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混凝
混凝常作為污水處理前的預處理之一，它是通過(guò)向廢水中投加混凝劑，使細小懸浮物或膠體微?；ハ辔浇Y合而成較大顆粒而沉淀，得以與水分離，使廢水得以?xún)艋??；炷四軌虼龠M(jìn)渾水澄清外，還能降低水的色度和去除附著(zhù)于膠粒和致濁雜質(zhì)上的細菌和病菌，去除各種難降解有機物、某些重金屬毒物和放射性物質(zhì)，改善污泥的脫水性質(zhì)。
一、基本原理：
混凝劑對水中膠體粒子的混凝作用有四種：壓縮雙電層作用機理、吸附－電性中和作用機理、吸附架橋作用機理和沉淀物的網(wǎng)捕、卷掃作用機理。
1、壓縮雙電層作用機理在水中投加混凝劑后，混凝劑電離產(chǎn)生大量的正離子或聚合離子，通過(guò)加入電解質(zhì)壓縮擴散層而導致膠粒脫穩凝聚。
2、吸附－電性中和作用機在水中投加適量的混凝劑，通過(guò)吸附作用，使膠體電性中和而達到脫穩凝聚的目的。
3、吸附架橋作用機理對高分子絮凝劑，有的表面不帶電，為非離子型，有的表面帶負電荷，仍然能對帶負電荷的膠體雜質(zhì)起混凝作用，這個(gè)現象可用吸附架橋作用機理來(lái)解釋。
對于高分子物質(zhì)，其混凝作用機理可分為兩種情（1）高分子物質(zhì)為陽(yáng)離子型時(shí)，吸附－電性中和作用和吸附架橋作用都有。（2）高分子物質(zhì)為陰離子型和非離子型時(shí)，則為吸附架橋作用。
4、沉淀物的網(wǎng)捕、卷掃作用機理無(wú)機鹽混凝劑投量很多時(shí)（例如鋁鹽、鐵鹽），會(huì )在水中產(chǎn)生大量氫氧化物沉淀，形成一張絮凝網(wǎng)狀結構，在下沉過(guò)程中網(wǎng)捕、卷掃水中膠體顆粒，以致產(chǎn)生沉淀分離。沉淀物的網(wǎng)捕、卷掃作用是一種機械作用。對于低濁度水，可以利用這個(gè)作用機理，在水中投加大量混凝劑，以達到去除膠體雜質(zhì)的目的。
聚合混凝劑
混凝劑按化學(xué)成分分為無(wú)機混凝劑和有機混凝劑
二、混凝過(guò)程及設備：
混凝處理工藝流程包括混凝劑的配置與投加、混合、反應及沉淀分離等過(guò)程。其流程如下圖所示：
1、投藥
投藥方法分為干投法和濕投放。干投法就是將固體混凝劑破碎成粉末后定量地投入待處理水中。此法對混凝劑的粒度要求較嚴，投量控制較難，對機械設備的要求較高，勞動(dòng)條件也較差，目前國內使用較少。濕投法是將混凝劑和助凝劑先溶解配成一定濃度的溶液，然后按處理水量大小定量投加。
2、混合
混合是指當藥劑投入污水后發(fā)生水解并產(chǎn)生異電荷膠體與水中膠體和懸浮物接觸形成細小絮凝體（俗稱(chēng)礬花）的過(guò)程。在專(zhuān)用混合設備中進(jìn)行混合，有機械和水力兩種方法。采用機械攪拌的有機械攪拌混合槽、水泵混合槽等，利用水力混合的有管道式、穿孔板式、渦流式混合槽等。
3、反應
混合完成后，水中已產(chǎn)生細小絮體，但還未達到能自然沉降的粒度，反應階段的作用是小絮體繼續形成大的、具有良好沉淀性能的絮凝體，以使其在后續的沉淀池內下沉。
4、澄清池
澄清池是能夠同時(shí)實(shí)現混凝劑與原水的混合、反應、澄清合成一體的設備，具有占地面積小，處理效果好，生產(chǎn)效率高，節省藥劑用量等優(yōu)點(diǎn)。它利用的是接觸絮凝原理，即強化絮凝過(guò)程：在池中讓已經(jīng)生成的絮凝體懸浮在水中成為懸浮泥渣層（接觸絮凝區），當投加混凝劑的水通過(guò)它時(shí)，廢水中新生成的微絮粒迅速吸附在懸浮泥渣上，從而達到良好的去除效果。
