影响混凝效果的主要因素有哪些?影响混凝效果的因素比较复杂,主要包括水温、水化学特性、杂质性质和浓度以及水力条件等。
水温尤其是低温对混凝效果有明显的影响。水处理过程中,当地表水温低达0~2℃时,尽管投加了大量的混凝剂,依然存在絮凝体形成缓慢,絮凝颗粒细小、松散等较差的混凝效果。
水的pH值对混凝效果的影响程度,视混凝剂品种而异。用铝盐除浊时,最佳pH值为6.5~7.5;用于去除水的色度时,pH值宜为4.5~5.5。采用三价铁盐做混凝剂时,pH范围较宽,除浊时pH值控制在6.0~8.4之间,除色时pH值为5.0~5.5。使用亚铁盐作混凝剂时,为了提高混凝效果可将水的pH值提高至8.5以上,利用水中的溶解氧将二价铁氧化成三价铁。由于这种方法操作比较复杂,通常采用氯化法实现。
高分子混凝剂的混凝效果受水的pH值影响较小。
由铝盐水解反应可知,水解过程不断产生H+,从而导致水的pH值下降。当原水中碱度不足或混凝剂投量较高时,通常采用石灰来中和混凝剂水解过程中产生的H+。
水中胶体浓度很低时,颗粒碰撞速率大大减少,混凝效果差。为了提高低浊水的混凝效果,通常采取以下措施:
①在投加铝盐或铁盐混凝剂的同时,投加高分子助凝剂;
②投加黏土等矿物颗粒以增加混凝剂水解产物的凝结中心,提高颗粒碰撞速率并增加絮凝体密度;
③投加混凝剂后直接过滤,滤料即成为絮凝中心。
如果原水悬浮物含量较高,如我国西北等地区的高浊水源,为了使悬浮物吸附电中和脱稳,所需铝盐或铁盐混凝剂量将相应大大增加。为了减少混凝剂用量,通常投加聚丙烯酰胺等高分子助凝剂。
颗粒间的碰撞是混凝的首要条件,引起水中颗粒相互碰撞的动力来源于颗粒本身的布朗运动和水力或机械搅拌作用。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”。
在水处理中自混凝剂与水混合起直到大颗粒絮凝体形成为止,在处理工艺上总称混凝过程。可分为混合和絮凝两个阶段。在混合阶段,水中杂质颗粒微小,异向絮凝占主导地位,此时对水流剧烈搅拌的主要目的是使药剂快速均匀地分散于水中,以利于混凝剂快速水解、聚合及颗粒脱稳。由于该过程进行很快,时间通常在10~30s,最多不超过2min。絮凝阶段主要是依靠机械或水力搅拌促使在混合阶段形成的小凝聚体颗粒碰撞絮凝形成大的“矾花”,故属于同向絮凝。其絮凝结果不仅与水流的速度梯度有关,还与絮凝时间有关。通常速度梯度越大,颗粒碰撞速率越大,絮凝效果越好。然而随着速度梯度的增大,水流剪切力也随之增大,对于已经形成的絮凝体又有破坏的可能。在絮凝过程中,絮凝体尺寸逐渐增大,粒径变化可从微米级增到毫米级。由于大的絮体容易破碎,故在整个絮凝过程中,速度梯度应渐次减小。
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