华北理工水质工程学教案02混凝

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1、课程名称：水质工程学I第周，第4讲次摘要授课题目（章、节）第二章混凝21混凝机理2-2混凝剂和助凝剂【目的要求】使学生了解混凝机理，混凝剂和助凝剂的性能作用。【重点】胶体稳定性，混凝机理；混凝动力学，混凝剂性能作用【难点】混凝机理；混凝动力学【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】第2章混凝将不易沉淀的胶体和微粒，用混凝剂进行混凝；形成较大的矶花，再进行沉淀处理，使其由水中去除。2-1混凝机理1、混凝：水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程。”凝聚：水中胶体失去稳定性的过程混凝：，（脱稳）。J絮凝：脱稳胶体相互聚集的过程。一、水中胶体的稳定性：1、胶体稳定：凡沉降速度十分缓慢的胶体粒子及微小悬浮物，

2、均认为是稳定的。实验：lm的粘土沉ICm需2h左右0.1m沉Icm需86hIm沉ICm需100年（计算）主要是由于布朗运动对微小粒子沉淀的影响。动力学稳定：颗粒布朗运动对抗重力2、胶体稳定性分类（影响的能力。聚集稳定：胶体粒子间因表面同性电荷相斥或水化膜的阻碍作用大于聚集作用，而使胶体颗粒不能相互聚集的特性。胶体相互聚结的三个不利条件。在物理化学中己讲了胶体的带电性由于C电位的存在，胶粒不能聚集。粘土=T5-40mv；细菌=-30-70mv;藻类=-10-15mvo检测电位可用电泳法和激光多普勒电泳法。DEu=-4u-电泳速度(cms)E静电系电势单位(vcm)/s)双电层理论：呈现电性的是滑

3、动面中的胶粒。天然水中胶体一般带负电。包括：粘土、细菌、病毒、藻类、腐植物等都呈现胶体性质。图15-1胶体双电层结构示意由于C电位的存在，胶粒不能聚集。粘土=-15zz-40mv;细菌=-30-7Omv；藻类=-10z-15mvo检测电位：可用电泳法和激光多普勒电泳法。DEu=-4l41)*tCMDLVo理论：(Derjagnn)(Iandon)(Verwey)(Overbeek)认为当双电层发一重叠时i产生静电斥力与X有关：用排斥势能Er表示,Er随X增大按指数关系减小。ii存在范德华引力X有关：用吸引势能EA表示,EA与X的二次方成反比。iii总势能：E=Er+EA当X=Oaoc间时，斥能

4、占优势；当X=Ob时，Emax（斥能能峰）最大；当Xoa时,吸引势能占优势产生聚集。布朗动力/沉淀一聚凝一布朗动力克服EmaX-EmaxDLVO理论与SehUIZe-Hardy（叔采-哈迪）理论是一致的。iv水化膜作用：某些亲水胶体表面的水化作用是阻止聚集的主要因素。水是极性分子，颗粒表面的极性基团对水分子有强烈的吸附作用，使颗粒周围包裹一层水化膜。水化膜阻碍胶粒相互靠近一使范氏力不能造成颗粒聚集：某些亲水胶体的稳定主要是水化膜作用。二、硫酸铝（铝矶）在水中的化学反应：A12（SO4）318H2O-A13+0H-午多种氢氧化铝离子或氢氧化铝分子及水的配合物等。是一个复杂的过程。子水平1Nt12

5、5C)IM反立发lK)同(Al(010),*H*H:2fgGM(OH)NFfTTJ,(0Hb*3H-ISO叫OiN(OH)J4H,-nW*2O*(GH)j2KJAH*IOfwwnCTAl3+=0.11VrA以(A113O4(OH)24)7+为主PH=5.0.JCTA13+=10-5M贝IJ(AI13O4(OH)24)7+很少。酸性水中PH=45时：则以多核羟基配合物为主。(A12(OH)2)4+:(A12(OH)2)5+；(A113O4(OH)24)7+中性水PH=6.57.5：以Al(OH)3为主。碱性水PH8.5：以负离子态为主，(A1(OH)4)一许多问题还没有搞清！三、混凝机理：r电性

