环境工程学(王玉恒)重点-第2章第2(1)节.ppt

1 水中悬浮物质和胶体物质的去除水中悬浮物质和胶体物质的去除第二节2自由沉淀颗粒物浓度较小、颗粒物理性质不变、各自独立沉淀、沉速不变、沉淀轨迹为直线（沉砂池）根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分成四种类型※ 絮凝沉淀拥挤沉淀或成层沉淀压缩沉淀3自由沉淀根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分成四种类型※        颗粒物之间互相粘结，颗粒尺寸逐渐增大，沉速逐渐增大，轨迹为曲线混凝沉淀池、二沉池中间段的沉淀）絮凝沉淀拥挤沉淀或成层沉淀压缩沉淀4自由沉淀根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分成四种类型※ 絮凝沉淀拥挤沉淀或成层沉淀压缩沉淀 颗粒浓度较高，整体下沉，有清晰的泥水界面，呈现界面下沉（二沉池下部、污泥重力浓缩池开始阶段）5自由沉淀根据水中悬浮颗粒的凝聚性能和浓度，沉淀可分成四种类型※ 絮凝沉淀拥挤沉淀或成层沉淀压缩沉淀     悬浮颗粒浓度很高，颗粒相互之间挤压成团状结构，上层颗粒的重力作用将下层颗粒间的水挤压出来二沉池污泥斗、污泥重力浓缩池）66 ※u0为颗粒的截留速度，其物理意义为：沉淀池达到一定的去除率时，能够被全部去除的颗粒的最小沉速。

77 Q/A——反映沉淀池效率的参数，一般称为沉淀池的表面水力负反映沉淀池效率的参数，一般称为沉淀池的表面水力负荷，或称沉淀池的溢流率，其荷，或称沉淀池的溢流率，其物理意义是在单位时间内通过沉淀池物理意义是在单位时间内通过沉淀池单位表面积的流量单位表面积的流量，用符号，用符号q表示：表示： ※ q= Q/A88 理想沉淀池中，理想沉淀池中，u0与与q在数值上相同，但它们的物理概念不同：在数值上相同，但它们的物理概念不同： 只要确定达到某一去除率只要确定达到某一去除率η时颗粒的截留速度颗粒的截留速度u0，就可以求得，就可以求得理想沉淀池的溢流率或表面水力负荷理想沉淀池的溢流率或表面水力负荷 可以通过自由沉淀试验来确定可以通过自由沉淀试验来确定u0，进而确定，进而确定qu0与与q的关系的关系※表面水力负荷越小，沉淀效率越高表面水力负荷越小，沉淀效率越高。

99平流沉淀池平流沉淀池辐流沉淀池辐流沉淀池池型：长方形一池型：长方形一端进水另一端出端进水另一端出水，贮泥斗设置水，贮泥斗设置在进口处的池底，在进口处的池底，设置成多斗排泥设置成多斗排泥的形式的形式 池内水流由下向上池内水流由下向上竖流沉淀池竖流沉淀池池内水流向四周辐流池内水流向四周辐流池型：多为圆形，有方形或多角形池型：多为圆形，有方形或多角形池中央进水，池四周出水贮泥斗在池中央进水，池四周出水贮泥斗在池中央池中央（二）普通（二）普通沉淀池沉淀池1010沉淀池的组成沉淀池的组成沉淀池由沉淀池由五部分五部分组成：组成：进水区、出水区的功能是使水流的进入与流出进水区、出水区的功能是使水流的进入与流出保持平稳，以提高沉淀效率；保持平稳，以提高沉淀效率；沉淀区是悬浮物分离的场所；沉淀区是悬浮物分离的场所；贮泥区贮存、浓缩与排放污泥；贮泥区贮存、浓缩与排放污泥；缓冲区避免水流带走沉在池底的污泥；缓冲区避免水流带走沉在池底的污泥；进进口口区区贮泥区贮泥区沉淀区沉淀区缓冲区缓冲区出出口口区区11辐辐 流流 式式 沉沉 淀淀 池池 的的 构构 造造 有中进周出、周进中出、周进周出及旋转臂配水等有中进周出、周进中出、周进周出及旋转臂配水等几种形式。

