废水处理中的絮凝与沉淀教程课件

废水处理中的絮凝与沉淀技术课程目标与学习内容课程目标学习内容掌握絮凝沉淀的基本概念和原理；熟悉各类絮凝剂的特性及选择方法；了解影响絮凝效果的关键因素；掌握沉淀池的设计和运行要点；能够进行工艺参数优化和运行管理絮凝沉淀的基本概念絮凝沉淀是利用絮凝剂使废水中难以自然沉降的悬浮物和胶体颗粒聚集成较大的絮体，然后通过重力沉降从水中分离去除的过程该技术广泛应用于工业废水和生活污水的预处理和深度处理，以去除悬浮物、浊度和部分溶解性污染物絮凝1胶体颗粒聚集形成絮凝体沉淀2废水中的悬浮物特性粒径大小不一种类繁多12废水中的悬浮物粒径范围包括无机悬浮物（泥沙、广泛，从粗大的颗粒到微金属氧化物等）和有机悬小的胶体颗粒都存在浮物（动植物残骸、微生物等）带电性胶体颗粒的特点粒径小表面带电稳定性高胶体颗粒的粒径一般在胶体颗粒表面带有电由于粒径小和表面带纳米之间荷，形成双电层结构电，胶体颗粒不易沉1-100降，稳定性高胶体稳定性的机理静电斥力水化作用胶体颗粒表面带同种电荷，相互排斥，阻止其聚集胶体颗粒表面吸附水分子，形成水化膜，增加其稳定性絮凝过程的基本原理压缩双电层通过加入电解质，降低胶体颗粒双电层的厚度，减小静电斥力电中和利用带相反电荷的絮凝剂中和胶体颗粒的表面电荷，使其失去稳定性吸附架桥高分子絮凝剂通过吸附作用将多个胶体颗粒连接在一起，形成较大的絮体双电层理论简介双电层是指固体表面与周围溶液之间存在的电荷分布层它由固体表面的表面电荷和溶液中带相反电荷的反离子组成双电层的厚度影响胶体颗粒之间的相互作用力理论的应用DLVO理论（）是描述胶体稳定性的经典理论它认为胶体颗粒之间的相互作用力由范德DLVO Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek华引力和双电层斥力共同决定通过调节溶液的离子强度和值，可以改变这些作用力，从而影响胶体的稳定性pH絮凝剂的分类无机絮凝剂包括铝盐、铁盐及其聚合物等有机絮凝剂包括阳离子型、阴离子型和非离子型聚丙烯酰胺等无机絮凝剂的种类•硫酸铝Al2SO43•聚合氯化铝PAC•氯化铁FeCl3•硫酸铁Fe2SO43•聚合硫酸铁PFS硫酸铝的作用机理硫酸铝在水中水解生成铝离子，铝离子与水中的氢氧根离子反应生成氢氧化铝絮体氢氧化铝絮体具有很强的吸附能力，可以吸附废水中的悬浮物和胶体颗粒，形成较大的絮体，从而达到絮凝的目的聚合氯化铝的特点絮凝效果好适应范围广pH12聚合氯化铝的分子量大，电荷聚合氯化铝的适用范围较pH高，絮凝效果优于传统的铝盐宽，一般在之间5-9和铁盐矾花形成快3聚合氯化铝矾花形成速度快，沉降速度也快铁盐类絮凝剂介绍铁盐类絮凝剂主要包括氯化铁、硫酸铁和聚合硫酸铁铁盐类絮凝剂具有价格低廉、絮凝效果好等优点，但易产生铁离子污染，需要在后续处理中去除聚合硫酸铁是一种新型的铁盐类絮凝剂，具有絮凝效果好、适用范围宽、矾pH花密实等优点有机絮凝剂概述有机絮凝剂是一类高分子聚合物，具有分子量大、吸附能力强等特点有机絮凝剂可以分为阳离子型、阴离子型和非离子型三种类型有机絮凝剂的用量少、絮凝效果好，但价格较高，需要在实际应用中综合考虑阳离子型有机絮凝剂阳离子型有机絮凝剂带有正电荷，可以中和废水中的带负电荷的胶体颗粒，使其失去稳定性，从而达到絮凝的目的阳离子型有机絮凝剂主要用于处理带负电荷的废水，如生活污水、造纸废水等阴离子型有机絮凝剂阴离子型有机絮凝剂带有负电荷，主要通过吸附架桥作用将胶体颗粒连接在一起，形成较大的絮体阴离子型有机絮凝剂主要用于处理带正电荷的废水，如矿山废水、纺织废水等非离子型有机絮凝剂非离子型有机絮凝剂不带电荷，主要通过吸附架桥作用将胶体颗粒连接在一起，形成较大的絮体非离子型有机絮凝剂的絮凝效果受pH值和离子强度的影响较小，适用范围较广絮凝剂的选择原则水质特性处理效果经济性123根据废