6、中和)哪一种作用为主，则由混凝剂的种类、投加三种作用吸附架桥量、胶体性质及浓度、PH值等所决定，现节段1卷扫J仅是定性解释，正在发展定量解释。(一)电性中和：消减C电位，消除能峰EmaX40*5、电解质投量过多的效果：一胶体重新稳定并带相反电荷。由于胶粒对正离子的过多吸引(吸引包括静电力、范氏力、氢键、共价键等)使胶粒带正电重新稳定。滑动面内正离子带电量大于胶粒所带负电荷。胶粒带正电。问题：仅(Al(H20)6)3+能压缩双电层，当PHO时时，才出现(A1(H2O)6)3水处理中常是在PH3下运行。还有其它作用。6、吸附作用(理论)：分子量越大一吸附作用越强水处理PH3吸附能力(A1I3O4(

7、OH)24)7+(A13(OH)45+(A12(OH)2)4+原因：电价高，但主要是分子量大。所以我们称：“吸附电性中和”。(二)吸附架桥：(絮凝)是高分子混凝剂。图15-5架桥模型示意主要是由链状高分子的吸附作用。（1）当投量适量时，高分子与多个胶体吸付形成大颗粒的悬浮物。（2）当高分子投量过多时，胶粒周围均被高分子吸附形成高分子覆盖层，这个覆盖层阻碍胶粒碰撞凝聚。电性斥力（带电高分子）使胶粒具有斥力、水化膜（3）最佳投量：即把胶粒快速絮凝起来，又可使絮凝起来的胶粒不易脱落。m15$腔体佻护示，吸附理论认为胶粒表面由高分子覆盖1/2时絮凝效果最好。但现无法测定。由试验确定。（4）高分子混凝剂

8、：要求具有相当大数目（高分子尺寸）及形成链状。铝盐水解产物：（Al（OH）3）n（水中性的产物）有可能起架桥作用（目前有争议）。有机高分子絮凝剂：聚丙稀先胺等，（以后讲）（）网捕或卷扫混凝剂投量很大时，形成大量的氢氧化物（铝、铁）沉淀，这些沉淀物有机械的网捕、卷扫作用，去除水中的颗粒。如铝盐的投量与水的剩余浊度的关系失稳的颗粒检定的颗粒剩余浊度(1)在低浊水处理中，常用网捕卷扫区。(2)高浊水处理应用最佳铝研投配量。(3)网捕特点：混凝剂用量多，易控制。(四)分析：1铝机：(1)由PH值决定各种络合离子所占的比例不同。PH值离子态作用备注PHO(A12(HO)6)3+简单水合铝离子压缩双电层给

9、水处理中少见PH=4.56.0(A113O4(OH)24)7+电性帆花较(AI(0H)4)5+多核羟基配合物中和密实PH=77.5(A1(OH)3)n吸附架桥作用电中性羟基配合物电性中和(2)、铝帆投量的区别：对天然水而言PH=6.57.8投量作用现象少电性中和高浊水胶体聚沉略有增加电性中和吸附架桥高浊水胶体聚沉加大量胶体电荷变号再稳(复稳)无聚沉投量大网捕、扫除A1(OH)3沉淀去除胶体颗粒在一定PH下，几种作用都可能出现,但程度不同。2、高分子絮凝剂：(1)阳离子型高分子混凝剂作用：对负电荷胶体，电性中和，吸附架桥，絮体较密实。(2)非离子型、阴离子型混凝剂作用：对负电荷胶体，吸附架桥作用