几种形式12辐辐 流流 式式 沉沉 淀淀 池池 的的 排排 泥泥 方方 式式 作为初沉池时作为初沉池时, ,沉淀于池底的污泥一般采用刮泥机沉淀于池底的污泥一般采用刮泥机刮除，分中心传动式刮除，分中心传动式（（直径小于直径小于20m））及周边传动式及周边传动式（（直径大于直径大于20m））等等; ;作为二沉池时作为二沉池时, ,不使用刮泥机，不使用刮泥机，采用静水压力排泥法采用静水压力排泥法. .1313斜斜 流流 式式 沉沉 淀淀 池池 的的 应应 用用因因活性污泥粘性较大，不宜做二沉池使用活性污泥粘性较大，不宜做二沉池使用 14二二 混混 凝凝­当悬浮颗粒不能自发的沉淀时，我们需当悬浮颗粒不能自发的沉淀时，我们需要将小颗粒转变为较大的絮体，再将其要将小颗粒转变为较大的絮体，再将其沉淀­混凝：一种改变胶体颗粒性质，使它们混凝：一种改变胶体颗粒性质，使它们能够彼此接近并附着，从而产生较大的能够彼此接近并附着，从而产生较大的絮体颗粒的方法絮体颗粒的方法 1515 （一）压缩双电层机理（一）压缩双电层机理 （二）吸附电中和机理（二）吸附电中和机理 （三）吸附架桥机理（三）吸附架桥机理 （四）沉淀物网捕机理（四）沉淀物网捕机理 2、混凝原理、混凝原理1616混凝原理混凝原理1、压缩双电层、压缩双电层 投入电解质后投入电解质后，水中与胶粒上反离子具有相同电荷的离子，水中与胶粒上反离子具有相同电荷的离子浓度增加了，这些离子可与胶粒吸附的反离子发生交换或挤入浓度增加了，这些离子可与胶粒吸附的反离子发生交换或挤入吸附层，吸附层，使胶粒带电荷数减少，降低或消除使胶粒带电荷数减少，降低或消除ζ电位，并使位，并使扩散散层厚度减小，厚度减小，这种作用称种作用称为压缩双双电层。

1）无电解质（2）投加电解质1717 根据Schulze—Hardy法则： 浓度相同的电解质破坏胶体稳定性的能力随离子价数的增加而加大 （高价电解质压缩胶体双电层的效果远比低价电解质有效 这种能力大致与离子价数的6次方成正比，即一价：二价：三价=1：8：500 重新稳定现象: 当混凝剂投量过多时，凝聚效果下降的现象原因：胶体吸附电解质，表面电荷重新分布 混凝原理混凝原理1、压缩双电层、压缩双电层1818 异号胶粒间相互吸引达到电中和而凝聚； 大胶粒吸附许多小胶粒或异号离子，ζ电位降低，吸引力使同号胶粒相互靠近发生凝聚 混凝原理混凝原理2、吸附电中和、吸附电中和1919 指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的现象混凝原理混凝原理3、吸附架桥作用、吸附架桥作用2020 当采用硫酸铝、氯化铁等高价金属盐类作混凝剂时，当投加量很大形成大量的金属氢氧化物(如Al(OH)3 、Fe(OH)3沉淀时，可以网捕、卷扫水中的胶粒，水中的胶粒以这些沉淀为核心产生沉淀。

这基本上是一种机械作用 混凝原理混凝原理4、网捕作用、网捕作用2121 在在混混凝凝过过程程中中，，上上述述现现象象常常不不是是单单独独存存在在的的，，往往往往同同时时存存在在，，四四种种机机理理综综合合在在一一起起发发生生作作用用，，只只是是在在一一定定情况下以某种作用为主情况下以某种作用为主混凝原理混凝原理2222对于混凝剂而言，在废水处理时：（带负电胶体）（1）普通电解质 只有压缩双电层和吸附电中和作用；（2）高分子物质 A、阳离子型（带正电荷）聚合电解质，具有电中和作用和吸附架桥功能 B、非离子型（不带电荷）或阴离子型（带负电荷）聚合电解质，只能起吸附架桥作用混凝原理混凝原理23问题问题­药剂作为混凝剂应该满足那些要求药剂作为混凝剂应该满足那些要求？？1）三价阳离子）三价阳离子2）无毒性）无毒性3）在中性）在中性pH范围内为不溶性的范围内为不溶性的4）便宜易得）便宜易得胶状胶状片状片状粉状粉状（（1）常用混凝剂）常用混凝剂铝盐铝盐硫酸铝硫酸铝明矾明矾聚合氯化铝聚合氯化铝铁盐铁盐有机合成有机合成高分子絮凝剂高分子絮凝剂阴离子型：阴离子型：主要含主要含—COOM或或—SO3H的聚合物的聚合物 ：部分水解聚丙烯酰胺（：部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）、）、聚苯乙烯磺酸钠（聚苯乙烯磺酸钠（PSS））阳离子型：含有阳离子型：含有—NH3+ —NH2+ 或或—N+R4的聚的聚 合物，如聚二甲基氨甲基聚丙烯酰胺合物，如聚二甲基氨甲基聚丙烯酰胺（（APAM）、聚乙烯吡啶盐等）、聚乙烯吡啶盐等非离子型非离子型聚丙烯酰胺（聚丙烯酰胺（PAM）、甲叉基聚丙）、甲叉基聚丙烯酰胺（烯酰胺（MPAM）、聚氧化乙烯）、聚氧化乙烯天然高分子絮凝剂天然高分子絮凝剂常用助凝剂pH调整剂调整剂：：H2SO4、、CO2、、Ca（（OH)2、、NaOH、、Na2CO3絮体结构调整剂絮体结构调整剂: 水玻璃、活性硅酸、粉煤灰、粘土水玻璃、活性硅酸、粉煤灰、粘土氧化剂氧化剂：有机物高时，加：有机物高时，加Cl2、、 Ca（（ClO)2和和Na ClO等；用铁盐作混凝剂时，加等；用铁盐作混凝剂时，加O2和和Cl2将将Fe2+ 氧化为氧化为Fe3+ ，以提高混凝效果。