三、影響混凝效果的主要因素：
1、水溫
水溫對混凝效果有明顯影響，我國北方到冬季水溫低達0～2℃，盡管投加大量無(wú)機鹽類(lèi)混凝劑，混凝效果也不好，也就是說(shuō)，低溫水難處理。原因是：
（1）低溫時(shí)無(wú)機鹽水解速度慢，因為無(wú)機鹽水解為吸熱反應。
（2）水溫低時(shí)水的粘度大，會(huì )使布朗運動(dòng)減弱，減少顆粒碰撞機會(huì )，同時(shí)水的剪力增大，絮凝體容易破碎。
（3）水溫低時(shí)絮凝體不容易沉淀
（4）水溫低時(shí)膠體水化作用增強，妨礙膠體凝聚。
（5）水溫與水的pH值有關(guān)。當水溫低時(shí)，水的pH值提高，相應的混凝最佳pH值也將提高。
鑒于以上原因，為提高低溫水的混凝效果，可采取以下措施：
（1）采用PAC、鐵鹽作混凝劑。
（2）投加助凝劑活化硅酸
（3）增加混凝劑投加量，利用沉淀物網(wǎng)捕、卷掃作用去除水中雜質(zhì)。
2、pH值
對不同的混凝劑，水的pH值影響不同。
（1）硫酸鋁
硫酸鋁作為混凝劑時(shí)，水的最佳pH值為：去除濁度時(shí)pH＝6.5～7.5，去除色度時(shí)pH＝4.5～5.5。
（2）三氯化鐵
三氯化鐵適用的pH值范圍比硫酸鋁寬，最佳范圍為：去除濁度時(shí)pH＝6.0～8.4，去除色度時(shí)pH＝3.5～5.0。
（3）硫酸亞鐵
使用硫酸亞鐵作為混凝劑時(shí)，分兩種情況考慮：
（1）當pH＜8.5時(shí)，通常采用亞鐵氯化法將二價(jià)鐵離子氧化成三價(jià)鐵離子。
（2）當pH＞8.5時(shí)，且水中有足夠溶解氧，則可完成二價(jià)鐵離子氧化過(guò)程。
但是天然水pH＜8.5，故可采取投加石灰的方法來(lái)提高水的pH值。高分子混凝劑對水的pH值變化適應性較強，故可不考慮。
3、堿度
堿度指水中含堿物質(zhì)的多少。從鋁鹽的水解反應：Al3+＋3H2O → Al(OH)3＋3H+可看出，水解過(guò)程中不斷產(chǎn)生H+，會(huì )導致水的pH值不斷下降，要使水的pH值保持在最佳范圍，則水中應有足夠的堿性物質(zhì)與H+中和。天然水中均含有一定堿度（HCO3-），一般有兩種情況：
（1）當原水的堿度足夠時(shí)，就能對水的pH值有緩沖作用。
（2）當原水堿度不足或混凝劑投量較多，水中產(chǎn)生大量的H+時(shí)，必須投加石灰等堿性物質(zhì)來(lái)中和水解過(guò)程中產(chǎn)生的H+。
石灰投加量可通過(guò)試驗確定或按下式估算：
[CaO]＝[α]－[χ]＋[δ]式中，
[CaO] —— 純石灰CaO投量（meq/L）；
[α] —— 混凝劑投量（meq/L）；
[χ] —— 原水堿度（meq/L，以CaO計）；
[δ] —— 剩余堿度，一般取0.5～1.0meq/L（以CaO計）；
4、濁度
A、低濁水
水中懸浮物濃度很低時(shí)，顆粒碰撞速率大大減小，混凝效果較差，對低濁水可采取以下措施提高混凝效果：
（1）投加高分子助凝劑活化硅酸或PAM。
（2）投加粘土，以增加混凝劑水解產(chǎn)物的凝結中心，提高碰撞速率，或者采用機械攪拌澄清池。
（3）采用直接過(guò)濾法。
B、高濁水
對于高濁度水，為了減少鋁鹽、鐵鹽等混凝劑的投加量，可投加PAM作助凝劑。
