混凝沉淀原理及特性

混凝沉淀原理：在混凝剂的作用下，使废水中的胶体和细微悬浮物凝聚成絮凝体，然后予以分离除去的水处理法。

混凝法的基本原理是在废水中投入混凝剂，因混凝剂为电解质，在废水里形成胶团，与废水中的胶体物质发生电中和，形成绒粒沉降。混凝沉淀不但可以去除废水中的粒径为10-3~10-6 mm的细小悬浮颗粒，而且还能够去除色度、油分、微生物、氮和磷等富营养物质、重金属以及有机物等。

废水在未加混凝剂之前，水中的胶体和细小悬浮颗粒的本身质量很轻，受水的分子热运动的碰撞而作无规则的布朗运动。颗粒都带有同性电荷，它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大的颗粒；其次，带电荷的胶粒和反离子都能与周围的水分子发生水化作用，形成一层水化壳，有阻碍各胶体的聚合。一种胶体的胶粒带电越多，其电位就越大；扩散层中反离子越多，水化作用也越大，水化层也越厚，因此扩散层也越厚，稳定性越强。

废水中投入混凝剂后，胶体因电位降低或消除，破坏了颗粒的稳定状态（称脱稳）。脱稳的颗粒相互聚集为较大颗粒的过程称为凝聚。未经脱稳的胶体也可形成大得颗粒，这种现象称为絮凝。不同的化学药剂能使胶体以不同的方式脱稳、

凝聚或絮凝。按机理，混凝可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网铺四种。

在废水的混凝沉淀处理过程中，影响混凝效果的因素比较多。其中有水样的影响：对不同水样，由子废水中的成分不同，同一种混凝剂的处理效果可能会相差很大。还有水温的影响，其影响主要表现在：a影响药剂在水中碱度起化学反应的速度，对金属盐类混凝影响很大，因其水解是吸热反应；b影响矾花地形成和质量。水温较低时，絮凝体型成缓慢，结构松散，颗粒细小；c水温低时水的粘度大，布朗运动强度减弱，不利于脱稳胶粒相互凝聚，水流剪力也增大，影响絮凝体的成长。该因素主要影响金属盐类的混凝，对高分子混凝剂影响较小。

混凝工艺混凝去除的对象

以地表水为例，水中含有的无机颗粒一般有粘土、粉砂、细砂；有机物有腐殖酸、蛋白质等，生物体物质一般有细菌，病毒等。虽然性质各有不同，但从尺寸大小可分为悬浮物、胶体和溶解物。

其中粒径大于100μm以上的颗粒，通过自然沉淀就可以从水中去除，但是一般不能通过沉淀去除胶体和悬浮物，这里就需要用到混凝工艺进行去除。

从而得出混凝的定义，混凝就是在水中投加混凝剂，使水中胶体粒子和微小悬浮物凝聚成具有可分离性的絮凝体（即矾花，英文Floc），以便在后续工艺（如沉淀）中能够被分离去除。

以上，混凝去除的主要对象是水中的胶体和部分细小悬浮物。

混凝沉淀工艺特点

（1）处理效率高、占地面积小、经济效益显著。

于混合迅速（3～30秒），反应时间短（5～10分钟），沉淀池上升流速度高（2.5～3.5mm/s），因此可大为缩短水在处理构筑物中的停留时间，大幅度提高处理效率，因而也就节省了构筑物的基建投资。工程实践证实：与传统工艺相比，采用新技术对旧水厂挖潜改造，在构筑物容积不增加的情况下，可使处理水量净增75%～，而改造投资仅相当于新建同等规模新水厂投资的30%～～wsn；用于新建水厂，主体工艺构筑物可节省投资20%～30%，并可大幅度减少主体构筑物占地面积。与平流沉淀池比较可节省80%，比斜管沉淀池可节省40%。

（2）处理水质优，社会效益好，水质效益可观。

几年运行实践证明，这项工艺可使沉后水浊度稳定在3NTU以下，滤后水接近0度，这就形成了水质效益。水质效益一方面就是社会效益，另一方面是潜在的经济效益。随着我国生活饮用水标准的将进一步提高，已逐渐要求出厂水达到1NTU，那么大部分城市现有处理设备和工艺是难以达到的，只有通过大幅度投资扩建新水厂，才能解决水质和水量的矛盾。而采用此工艺可稳定保持出厂水浊度底于1NTU。由此可见，其水质效益是相当可观的。

（3）抗冲击能力强，适用水质广泛。

实践证明，此项技术抗冲击能力较强，当原水浊度、进水流量、投加药量发生一些变化时，沉淀池出水浊度不象传统工艺那样敏感。其原因是，这项工艺的沉淀池上升流速按3.5mm/s设计时尚有很大潜力。运行实践表明，这项工艺对低温低浊、汛期高浊以及微污染等特殊原水水质的处理均非常有效。

（4）制水成本降低。

1．由于新技术采用的混合及反应设备，可节省投药量

2．由于新技术沉后水浊度在3度以下，减轻了滤池负担，因此滤池反冲洗水可节省左右，并可延长滤料更换周期；

3．对改造旧水厂，水量增加而管理人员无需增加，运行管理费用大为降低；

4．基建费用的大幅度节省，可较大程度减低投资折旧率。

从以上四个方面来看，新技术的使用可使制水成本显著降低。

（5）工期短、。

此项技术用于旧水厂挖潜改造，从设计到安装调试只需2～3个月，可以在短时间内解决城市供水不足的状况。