以提高混凝效果易形成泡沫易形成泡沫助凝剂助凝剂：与混凝剂一起使用，以促进水混凝的辅助药剂助凝剂本身可以起混凝作用，也可以不起混凝作用26（（2）混凝剂投加量的选择）混凝剂投加量的选择 不同的不同的pH对混凝剂的形态影响很大，直接影响对混凝剂的形态影响很大，直接影响到混凝剂的混凝机理到混凝剂的混凝机理ü pH较低，胶体浓度和混凝剂浓度不高时，以脱较低，胶体浓度和混凝剂浓度不高时，以脱稳凝聚为主；稳凝聚为主；ü pH较高，胶体浓度不高，但混凝剂浓度较高时，较高，胶体浓度不高，但混凝剂浓度较高时，以网捕絮凝为主；以网捕絮凝为主；ü pH接近中性，胶体浓度和混凝剂浓度适量时，接近中性，胶体浓度和混凝剂浓度适量时，桥连絮凝为主桥连絮凝为主27药剂投加量的一般规律药剂投加量的一般规律­一般而言，药剂与胶体浓度之间存一般而言，药剂与胶体浓度之间存性的化学计量关系，那么混凝剂是否是性的化学计量关系，那么混凝剂是否是这样呢？这样呢？混凝剂投加量的一般规律混凝剂投加量的一般规律­1））当用铝铁盐处理含当用铝铁盐处理含低浓度低浓度胶体废水时，凝聚方式以胶体废水时，凝聚方式以网网捕作用捕作用最为有效，此时混凝剂的投加量必须超过它们的最为有效，此时混凝剂的投加量必须超过它们的氢氧化物在水中的极限溶解度，且最佳用量氢氧化物在水中的极限溶解度，且最佳用量G1随胶体浓随胶体浓度的增大而降低；度的增大而降低；­2）胶体）胶体浓度较高浓度较高时，宜用时，宜用电性中和和压缩双电层电性中和和压缩双电层来脱稳，来脱稳，此时凝聚剂的最佳用量此时凝聚剂的最佳用量G2低于网捕絮凝用量，且与胶体低于网捕絮凝用量，且与胶体浓度之间存性的化学计量关系；浓度之间存性的化学计量关系；­3 ）胶体）胶体浓度很高浓度很高时，混凝剂用量低于时，混凝剂用量低于1）而高于）而高于2）；此）；此时，采用高分子絮凝剂比用无机金属盐更经济有效，其时，采用高分子絮凝剂比用无机金属盐更经济有效，其最佳用量与胶体浓度之间亦存性的化学计量关系，最佳用量与胶体浓度之间亦存性的化学计量关系，­4 ）不论使用何种混凝剂，投加量都必须适当。

量不足，）不论使用何种混凝剂，投加量都必须适当量不足，达不到应有的混凝效果，量过大则会造成胶体复稳达不到应有的混凝效果，量过大则会造成胶体复稳 2929一、工艺流程一、工艺流程 混混凝凝工工艺艺流流程程由由药药剂剂投投加加、、混混合合、、反反应应及及沉沉淀分离淀分离等单元组成等单元组成 4、化学混凝的设备、化学混凝的设备3030三、混合三、混合 ( (一一) ) 混合的作用混合的作用 使药剂能使药剂能快速、均匀快速、均匀地分散到废水中地分散到废水中 ★★快快速速：：是是因因混混凝凝剂剂在在废废水水中中发发生生水水解解反反应应的的速速度度很很快快，，需需要要尽尽量量造造成成急急速速扰扰动动以以生生成成大大量量细细小小絮体，并不要求生成大颗粒；絮体，并不要求生成大颗粒； ★★均均匀匀：：是是为为了了化化学学反反应应能能在在废废水水中中各各部部分分得得到到均衡发展均衡发展 水力条件要求：水力条件要求： 搅拌时间：搅拌时间：1010－－30s30s，一般不超过，一般不超过2min2min。

