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水物理化學(xué)處理工程基礎(chǔ)

水中污染物分類：

按污染物在水中的存在狀態(tài)分為：懸浮物、膠體、溶解物

按化學(xué)特性分為：無機(jī)物、有機(jī)物

按處理方法分為：物理法、化學(xué)法、生物法

1.1混凝

概念：通過投加混凝劑使水中難以沉淀的膠體物質(zhì)以及細(xì)小的懸浮物聚集成較大的顆粒，使之能與水分離的過程。

1.1.1膠體的基本性質(zhì)

膠體的表面電荷與膠體的穩(wěn)定性

1.1.2混凝動(dòng)力學(xué)

I⑴異向絮凝：細(xì)小顆粒在水分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的撞擊下做布朗運(yùn)動(dòng)所造成的顆粒間碰撞聚集

⑵同向絮凝：指由外力所造成的流體運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的顆粒撞碰聚集，

外力有兩種方式：機(jī)械攪拌和水力攪拌。

⑶混凝過程的控制指標(biāo)參數(shù)：

在水處理中，使膠體脫穩(wěn)的過程稱為“凝聚”，脫穩(wěn)膠體相互聚集的過程稱為“絮凝”，混凝是兩者的統(tǒng)稱。凝聚的設(shè)備為混合設(shè)備，絮凝的設(shè)備為絮凝池，要掌握其控制參數(shù)

混合池：速度梯度G=500～1000S-1，水力停留時(shí)間T=10～60S，GT=(1～3)×104

絮凝池： G=20～70S-1，水力停留時(shí)間T=15～20S，GT=104～105

1.1.3混凝工藝

⑴混凝機(jī)理：

①電性中和：

由于異號(hào)離子、異號(hào)電荷或高分子帶異號(hào)電荷部位與膠核表面的靜電吸附，中和了膠體原來所帶電荷，從而使膠體脫穩(wěn)。

②吸附架橋：

利用高分子的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)來連接膠粒形成“膠粒-高分子-膠粒”的絮狀體。

③沉淀物的卷掃(網(wǎng)捕)：

以鋁鹽和鐵鹽為滋凝劑時(shí)，所產(chǎn)生的氫氧化鋁和氫氧化鐵在沉淀過程中，能夠以卷掃(網(wǎng)捕)形成，使水中的膠體微粒隨其一起下沉。

關(guān)于混凝工藝今年考了一道題：題目是陰離子型有機(jī)高分子絮凝劑去除水中膠體粒子的主要作用機(jī)理：選項(xiàng)為a壓縮雙電層;b電性中和;c吸附架橋;d沉淀網(wǎng)捕，根據(jù)教材中29至31頁(yè)的內(nèi)容可知應(yīng)該選擇c吸附架橋，即投加的有機(jī)高分子絮凝劑的某一基團(tuán)與膠粒表面某一部位互相吸附后，該高分子的其余部位則伸展在溶液中，可以與表面有空位的膠粒吸附，這樣形成了一個(gè)“膠粒-高分子-膠粒”的絮狀體，高分子起到了對(duì)膠粒進(jìn)行架橋連接的作用。

⑵影響混凝的主要因素：

①水溫：水溫低影響混凝效果

②PH值：對(duì)于不同混凝劑的影響程度不同

③堿度：應(yīng)保證一定的堿度

④水中雜質(zhì)的性質(zhì)、組成和濃度：大小不一的顆粒有利于凝聚

⑶混凝劑的配制與投加：

①混凝劑與助凝劑：

助凝劑是為了改善或強(qiáng)化混凝過程而投加的一些輔助藥劑。

②混凝劑的配制與投加

溶解池(儲(chǔ)液池)容積：W1=(0.2～0.3)W2

溶液池容積：W2= 計(jì)量設(shè)備：定量投藥泵、轉(zhuǎn)子流量計(jì)、電磁流量計(jì)、孔口計(jì)量設(shè)備等

藥劑投加：重力投加、壓力投加

1.1.4混合和絮凝的基本要求和方式

影響混合的因素：藥劑的品種、濃度、原水的溫度、水中顆粒的性質(zhì)和大小等，混合方式基本上可分為水力混合和機(jī)械攪拌混合兩類。

完成絮凝的兩個(gè)主要條件：具有充分絮凝能力的顆粒和保證顆粒獲得適當(dāng)?shù)呐鲎步佑|而不致破碎的水力條件。

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