水的水质特性选择合适的絮选择絮凝效果好的絮凝剂，保证出综合考虑絮凝剂的价格、投加量和凝剂类型和型号水水质达到排放标准运行成本，选择经济合理的絮凝剂影响絮凝效果的因素水温值搅拌强度絮凝剂投加量pH温度会影响絮凝剂的水解值会影响絮凝剂的形态搅拌强度会影响絮凝剂的絮凝剂投加量过少或过多pH速度和絮体的形成和电荷特性，从而影响絮混合效果和絮体的生长都会影响絮凝效果凝效果值的影响pH值对絮凝剂的水解、絮体的形成和胶体颗粒的稳定性都有重要影响不同pH的絮凝剂具有不同的适用范围在实际应用中，需要根据废水的水质特性pH调整值，以达到最佳的絮凝效果pH温度对絮凝的影响温度会影响絮凝剂的水解速度和絮体的粘度一般来说，在适宜的温度范围内，温度升高有利于絮凝剂的水解和絮体的形成但温度过高可能会导致絮体分解，影响絮凝效果搅拌强度的影响搅拌强度是影响絮凝效果的重要因素合适的搅拌强度可以促进絮凝剂与废水的混合，有利于絮体的形成过强的搅拌强度可能会导致絮体破碎，影响絮凝效果搅拌强度一般分为快混和慢混两个阶段絮凝剂投加量的确定实验室试验通过实验室试验确定最佳的絮凝剂投加量现场调试根据现场实际情况进行调整，优化絮凝剂投加量絮凝剂投加量需要根据废水的水质特性和处理要求确定常用的方法包括实验室试验和现场调试实验室试验可以初步确定絮凝剂的投加范围，现场调试可以根据实际情况进行调整，优化絮凝剂投加量絮凝过程的操作控制加药系统搅拌系统调节pH保证絮凝剂的准确投加和均匀混合控制搅拌强度，促进絮体的形成根据絮凝剂的适用范围，调节值pH快混工艺参数快混的目的是使絮凝剂迅速均匀地分散在废水中快混时间一般为几秒到几分钟，搅拌强度较高，保证絮凝剂与废水充分混合常用的快混设备包括机械搅拌器、水力搅拌器等慢混工艺参数慢混的目的是促进絮体的生长和聚集慢混时间一般为几分钟到几十分钟，搅拌强度较低，避免絮体破碎常用的慢混设备包括机械搅拌器、桨式搅拌器等沉淀理论基础沉淀是利用重力作用将废水中的悬浮物和絮体从水中分离去除的过程沉淀过程主要包括自由沉降、干扰沉降和压密沉降三个阶段沉淀效率受颗粒的粒径、密度、形状和水力条件等因素的影响自由沉降原理自由沉降是指颗粒在静止的水中不受其他颗粒干扰的沉降过程自由沉降速度与颗粒的粒径、密度和水的粘度有关斯托克斯定律可以用来计算自由沉降速度干扰沉降现象干扰沉降是指颗粒浓度较高时，颗粒之间的相互干扰影响沉降速度的现象干扰沉降速度低于自由沉降速度颗粒浓度越高，干扰沉降现象越明显压密沉降过程压密沉降是指颗粒在沉淀池底部受到上层颗粒的压力作用而进一步压实的沉降过程压密沉降可以减少污泥的体积，提高污泥的浓度斯托克斯定律应用斯托克斯定律描述了球形颗粒在粘性流体中的自由沉降速度该定律适用于粒径较小、浓度较低的颗粒通过斯托克斯定律可以计算颗粒的沉降速度，从而进行沉淀池的设计和运行管理沉淀池的类型平流式沉淀池水流沿水平方向流动辐流式沉淀池水流从中心向四周流动竖流式沉淀池水流沿垂直方向流动斜管沉淀池在沉淀池中设置斜管或斜板，增加沉淀面积平流式沉淀池平流式沉淀池结构简单、造价低廉，但占地面积较大，容易出现短流现象平流式沉淀池适用于处理水量较小、悬浮物浓度较高的废水斜管沉淀池斜管沉淀池通过在沉淀池中设置斜管或斜板，增加了沉淀面积，提高了沉淀效率斜管沉淀池占地面积小、处理效果好，广泛应用于各种废水处理工程辐流式沉淀池辐流式沉淀池水流从中心向四周流动，水力条件较好，沉淀效果较好辐流式沉淀池适用于处理水量较大、水质稳定的废水竖流式沉淀池竖流式沉淀池水流沿垂直方向流动，结构紧凑、占地面积小，但水力条件较差，容易出现短流现象竖流式沉淀池适用于处理水量较小、悬浮物浓度较低的废水高效沉淀池设计合理的进出水设计合适的沉淀面积良好的污泥收集系统保证水流均匀分布，减少短流现象根据水力负荷和颗粒沉降速度确定沉淀及时清除沉淀池底部的污泥，防止二次面积污染沉淀池的进水装