速度梯度：速度梯度：G=500G=500～～1000s1000s-1-1化学混凝的设备化学混凝的设备3131 ( (二二) ) 混合方式混合方式 水力混合水力混合 机械混合机械混合 常见混合方式：常见混合方式： 管式混合管式混合 水泵混合水泵混合 机械混合机械混合化学混凝的设备化学混凝的设备3232 1、管式混合、管式混合 A、普通管道混合、普通管道混合 B、管式静态混合器、管式静态混合器 C、扩散混合器、扩散混合器化学混凝的设备化学混凝的设备3333 A A、、普通管道混合普通管道混合 把药剂投入水泵出水水管内，借助水流进行把药剂投入水泵出水水管内，借助水流进行混合 药剂加入方式：药剂加入方式： 《《图图》》化学混凝的设备化学混凝的设备34管道混合加药 3535 B B、管式静态混合器、管式静态混合器 管内装设若干个固体混合单元体。

管内装设若干个固体混合单元体化学混凝的设备化学混凝的设备3636 C C、扩散混合器、扩散混合器 在管式孔板混合器在管式孔板混合器前加一锥形帽，水流和前加一锥形帽，水流和药剂对冲锥形帽而后扩药剂对冲锥形帽而后扩散形成剧烈紊流，使药散形成剧烈紊流，使药剂和水达到快速混合剂和水达到快速混合化学混凝的设备化学混凝的设备3737 2 2、其它水力混合方式、其它水力混合方式 A A、分流隔板混合池、分流隔板混合池 B B、跌水混合池、跌水混合池 C C、水跃式混合池、水跃式混合池 D D、涡流式混合设备、涡流式混合设备 E E、廊道式格板混合池、廊道式格板混合池化学混凝的设备化学混凝的设备3838 A A、分流隔板混合池、分流隔板混合池化学混凝的设备化学混凝的设备3939 B B、跌水混合池、跌水混合池 利利用用水水流流在在跌跌落落过过程程中中产产生生的的冲冲击击达达到到混混合的效果。

合的效果化学混凝的设备化学混凝的设备4040 C、水跃式混合池、水跃式混合池 利用利用3m/s以上的流速迅速流下时所产生的水以上的流速迅速流下时所产生的水跃进行混合跃进行混合 化学混凝的设备化学混凝的设备4141 D D、涡流式混合设备、涡流式混合设备设计要点：设计要点： 底部锥角底部锥角30-4530-45°°；； 反应时间反应时间1-1.5min1-1.5min，，≤≤2min2min；； 入口流速入口流速1-1.5m/s1-1.5m/s；； 圆柱部分上升流速圆柱部分上升流速25mm/s25mm/s化学混凝的设备化学混凝的设备4242 E E、廊道式格板混合池、廊道式格板混合池化学混凝的设备化学混凝的设备43433 3、水泵混合、水泵混合 将将药药剂剂投投加加在在水水泵泵的的吸吸水水管管内内或或喇喇叭叭口口处处，，利利用用水水泵叶轮高速旋转达到快速混合的目的泵叶轮高速旋转达到快速混合的目的特点：特点： 混合效果好，不需另建混合混合效果好，不需另建混合设施；设施； 节省动力；节省动力； 各型水厂均可采用；各型水厂均可采用；要求：要求： 泵房距离处理设备不大于泵房距离处理设备不大于150m150m。

化学混凝的设备化学混凝的设备4444水泵混合的投药位置水泵混合的投药位置 （（1 1）泵前投加）泵前投加 ☆★☆★ （（2 2）泵后投加）泵后投加 ☆★☆★ 1 1、泵前投加、泵前投加 加加注注在在取取水水泵泵吸吸水水管管中中或或吸吸水水喇喇叭叭口口处处，，见见图图目目前前大大多多数数采采用用这这种种方方式式，，主主要要优优点点是是可可利利用用水水泵泵叶叶轮轮使使药药剂剂和和原原水水得得到到充充分分混混合合，，而而且且借借助于水泵吸力吸入，容易加注助于水泵吸力吸入，容易加注 缺点是药剂对水泵有一定的腐蚀作用缺点是药剂对水泵有一定的腐蚀作用 2 2、泵后投加、泵后投加 加注在水泵出水压力管（见图）或沉淀池进口处加注在水泵出水压力管（见图）或沉淀池进口处 当当取取水水泵泵离离净净水水装装置置较较远远（（约约大大于于500m500m））时时，，为为防防止止反反应应过过早早，，已已结结成成的的絮絮粒粒在在管管道道或或进进入入沉沉淀淀池池时时破破碎碎，，从从而而影影响响净净水效果，所以采用泵后投加。