10、。(3)投量过多：使胶体复稳”。2-2混凝剂和助凝剂一、混凝剂：1、基本要求：混凝效果好；对人身体健康无害；使用方便，货源充足，价格低廉。2、分类：铝盐无机YL铁盐L天然：藻酸钠、骨胶、明胶I有机1(使用极少)人工合成：聚丙烯酰胺(PAM)聚氧化乙烯(PEO)(一)无机混凝剂：1、铝系：(聚合铝)(1)聚合氧化铝(PAC)又叫碱式氯化铝、羟基氯化铝(A12(OH)nC16-n)m(2)聚合硫酸铝(PAS)借MI焦,IB-IQAeItMaO.A1.i4WOK*At(AO,)4.MM.O(WaHH4(AIM)4UfHtCXWA)*akhacCAl.OH)a.JCAIa.：,fClHtO，FcMv.

11、tMeOr.CaM.一般：n=l5m10作用：电性中和，吸附架桥在投入水中之前的制备阶段，已发生水解聚合。碱化度B：OH与Al的摩尔数之比(OH根实(盐基度)际量与应有量的比)8=31x100%(摩尔浓度比)3A优质的聚合铝B=50%80%(2)聚合硫酸铝：(A12(OH)n(SO4)3-n2)m(SO4)2-的混凝作用：架桥作用，把单铝水解产物桥联起来，促进铝的水解聚合反应。生产上还没有广泛应用。2、硫酸铝：A12(SO4)318H2O节矶AA12(SO4)3I4H2O一明帆KA1(SO4)312H2O钾研JNH4(A1SO4)212H2O镂矶3、(铁系)三氯化铁：FeC136H2O腐蚀管道

12、，特点：PH适用范围宽，吸水性强，不易保管。4、硫酸亚铁：FeSO47H2O(绿研)水解出2价铁离子，混凝效果不如三氯化铁。使用时，可将Fe2+氧化成Fe3+氧化剂可用C12和025、聚合铁：(1)聚合硫酸铁(PFS)(Fe2(OH)n(SO4)3-n2)m(2)聚合氯化铁(PFC)(Fe(OH)nC16-n)m(二)有机高分子混凝剂有阳离子型、阴离子型、两性型、非离子型。1、聚丙烯酰胺（三号絮凝剂）（PAM）I-CH2CH-）nC0NH2聚合度n可达20000-90000靠酰胺基和胶体（氢键）鳌和，酰胺由于氢键作用自身也整和成一体，不利于工作。在碱性溶液中（PH10）进行部分水解生成阴离子型

13、聚合物。水解过程:（CH2CH-）m+nH2OCONH2（CH2CH-）n（CH2CH）m-n+nNH3COOH（竣基）C0NH2竣基电离：-COOHC-+H+由于同电相斥，所以可以把絮凝剂申展开。水解度：酰胺基转变成股基的百分数，称为水解度。生产实践证明：3040%水解度，絮凝效果好。2、阳离子型（聚丙烯酰胺及其衍生物）带有氨基（-NH3+）,亚氨基（一CN2-NH2+-CH2）等带正电基团。与水中带负电的胶体絮凝，效果较好。特点：价高，使用较少。3、毒性：单体丙烯酰胺有毒性，生活饮用水不适应。有国家规定：单体丙烯酰胺残留量不超0.2%或0.05%。二、助凝剂：辅助提高混凝效果的药剂。（一）

14、作用：（1）改善混凝条件，起调节作用（如PH值）（加C12消除有机物干扰）（2）改善絮凝体结构。(二)常用的助凝剂1、PH调节：各种酸：H2SO4HCkC02各种碱：Ca(OH)2NaOH、Na2CO3硅酸钠：Na2OnSiO2xH2O铝酸钠：NaA1022、絮体加重剂：膨润土A12O3nSiO碳黑C高岭土A12O32SiO22H2O酸性白土A12O3nSiO2水泥粉末CaOA12O3SiO2粉煤灰A12O3+SiO23、絮凝体形成助剂：活化硅酸xSiO2海藻酸钠(C5H7O4CONa)n4、水厂常用的：骨胶、聚丙烯酰胺及水解产物、活化硅酸、海藻酸钠【本讲课程的小结】本讲讲述了胶体稳定性；混凝