置沉淀池的进水装置的作用是使水流均匀地进入沉淀池，减少水流的紊动，防止已经形成的絮体破碎常用的进水装置包括穿孔墙、导流板等沉淀池的出水装置沉淀池的出水装置的作用是使水流均匀地流出沉淀池，防止悬浮物随水流带出常用的出水装置包括堰、集水槽等污泥收集系统污泥收集系统的作用是将沉淀池底部的污泥及时清除，防止污泥腐化变质，影响出水水质常用的污泥收集系统包括刮泥机、吸泥机等絮凝沉淀工艺参数优化絮凝剂种类絮凝剂投加量值搅拌强度pH选择合适的絮凝剂类型和确定最佳的絮凝剂投加调节值至最佳范围控制搅拌强度，促进絮体pH型号量的形成和生长混凝时间的控制混凝时间是指絮凝剂与废水混合的时间合理的混凝时间可以保证絮凝剂与废水充分混合，促进絮体的形成混凝时间过短或过长都会影响絮凝效果一般控制在几秒到几分钟之间絮凝体的形成过程胶体脱稳絮凝剂中和胶体颗粒的表面电荷，使其失去稳定性絮体生长脱稳的胶体颗粒相互碰撞，形成微絮体絮体沉降微絮体不断聚集，形成较大的絮体，在重力作用下沉降沉淀效率的计算沉淀效率是指沉淀池去除悬浮物的能力沉淀效率可以用进水和出水的悬浮物浓度来计算沉淀效率越高，说明沉淀池的处理效果越好表面负荷的确定表面负荷是指单位时间内单位面积沉淀池处理的废水量表面负荷是沉淀池设计的重要参数表面负荷过高会导致沉淀效果下降，表面负荷过低会导致沉淀池体积过大沉淀池的水力特性沉淀池的水力特性是指水流在沉淀池中的流动规律良好的水力特性可以保证水流均匀分布，减少短流现象，提高沉淀效率常用的水力特性指标包括水力停留时间和短流比短流现象的防止短流现象是指废水在沉淀池中停留时间较短，未能充分沉淀就流出沉淀池的现象短流现象会导致沉淀效率下降防止短流现象的措施包括优化进出水设计、增加导流板等絮凝沉淀的运行管理日常巡检水质监测污泥处理检查设备运行情况，及时发现和处理定期监测进出水水质，评估处理效及时清除和处理沉淀池底部的污泥问题果常见运行问题分析絮凝效果差沉淀效率低12可能原因絮凝剂选择不可能原因水力负荷过当、投加量不足、值高、短流现象严重、污泥pH不合适、搅拌强度不合适堆积过多等等出水悬浮物超标3可能原因絮凝效果差、沉淀池运行不稳定、污泥随水流带出等故障诊断与处理现象分析观察和记录故障现象原因查找分析可能的原因处理措施采取相应的处理措施水质监测要点•悬浮物SS•浊度值•pH色度••总磷TP•总氮TN运行记录的管理运行记录是反映絮凝沉淀系统运行状况的重要资料运行记录应包括进出水水质、絮凝剂投加量、值、搅拌强度、污泥排放量等数据通过分析运行记pH录可以及时发现和解决问题，保证系统的稳定运行设备维护保养定期检查润滑清洁检查设备的运行状况，及时发现和处定期润滑设备的运动部件，减少磨定期清洁设备，防止污垢积聚理问题损节能降耗措施优化运行参数使用高效设备12通过优化运行参数，降低絮凝使用高效节能的设备，降低能剂的投加量和电耗耗加强管理3加强管理，减少跑冒滴漏，降低水耗絮凝剂的储存管理絮凝剂的储存应注意防潮、防晒、防火不同的絮凝剂具有不同的储存要求，应根据絮凝剂的特性选择合适的储存方式絮凝剂的储存地点应远离火源和易燃易爆物品安全操作规程•操作人员应经过专业培训，熟悉设备的操作规程•操作人员应佩戴必要的防护用品，如口罩、手套等•操作过程中应注意安全，防止发生意外事故•操作完成后应及时清理现场，保持环境卫生实验室监测方法悬浮物测定浊度测定值测定pH重量法比浊法计法pH水质指标分析通过对水质指标的分析，可以了解絮凝沉淀系统的处理效果如果水质指标不达标，需要及时调整运行参数，保证出水水质达到排放标准常用的水质指标分析方法包括统计分析、趋势分析等处理效果评价处理效果评价是对絮凝沉淀系统运行效果的综合评估处理效果评价应包括水质指标分析、运行成本分析、设备运行状况评估等内容通过处理效果评价可以了解系统的优缺点，为进一步优化运行提供依据本教程到此结束，感谢您的学习！。