水效果，所以采用泵后投加 泵泵后后投投加加因因投投药药点点承承压压或或无无吸吸力力，，故故需需要要用用水水射射器器或或加加药药泵其优点是不发生药剂对水泵的腐蚀其优点是不发生药剂对水泵的腐蚀化学混凝的设备化学混凝的设备4545 4 4、机械搅拌混合、机械搅拌混合 化学混凝的设备化学混凝的设备4646四、絮凝反应设备四、絮凝反应设备 (1) (1) 反应的作用反应的作用 是是使使混混合合形形成成的的小小絮絮凝凝体体经经过过充充分分碰碰撞撞接接触触，，聚结成较大颗粒的过程聚结成较大颗粒的过程 化学混凝的设备化学混凝的设备4747四、反应（絮凝）四、反应（絮凝） (2) (2) 反应过程的水力条件反应过程的水力条件 反反应应设设备备应应有有一一定定的的停停留留时时间间和和适适当当的的搅搅拌拌强强度度，，使使小絮体有适宜的相互碰撞机会小絮体有适宜的相互碰撞机会 搅搅拌拌强强度度太太大大或或太太小小，，会会对对反反应应池池的的絮絮凝凝效效果果产产生生不不利影响 絮凝控制指标：絮凝控制指标： 速度梯度速度梯度G=10～～70s-1。

水流速度水流速度v=15－－30mm/s 反应时间反应时间t=15－－30min 絮凝控制指标絮凝控制指标Gt值值=104-4×105化学混凝的设备化学混凝的设备4848絮凝絮凝反应设备反应设备 (1)(1)设备分类设备分类 （按（按搅拌方式搅拌方式分）分） A A、、水力搅拌反应池：水力搅拌反应池： B B、、机械搅拌反应池：机械搅拌反应池： 化学混凝的设备化学混凝的设备4949 (2)(2)水力搅拌反应池水力搅拌反应池 A A、隔板反应池、隔板反应池 B B、折板反应池、折板反应池 C C、穿孔旋流反应池、穿孔旋流反应池 D D、旋流式反应池、旋流式反应池 E E、涡流式反应池、涡流式反应池 化学混凝的设备化学混凝的设备5050 A A、、隔板反应池隔板反应池 a a、往复式、往复式 b b、回转式、回转式 a a、往复式、往复式 特点：特点： 水水流流在在池池内内作作180180º 转转弯弯，，局局部部水水头头损损失失较较大大，，且絮凝体有破碎的可能。

且絮凝体有破碎的可能 水头损失水头损失0.3-0.5m0.3-0.5m b b、回转式、回转式 特点：特点： 水水流流在在池池内内作作9090º转转弯弯，，局局部部水水头头损损失失大大为为减减小小，，且絮凝效果有所提高且絮凝效果有所提高 水头损失比往复式小水头损失比往复式小40%40% 化学混凝的设备化学混凝的设备5151 B B、穿孔旋流反应池、穿孔旋流反应池 由若干方格组成，由若干方格组成，分格数不少于分格数不少于6 6格 隔墙上下开孔，水隔墙上下开孔，水流沿池壁切线进入形成流沿池壁切线进入形成旋流第一格孔口小，旋流第一格孔口小，旋转速度大，随后依次旋转速度大，随后依次递减，对应递减，对应G G值递减化学混凝的设备化学混凝的设备5252 （（3 3）机械搅拌反应池）机械搅拌反应池 A A、、浆板式浆板式和和叶轮式 B B、、水平轴水平轴和和垂直轴垂直轴 分格串联，每格设以分格串联，每格设以搅拌机。

分格越多，絮凝搅拌机分格越多，絮凝效果越好但造价高和维效果越好但造价高和维修量大 为适应絮体形成规律，为适应絮体形成规律，第一格搅拌强度最大，其第一格搅拌强度最大，其余依次递减，对应余依次递减，对应G G值也递值也递减化学混凝的设备化学混凝的设备5353 机械搅拌反应池机械搅拌反应池设计参数：设计参数： A A、絮凝时间为、絮凝时间为15-20min15-20min B B、池内设、池内设3-43-4挡搅拌机挡搅拌机 C C、隔墙上下开孔，防止水流短路隔墙上下开孔，防止水流短路 D D、叶轮线速度自第一挡、叶轮线速度自第一挡0.5m/s0.5m/s起逐渐减小到末挡起逐渐减小到末挡的的0.25m/s0.25m/s 化学混凝的设备化学混凝的设备5454 （（4 4）组合絮凝池）组合絮凝池化学混凝的设备化学混凝的设备5555 (5)(5)混凝反应池的设计要点：混凝反应池的设计要点： 反反应应流流速速一一般般按按由由大大逐逐渐渐变变小小进进行行设设计计。