15、机理，混凝剂和助凝剂的性能作用，混凝动力学，混凝剂性能作用。【本讲课程的作业】P课程名称：水质工程学第周，第5讲次摘要授课题目(章、节)2-3混凝动力学本讲目的要求及重点难点：【目的要求】【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】2-3混凝动力学是研究混凝速度，与相关条件的关系的问题。1、颗粒凝聚的条件：颗粒相互碰撞(布朗运动和水紊动)颗粒相互吸附(脱稳)2、碰撞动力：(1)布朗运动：异向絮凝(Perikineticflocculation)：由布朗运动所造成的颗童聚集。(2)同向絮凝(Orthokineticflocculation)由流体运动所造成的此撞聚集。一、异向絮凝：1

16、、絮凝的过程：使颗粒的数量浓度减少。而颗粒的质量浓度不变。只是许多小颗粒凝聚成少量的大颗粒。2、颗粒碰撞速率（NP）：可据FiKe（费克）定律导出。NP=8血DMNp一单位体积中的颗粒在异向絮凝中的碰撞速率，次/cm3-sn一颗粒的数量浓度，个/cm3d一颗粒的直径，cmDB布朗运动扩散系数，cm3/sD=L.B3dvp散系数DB3dvpK-波兹曼（Boltzmonn）常数，1.38义10-16gcm2s2kT绝对温度kV一水的运动粘度cm2sP水的密度gcm-33、工作范围：颗粒粒径Vlm（大于1m时,布朗运动停止。）4、凝聚速度：Nf完全脱稳的颗粒，碰撞即凝聚N尸-12Np二、同向絮凝：我

17、们平常所谓的絮凝就是同向絮凝。异向絮凝作用非常的小。因为仅靠布朗运动，颗粒的聚凝速度太慢。现节段，由于絮凝理论不成熟，都是以实验为基础。混凝是在搅拌（紊流条件）下进行，而理论是层流理论。与实际有一定出入。1、层流碰撞公式：设水中颗粒为均匀球体,颗径di=dj=d以j颗粒中心为圆心,以Rij=ri+rj为半径的范围内，所有颗粒均会发生碰撞。碰撞速度NO为：N0=2d3G15-7层流条件下物承套G速度梯度：STG=zu；AU-流速及相邻两流层的流速增量；z一垂直水流方向两流层的间距CmO2、甘布公式：搅拌(机械搅拌、水力搅拌)环境下的碰撞公式:紊流的特点：涡旋。甘布(T.R.Camp)和斯坦(P.

18、C.Stein)的推导。i取一隔离体x;y;zo隔离体受剪而扭转，在At时间内，转了角。ii其角速度:rNM ”度度计算R1示8较小,可由代替z则：=-=-=G(速度梯度)rzzAu-扭转线速度。iii转矩：JJ=(AxAy)Az-AAy面上的剪切应力。iv单位体积扭转所耗功率p：等于转矩AJ与角速度的乘积，再除以体积。单位：pWm3JbxyzG-p=:=Gxyzxyz据牛顿内摩擦定律：=GU一水的动力粘度Pa-S0*P=uG2V、甘布公式(Camp):G书G一速度梯度S-I当用机械搅拌时，P由搅拌机提供；当用水力絮凝池时，P为水流本身的耗能。pV=pg3hV水流体积V=QT；h一消耗水头；P

19、g=Y代入得vi、甘布公式:g一重力加速度：9.8mS2h混凝设备中的水头损失（ITI）P一水的运动粘度m2sT一水流在池中的停留时间s”表面意义速度梯度”。真实含意“能量消耗”。由G代入式N0=43n2d3G可求碰撞速度。但仍然是层流下推导的，G值可用于紊流条件下，但理论依据不足。3、列维奇（Levich）动力学方程：据科尔摩哥罗夫（Kolmogoroff）的局部各方同性紊流理论推求的。理论：在各向同性紊流中，存在各种尺度不等的涡旋。外部施加的能量（如搅拌等）造成大涡旋的形成。一些大涡旋将能量输送给小涡旋，小涡旋又将一部分能量输送给更小的涡旋（直至变成热）。随着小涡旋的产生和逐渐增多，水的粘

