 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。 凝聚(Aggregation):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“小矾 花”。 絮凝(Flocculation):凝聚过程中形成的“小矾花” 通过吸附、卷带、架桥等作用，形成颗粒较大絮凝体的 过程。
采用混凝自动控制技术
原水 混 合 反应、沉淀 过 滤 出水
投药
胶体电荷 传感器
水样排放
浊度仪
水样排放
混凝 控制器
浊度 控制器
SC4000 型单因子混凝投药高精度双闭环自控系统
预氧化措施的目的
除藻 消毒 除色 分解嗅味有机物 强化混凝 (破坏有机物对胶体的保护作用) 降解农药 氧化铁锰 生物稳定性
一、混合方式与混合设备
使药剂能快速、均匀地分散到废水中。
★★快速：是因混凝剂在废水中发生水解反应的速度很快，需 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：是为了化学反应能在废水中各部分得到均衡发展。
混合方式分为水力混合和机械混合。
常见方式：
管式混合
水技术
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 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；
3. 污泥特性改善：沉降特性、脱水特性等，污
泥处理成本降低。
污泥回流技术
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 荷等均显著提高，出水水质改善。
常用絮凝设施
水力絮凝反应设施 改变絮凝构筑物结构，通过流动过程 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， 在絮凝过程中产生一定水头损失。不 能适应水质、水量变化。 机械絮凝反应设施 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 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， 以保证絮凝效果，能应用于任何规模 水厂。 隔板絮凝池 折板絮凝池 栅条絮凝池 穿孔旋流絮凝池
水平轴搅拌絮凝池
垂直轴搅拌絮凝池
强化混凝工艺介绍
强化混凝的常规处理技术
1 改善水力条件 • 增加混合强度
• 改进混合设施 • 采用机械搅拌
2 改善药剂 • 增加投加量
• 调节pH值、水温、碱度等反应条件 • 增加助凝剂 • 使用新型混凝剂
3 改善工艺
• • • • 增加预处理技术 改建高效混凝设备 污泥回流技术 混凝剂投量的自动检测控制
作用结果：增大颗粒粒径、改善颗粒比重或密实度
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
4 混凝工艺基本流程
来水 混凝剂 称 重 溶解池 溶液池 定量投加设备 混凝剂制备单元 絮凝装置 混凝装置 混 凝 单 元
沉淀设备
分 离 单 元 气浮设备 分离装置 泥渣处理
聚丙烯酰胺
简称PAM，又称三号混凝剂，PAM的分子结构通式为：
-[-CH2-CH-]-n ,
CONH 2
PAM是线状水溶性高分子，其分子量在300-1800万。 阴离子聚丙烯酰胺(CPAM) 阳离子聚丙烯酰胺（APAM） 非离子型聚丙烯酰胺（NPAM） 两性离子型聚丙烯酰胺（NPAM）
常用混凝工艺与设备
回流技术
回流：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： 提供凝聚核心 增加反应区SS浓度 加强絮凝效果 回收部分药剂。
2. 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
泥处理成本降低。
污泥处理 污泥活化 污泥回流 污泥浓缩
高分子 聚合物
澄清水
混凝剂 原水
混合
反应池
沉淀池、澄清池 污泥排放
污泥活化处理
污泥活化处理流程： 浓缩污泥→助剂→活化→回流
回流污泥量：
处理水量的2%左右，可调节；
污泥活化特点： 1. 特性改善：凝聚特性、吸附特性、沉降特性、 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； 3. 可去除有机污染物。
强化混凝的目的
混凝剂颗粒与 胶体颗粒碰撞
完成有效的混凝 需要满足条件
脱稳悬浮颗粒 之间碰撞
足够反应时间
混凝条件的改善与高效混凝设备
高效混合设备 机械搅拌具有较大的适应性，但对设备质 量要求高 网格絮凝、折板絮凝等
混凝剂投量的自动检测控制
数学模型法 流动电流 PDA（透光率脉动检测） 显微摄像观测
浑浊
大颗粒 容易
3 混凝工艺的作用
混凝所处理的对象，主要是水和废水中的微小 悬浮物和胶体杂质。混凝的作用：破坏胶体的聚集 稳定性，使胶体脱稳、聚集、易沉淀析出。
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：双电层压缩机理、吸附电中和机理、吸附 架桥机理、沉淀物网捕机理