为为防防止止絮絮粒粒被被破碎，应控制反应器内的流速破碎，应控制反应器内的流速 要要有有足足够够的的反反应应时时间间（（10-30min10-30min为为宜宜）），，并并控控制制反反应应速速度度，，使使梯梯度度值值G G值值达达到到10-75s10-75s-1-1，，通通常常20-60s20-60s-1-1，，使使GtGt值值应应控控制在制在10104 4～～10105 5之间，保证反应过程的充分完全之间，保证反应过程的充分完全 对对于于低低浊浊度度、、低低碱碱度度废废水水宜宜采采用用较较大大的的t t值值；；对对粗粗分分散散、、杂质含量高的废水宜采用较大的杂质含量高的废水宜采用较大的G G值 采采用用水水力力搅搅拌拌的的反反应应设设备备，，其其搅搅拌拌强强度度可可由由水水流流速速度度来来控控制制，，搅搅拌拌时时间间即即水水在在反反应应设设备备中中的的停停留留时时间间，，一一般般采采用用6 6～～30min30min化学混凝的设备化学混凝的设备56混凝小结混凝小结­ 混凝的原理混凝的原理混凝剂混凝剂常用混凝剂常用混凝剂混凝剂的投加量混凝剂的投加量混凝过程中的设备混凝过程中的设备三、澄清池三、澄清池泥渣循环分离型泥渣循环分离型悬浮泥渣过滤型悬浮泥渣过滤型机械加速澄清池机械加速澄清池普通悬浮澄清池普通悬浮澄清池脉冲澄清池脉冲澄清池水力循环澄清池水力循环澄清池池池型型 定义定义：完成水与药剂混合、反应及：完成水与药剂混合、反应及絮体分离三过程于一体的一种专门设备。

絮体分离三过程于一体的一种专门设备四、过  滤※作用： 1、滤池设置于混凝沉淀工艺或澄清池之后，滤池出水浊度须达到饮用水标准； 2、也可用于活性炭吸附、离子交换及膜分离等深度处理之前的预处理； 3、为滤后消毒操作创造良好条件水和废水通过粒状滤料水和废水通过粒状滤料( (如石英砂如石英砂) )床层时，其床层时，其中的悬浮颗粒和胶体就被截留在滤料的表面和中的悬浮颗粒和胶体就被截留在滤料的表面和内部空隙中，这种通过粒状介质层分离不溶性内部空隙中，这种通过粒状介质层分离不溶性污染物的方法称为污染物的方法称为粒状介质过滤粒状介质过滤 ­过滤机理：过滤机理：­1 1、阻力截留：滤料床由被截留的固体颗粒构成、阻力截留：滤料床由被截留的固体颗粒构成的滤膜，并由它起主要的过滤作用这种作用的滤膜，并由它起主要的过滤作用这种作用属于阻力表层形成一层主要属于阻力表层形成一层主要­2 2、重力沉降：、重力沉降：原水通过滤料层时，众多的滤料原水通过滤料层时，众多的滤料表面提供了巨大的沉降面积，形成无数的小表面提供了巨大的沉降面积，形成无数的小“沉淀池沉淀池”，悬浮物极易在此沉降下来。

悬浮物极易在此沉降下来 ­3 3、吸附及接触絮凝：、吸附及接触絮凝： 通过范德华引力、静电通过范德华引力、静电引力等作用，颗粒物会吸附在滤料表面而被去引力等作用，颗粒物会吸附在滤料表面而被去除；滤料表面对尚未凝聚的胶体还能起接触碰除；滤料表面对尚未凝聚的胶体还能起接触碰撞的媒介作用，促进其凝聚过程，即接触絮凝撞的媒介作用，促进其凝聚过程，即接触絮凝四、过  滤60­按滤料按滤料种类分种类分单层滤池单层滤池双层滤池双层滤池多层滤池多层滤池­按水头分按水头分重力式滤池重力式滤池压力滤池压力滤池­按进出水按进出水及反冲洗及反冲洗的方式分的方式分普通快滤池普通快滤池虹吸滤池虹吸滤池无阀滤池无阀滤池4~5米水头米水头15~20米水头米水头四、过  滤61滤料 优良的滤料须满足：优良的滤料须满足：足够的机械强度，较好足够的机械强度，较好的化学稳定性，足够的空隙率等；的化学稳定性，足够的空隙率等； 常用的滤料常用的滤料：石英砂、无烟煤、陶粒、高炉：石英砂、无烟煤、陶粒、高炉渣、天然矿石（渣、天然矿石（如石榴石、磁铁矿、金刚砂等如石榴石、磁铁矿、金刚砂等）） 、聚苯乙烯球、塑料纤维球等。