20、性影响开始增强，从而产生能量损耗。大尺度涡旋的作用：其一，使流体各部分相互掺混（混合、主流传递），使颗粒均匀扩散于流体中。其二，将由外界获得的能量用于建造小涡旋和传递能量给小涡旋，（大涡旋使颗粒作整体移动，而使颗粒发生碰撞的作用不大。推动颗粒碰的主要是小涡旋）小尺度涡旋的作用：引起（建造）与颗粒尺寸相近或与碰撞半径相近的更小涡旋。众多小涡旋在流体中作无规则的脉动。可导出各向同性紊流条件下颗粒碰撞速率NO0N0=8dDn2（1）D扩散系数（紊流扩散和布朗扩散系数之和）。紊流中，布朗运动作用太小，忽略，所以D可近似作为紊流扩散系数。D=（2）入一涡旋尺度；人一相应于人尺度的脉动速度。在各向同性紊流

21、中，脉动速度人(3)一单位时间，单位流体的有效能耗;V一水的运动粘度；入一涡旋尺度；设入为颗粒直径入=d全部代入（1）式得：讨论：一表示对颗粒碰撞有效的微旋涡体所耗功率，很难确定。此式与N0=43Gn2d3（层流式）比较，仅是系数不同4/3G与8;T比较I石t1/层流紊流习惯上仍把称作速度梯度Go（2）水中颗粒尺寸,大小不等，并且在混凝中不断变化（变大）。涡旋尺寸,大小不等随机变化（变小）。而公式（3）中的脉动流速，仅适用于处于“粘性区”的小涡旋,与实际不附。（3） G值：公式中GZN0Z混凝效果好.但实际：G/（水流剪力/一形成对絮体的破坏/o）絮体破碎：由絮体形状，尺寸，结构密度，破裂机理

22、等多因素所至，更复杂，未能用数学式描述。（有统计数学模型）许多研究求最佳G值（即充分絮凝，又不至使絮体破碎的G）4、絮凝速度方程：（1）概念：絮凝过程中，水中颗粒减少，颗粒浓度n变小，但颗粒总质量不变。（2）体积浓度：（单位体积水中，）设颗粒为球体-d36=J3n6n一单位体积水中颗粒总数。（3）絮凝速度：上式代入碰撞速率公式N.=n2d3G得Z8NO=Gn絮凝速度与碰撞速度的关系：设只要碰撞便发生聚合。碰撞一次两颗粒减少一个（减少1/2或一0.5倍）絮凝速度=一0.5碰撞速度絮凝速度：dN。4-=Gndt絮凝速度与颗粒浓度一次方成正比，属于一级反应。令：K=-则：如=KGndt5、反应器的停

23、留时间t：（反应时间）（1） CMB型反应器：（完全混合间歇式反应器）实验用。（P246表144）表中：r=-ln-k=-KGkG反应器：-In%KGn（2） PF型应器：（推流型反应器）表中：11C0r=-lnkCi反应器：-ln必KGn（3） CSTR型反应器：（完全混合连续式反应器）（如机械搅拌）表中：反应器：UKGn）当采用m个絮凝池串联时,由P245式(14-41)/一Cn11+口可得：z=-LW-iKGUJt一单个絮凝池的停留时间。nm一第ITl个絮凝池出水颗粒数量浓度。总絮凝时间T：T=mt例题：设己知k=5.14X105,G=30-s。经过絮凝后，要求水中颗粒浓度减少3/4,即

