水厂生产员工培训修订稿.docx

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水厂生产员工培训
第一部分 给 水 处 理
第1章 混 凝
混凝机理
简而言之，混凝就是水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程。这一过程涉及三方面的问题：水中胶体粒子（包括微小悬浮物）的性质；混凝剂在水中的水解物种；胶体粒子与混凝剂之间的相互作用。
水中胶体稳定性
所谓“胶体稳定性”，系指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性，分“动力学稳定”和“聚集稳定”两种。
动力学稳定系指颗粒布朗运动对抗重力影响的能力。粒子愈小，动力学稳定性愈高。
聚集稳定系指胶体粒子之间不能相互聚集的特性。胶体粒子很小，比表面积大从而表面能很大，在布朗运动作用下，有自发地相互聚集的倾向，但是由于粒子表面同性电荷的斥力作用或者水化膜的阻碍使这种自发聚集不能发生。不言而喻，如果胶体粒子表面电荷或者水化膜消除，便失去聚集稳定性，小颗粒便可相互聚集成大的颗粒，从而动力学稳定性也随之破坏，沉淀就会发生。因此，胶体稳定性，关键在于聚集稳定性。
混凝机理
水处理中的混凝现象比较复杂。不同种类的混凝剂以及不同的水质条件，混凝剂作用机理都有所不同。混凝剂对水中胶体粒子的混凝作用有3种：电性中和、吸附架桥和卷扫作用。这3种作用究竟以何者为主，取决于混凝剂种类和投加量、水中胶体粒子性质、含量以及水的PH值等。这三种作用有时会同时发生，有时仅其中1-2种机理起作用。
混凝剂和助凝剂
混凝剂
应用于饮用水处理的混凝剂应符合以下基本要求：混凝效果好；对人体健康无害；使用方便；货源充足，价格低廉。
混凝剂种类很多，按化学成分可以分为无机和有机两大类。无机混凝剂品种较少，目前主要是铁盐和铝盐及其聚合物，在水处理中用的最多。有机混凝剂种类很多，主要是高分子物质，但在水处理中的应用比无机少。
无机混凝剂
常用的无机混凝剂列于表1-1。
聚合铝 聚合铝包括聚合***化铝和聚合硫酸铝等，目前使用最多的是聚合***化铝。
聚合***化铝又名碱式***化铝或羟基***化铝。它是以铝灰或者含铝矿物作为原料，采用酸溶或碱溶法加工制成。由于原料和生产工艺不同，产品规格也不一致。分子式中的m为聚合度，单体为铝的羟基配合物。例如为m=8,n=5的聚合物或多核配合物，溶于水后，即形成聚合阳离子，对水中胶粒起电性中和及架桥作用。聚合***化铝对水的Ph值变化适应性比较强，效果较好。
常用的无机混凝剂 表1-1
名称
化学式
铝
系
硫酸铝
明矾
(钾矾)
（***矾）
聚合***化铝（PAC）
聚合硫酸铝（PAS）
铁
三***化铁
系
硫酸亚铁
聚合硫酸铁（PFS）
聚合***化铁（PFC）
有机高分子混凝剂
有机高分子混凝剂分为天然和人工合成两类。使用最为广泛的人工合成有机高分子混凝剂（其中包括水解产品）为聚丙烯酰***（PAM）。
助凝剂
当单独使用混凝剂不能取得预期效果时，需投加某种辅助药剂以提高混凝效果，这种药剂称为助凝剂。助凝剂通常为高分子物质。其作用往往是为了改善絮凝体结构，促使细小而松散的絮粒变得粗大而密实，作用机理是高分子物质的吸附架桥。
水厂常用的助凝剂有：骨胶、聚丙烯酰***及其水解产物、活化硅酸、海藻酸钠等。
聚丙烯酰***及其水解产物是高浊度水处理中使用最多的助凝剂。投加这类助凝剂可大大减少铝盐或者铁盐混凝剂用量。
上述各种高分子助凝剂往往也可单独作混凝剂用，但是阴离子型高分子物质作混凝剂效果欠佳，作助凝剂配合铝盐或铁盐使用效果更显着。
从广义来说，凡能够提高或者改善混凝剂作用效果的化学药剂都可以称为助凝剂。
影响混凝效果的主要因素
要使杂质颗粒之间或杂质与混凝剂之间发生絮凝，一个必要条件是使颗粒之间相互碰撞。推动水中颗粒相互碰撞的动力来自两方面：颗粒在水中的布朗运动；在水力或机械搅拌下造成的流体运动。由布朗运动所造成的颗粒碰撞聚集称“异向絮凝”；由流体运动所造成的颗粒碰撞聚集称“同向絮凝”。
在混合阶段，药剂快速、均匀分散于水中有利于混凝剂快速水解、聚合及颗粒脱稳。由于上述过程很快（特别对铝盐和铁盐混凝剂而言），故混合要快速剧烈，通常在10～30s至多不超过2min即告完成。在絮凝过程中，絮凝体尺寸逐渐增大，由于大的絮凝体容易破碎，故自絮凝开始到絮凝结束，速度梯度（G值）应该逐渐减小。采用水力絮凝池时，水流速度应逐渐减小；采用机械