聚苯乙烯球、塑料纤维球等二）普通快滤池 2.2.滤料和垫层结构滤料和垫层结构62­ 设计滤速: 单层砂滤池的滤速v一般为8－12m/h，双层滤池一般为12－16 m/h­       滤池总表面积：A=Q/v    Q为设计最大流量­       滤池形状：长宽比一般为1.25～1.5：1­       滤池总深度：垫层为0.4～0.5m，滤层为0.7～0.75m，滤池上面水深1.5-2m­      滤池总水深约2.5～3.5m4.4.普通快滤池的设计要点普通快滤池的设计要点63­ ­ 原理：沉积于滤层内的污染物是靠上升的反冲洗水剪切力以及滤料颗粒间的碰撞，摩擦而剥落下来，并随水流冲走 ­ 方式：高速水流反冲洗；气、水反冲洗；­表面助冲加高速水流反冲洗­ 操作参数：反冲洗强度和滤层膨胀率­ 4.4. 快滤池的反冲洗快滤池的反冲洗64­膨膨胀率：率：­e=(L-L0)/L0×100%­一般一般e值取取45％～％～50％％­ ­ 反冲洗反冲洗强强度：度：单层滤池一般池一般为12～～15 L/(m2·s）），，双双层滤池池为13～～16 L/(m2·s）。

反冲水滤  层L0L4.4. 快滤池的反冲洗快滤池的反冲洗5.5. 配水系统配水系统67 气浮法是利用高度分散的微小气泡（ 理想尺寸为15～30μm）作为载体去粘附废水中的悬浮物，使其随气泡浮升到水面而加以分离去除的一种水处理方法 气浮分离的对象是乳化油以及疏水性悬浮固体颗粒 五、气  浮68★ 补充：气浮法在水处理中的应用 （1）低温、低浊、高藻类原水的净化处理； （2）回收有用物质：如纸浆、细小纤维等； （3）代替二沉池，分离活性污泥； （4）分离回收含油废水中的悬浮油及乳化油，废如食油工业 水中所含的油脂；（靠自然上浮难以 去除的） （5）剩余污泥的浓缩； （6）分离表面活性物质和金属离子（加浮选剂） 给水处理传统工艺：混凝+沉淀+过滤+消毒新型工艺：混凝+气浮+过滤+消毒五、气  浮69★ ★ 补充：气浮法的优点补充：气浮法的优点­工艺启动快，运行方式灵活；­适应水力负荷变化能力强；­处理效率较高；­气浮法产生污泥含水率(90～95%)比沉淀池(95～99.8 %)的低得多；­减少化学药剂的使用量；­与沉淀法相比，出水水质更好；­池子结构简单，造价低。

五、气  浮70★★补充：补充： 气浮法的缺点气浮法的缺点­运行操作复杂，机械化程度要求高；­电耗比较大；­日常维护费用较高；­需要设立单独的混凝装置，气浮池常常需设顶盖或 建在室内；­工艺控制参数多，设计过程复杂五、气  浮71※1 1、加压溶气气浮工艺（、加压溶气气浮工艺（最常用的气浮工艺最常用的气浮工艺）） 取一部分处理后的澄清出水回流进行加压和溶气，减压后进入气浮池，与直接进入气浮池的原水混合，进行气浮分离 （回流比为10~20%)72分四阶段：分四阶段：1.1.溶气过程溶气过程2.2.溶气水的释放（气泡的形成）过程溶气水的释放（气泡的形成）过程3.3.悬浮颗粒物与气泡的粘附过程悬浮颗粒物与气泡的粘附过程4.4.颗粒物的上升、分离过程颗粒物的上升、分离过程1 1、加压溶气气浮工艺、加压溶气气浮工艺73 A、溶气压力： 空气在水中的溶解度c0与压力p的关系符合亨利定律 ★一定温度下，溶解度与压力成正比；压力越高，空气溶解度越大，动力消耗也越大，对设备要求也越高 ★ 压力一定，温度越高，空气溶解度越小 1）溶气过程1 1、加压溶气气浮工艺、加压溶气气浮工艺74 B B、溶气量：、溶气量： 生产上生产上溶气时间溶气时间一般采用一般采用2 2～～4min4min。