24、nnm=4,按理想反应器计算所需时间。解：PF型:区=4或%=4n/JbAkGn14t=In=899s=15min5.14l(r5301(2) CSTR型:UkGnt=!7ln(4-l)=1946s=32min5.14l(5307(3) 4个CSTR型串联:(K-11/1t=区=4-1=26%5.14lO53LJT=4t=4269=1076s=18min比较:PF（推流型）反应器效果最好；单个CSTR型（机械）絮凝池效果不好；采用四个CSTR串联效果与PF接近。注：以上均是按理想反应推导的反应公式，颗粒碰撞即发生聚合，并且都是球形。实际情况并非如此。三、混凝控制指标1、混凝过程的划分：自药剂与

25、水混合起直至大颗粒絮体形成为止的过程，工艺上总称为混凝过程。r混合阶段：药剂快速地与水混合混凝过程Y均匀。使胶体脱稳，形成的混凝体颗粒较小。I絮凝阶段：脱稳胶体絮凝。可形成毫米级絮体颗粒。2、控制指标：（1）混合阶段：时间；1030s；不超过2min搅拌强度：G=700-1000s-l（按速度梯度计）（2）絮凝阶段：用时间T和速度梯度G的乘积颗粒由小一大由不易破碎一易破碎要求，G由大小絮凝时：G平均=2070s-1GT平均=IXIO4IX105范围太大，有些失去控制意义。有用CvGT作为控制的趋势CV-水中颗粒体积浓度a一有效碰撞系数QW-If京，（二）投加方式与设备1、泵前投加：药液加在水泵

26、及水口管上或吸水喇叭口处。】一，一*泰】一!，一台，s-wrw.-!M0JT-.2、场模拟试验法（目前应用最多的方法）模拟装置：斜管沉淀演示器，过滤器高浊水一用斜管沉淀器或沉淀器与过滤器串联使用。低浊水f用过滤器将加药原水引出一股水流进入模拟装置其出水的测量浊度再反馈给加药装置。特点：时间短，十几分钟完成（仍反馈滞后）模拟装置与实际生产有差别（但实验室接近实际）3、其它自动控制方法：(特性参数法)(1)流动电流检测器胶体带电：其扩散层中反离子随液体流动时产生电流。检测这个电流的大小：电性中和前后的胶体的电位不同，在仪器中所产生的流动电流不同(2)絮凝检测器(透光波动仪)混浊液体：有光的漫散射，

27、并吸收一定的光。混凝后液体；桃花吸收光，无矶花区域呈透明状。有一部分光可透过。两种情况透光率不同，用光电池或光敏电阻可得到不同的电信量。来控制投药量。这项技术正在研究之中。【本讲课程的小结】【本讲课程的作业】P课程名称：水质工程学第周，第讲次摘要授课题目（章、节）2-5混合和絮凝设施本讲目的要求及重点难点：【目的要求】【重点】【难点】内容【本讲课程的引入】【本讲课程的内容】2-5混合和絮凝设施一、混合设施：要求：药剂与水快速混合均匀。G=700s11000sl;t=10s30s,最长不超2min0分类：水泵混合、管式混合、水力混合池、机械混合（一）水泵混合：将药剂加在泵吸水管或吸水喇叭口。用泵

28、的叶轮使其快速混合特点：混合效果好，节省动力，无需再建混合设施。大、中、小水厂均可用。水厂划分：产水量小于等于1万吨/天，为小水厂；产水量大于等于10万吨/天，为大水厂；产水量介于之间的，为中水厂。不适于输水管太远情况（小于150m）药液对泵有腐蚀。（二）管式混合I、管道：将药液加入压水管中，利用管道中水流的紊动力混合。要求管道中流速大于lms0投药量后管内水头损失大于0.30.4mlI20o投药点至出口大于50倍管径。2、静态混合器：内为翻卷铁板，造成紊流，翻流的紊团。分成几个单元串联使用。流量过小时，效果下降，水流阻力大。FB15-15管式静态混合IS3、扩散混合器：用锥形帽，将药液扩散，