为保证气浮效果，为保证气浮效果，设计空气量设计空气量应按理论量的应按理论量的125%125%计 C C、加压泵、加压泵 提升原水、给气水混合物加压提升原水、给气水混合物加压 1 1）溶气过程）溶气过程加压泵加压泵1 1、加压溶气气浮工艺、加压溶气气浮工艺75D D、压力溶气罐：、压力溶气罐：p72 p72 溶气罐溶气罐是一个耐压密封钢罐，空气与是一个耐压密封钢罐，空气与水在罐内混合、溶解水在罐内混合、溶解 为了提高为了提高溶气效率溶气效率，增大容积利用率，罐，增大容积利用率，罐内内常设填料常设填料（玻璃钢波纹板填料、磁环调料、（玻璃钢波纹板填料、磁环调料、聚氯乙烯环状填料）聚氯乙烯环状填料） 影响填料溶气罐效率影响填料溶气罐效率的的主要因素主要因素是：填料是：填料特性、填料层高度、罐内液位高度、布水方式特性、填料层高度、罐内液位高度、布水方式和温度等和温度等 填料溶解于水中的空气量与供气设备提供的空气量之比，溶解于水中的空气量与供气设备提供的空气量之比，与温度、压力及气液两相的动态接触面积有关与温度、压力及气液两相的动态接触面积有关1.1.溶气过程溶气过程进水管进气管出水管液位计小贴士：填料式溶气罐的溶气效率比空罐高10~30%76 填料溶气罐的主要工艺参数：填料溶气罐的主要工艺参数： (书书P72) 过流密度：过流密度：2500-5000 m3/m2.d ；； 填料高度：填料高度：0.8-1.3m ；； 液位高度：液位高度：0.6-1.0m（从罐底计）；（从罐底计）； 承压能力：大于承压能力：大于0.6MPa ；； 工作压力：工作压力：0.3～～0.5MPa 。

1.1.溶气过程溶气过程 过流密度：过流密度：单位时间内，单位横截面积上单位时间内，单位横截面积上通过的液体流量通过的液体流量 77溶气罐供气方式：溶气罐供气方式： ( (书书P73-74P73-74) ) a a、、 采用水泵吸水管上吸入空气；（较少采用）采用水泵吸水管上吸入空气；（较少采用） b b、、 在水泵加压管（出水管）上设置射流器吸入空气；在水泵加压管（出水管）上设置射流器吸入空气； c c、、 采用空气压缩机供气采用空气压缩机供气空压机空压机1.1.溶气过程溶气过程射流器射流器78b b、、 在水泵加压管（出水管）上设置射流器吸入空气：在水泵加压管（出水管）上设置射流器吸入空气：        优点：比较简便，水气混合均匀，不需另设空压机，节省设备费用 缺点：能量损失大，动力消耗较高79c c、、 采用空气压缩机供气：采用空气压缩机供气：优点是能耗较低；缺点是产生噪声和油污染，操作比较复杂80 A、、溶气水减压释放装置（溶气释放器）：溶气水减压释放装置（溶气释放器）： 作用：作用：使溶气水迅速使溶气水迅速减压、消能减压、消能，释放空气，产生微气泡。

释放空气，产生微气泡 工作原理：工作原理：溶气水经过减压释放装置时，反复地受到收溶气水经过减压释放装置时，反复地受到收缩、扩散、碰撞、挤压、漩涡等作用，其压力能迅速消失，水中缩、扩散、碰撞、挤压、漩涡等作用，其压力能迅速消失，水中溶解的空气以极细的气泡释放出来溶解的空气以极细的气泡释放出来第二阶段：溶气水的释放（气泡的形成）1 1、加压溶气气浮工艺、加压溶气气浮工艺81 目前已有多种形式的减压释目前已有多种形式的减压释放装置在使用中，如针形阀、放装置在使用中，如针形阀、WRCWRC喷嘴、喷嘴、TSTS型（型（TJTJ、、TVTV型）释型）释放器、普通截止阀等放器、普通截止阀等82                                                                                                        性能良好的减压释放性能良好的减压释放器：器：产生的气泡更加微细产生的气泡更加微细（（20-40μm），分散度高，），分散度高，大气泡少，大气泡少，单位体积空气形单位体积空气形成气泡的数量更多，从而增成气泡的数量更多，从而增大了与颗粒物的碰撞黏附几大了与颗粒物的碰撞黏附几率，提高气浮效果。

率，提高气浮效果 83第三阶段第三阶段 悬浮物与气泡的黏附结合悬浮物与气泡的黏附结合 实实现现气气浮浮分分离离的的过过程程的的必必要要条条件件是是悬悬浮浮物物与与气气泡粘附结合泡粘附结合 1 1、加压溶气气浮工艺、加压溶气气浮工艺84★★气浮池气浮池 气气浮浮池池的的功功能能：：提提供供一一定定的的容容积积和和池池表表面面积积，，使使微微气气泡泡与与水水中中悬悬浮浮颗颗粒粒充充分分混混合合、、接接触触、、粘粘附，并使带气絮体与水分离附，并使带气絮体与水分离 平流式和竖流式两种平流式和竖流式两种第四阶段第四阶段 颗粒物的上浮、分离过程颗粒物的上浮、分离过程1 1、加压溶气气浮工艺、加压溶气气浮工艺85混凝池与气浮池合建平流式气浮池混凝池与气浮池合建平流式气浮池第四阶段第四阶段 颗粒物的上浮、分离过程颗粒物的上浮、分离过程优点：池深浅、造价低、构造简单、运行方便；缺点：分离部分的容积利用率不高1 1、加压溶气气浮工艺、加压溶气气浮工艺接触室混凝反应室分离室。