29、用孔板并造成剧烈紊流。图15-11犷故制介号()机械混合池搅拌机械：浆板式(适用2m3以下小池)螺旋桨式，透平式。离心搅拌叶轮*堂至修FlGURETurbineimpdk:(0)open9lghtbb4e.()bladeddhk;(e)verticalcundbUde:(4f)thoMedcurvedbtedewithdtffvterng.搅拌功率：要求速度梯度为7001000s-1混合时间：1030s不超2min注：避免水流同步旋转，应有转速梯度。可用四周加固定档板的方法解决。GUM:IOMeaaurmenKtune.urwr.特点：效果好，不受水量变化影响，适合各种规模水厂。增加机械设备及

30、维修。二、絮凝设施：基本要求：加药后的原水，在絮凝池中形成大的密实的絮体（肉眼可见）一一毫米级。（一）隔板絮凝池（常用于大中型水厂）1、往复式：水流回转180。，局部水头损失大，絮凝后期急转水流易使絮体破碎。用15-17往或式隔板季油2、回转式：水流回转90,局部水头损失小，转弯上应尽量减少冲击。隔板式是(PF)推流形反应器。要求设计池数不少于2个。(1)流速：首端：0.50.6ms末端:0.20.3ms中间46段，流速递减。(分段越多，效果越图15-18回转式隔板*凝海(2)、转弯要求：为了减少水力冲击和水头损失，转弯过水断是廊道过水断面的L2L5倍，并做成圆弧形。(3)、絮凝时间:2030

31、min(4)、隔板净距大于O.5m(为施工和检修)池底0.020.03坡，并设有排泥设施。(5)计算内容：i各段水头损失：vii段内水流速度m/s；vit-i段转弯处水流速度m/s；mi-i段廊道内水流转弯次数；一转弯处局部阻力系数180弯，=390弯，=1；Ii-i段总长m；Ri-i段过水断面水力半径；Ci一谢才系数，Ci=-Rii（曼宁公式）n总水头损失：h=hi,往复式：h=0.30.5m回转式：h=0.6h往复T在1030分钟-般在3060秒T在104105低浊水,低碱水宜用较大T值。（二）折板絮凝池是由隔离板式新发展起来的。是将隔板式的板改成了“折板”，增加水的紊动或G。将流向改成了

32、竖向流，（平流式很少）向高发展了，占地面积小。1、分类：厂同波折板：波峰对波谷异波折板：波峰相对1)0图J5-l单*激折区案泊利题示戏（1）RSFtilOWItriK单通道:（2）按水流通过板间隙数-多通道:94-MB1W*6笊食2、布置：(1)分段：目的：控制G由大到小。一般多于3段(2)流向布置：有向上流的有向下流的3、设计参数流速tG有资料一,段0.25O.35mst120sIOOs-I(100)同波折板二段0.15-0.25mst120s50s-l(60)异波折板三段0.10-0.21mst120s25s-l(40)平板T=615min；宜为1015min0GT2104折板夹角9012

33、CIo波高0.250.4In4、特点：(1)絮凝效果好，充分利用了能量损失。(紊动旋涡小且多)(2)能耗、药耗降低。，(3)停留时间短。(池体小)(4)占地少。(向高发展了)(5)连续流。可视为许多，CSTR串联接近推流式反应器(PF)(6)安装维修困难，造价高(折板间隙小)注：池底必须设排泥设施。折板板材要求无毒(可用钢丝网水泥板，或塑料板)5、适用：中小型水J进一步发展还有波纹板反应池。是在竖流反应池中，加入若干波纹板。波高一般33mm波长131Inm我国用的较少，北京水源9厂二期工程三期工程均有应用。（三）机械絮凝池：1、简介：用桨片由机械驱动对水进行搅拌，水池的速度梯度G是由机械搅拌造

34、成的。2、分类：（1）按搅拌器桨板式叶轮式：我国目前用的较少，（2）据搅拌轴的位置：水平轴：适用大型水厂。垂直轴：中、小型水厂。3、特点：单个机械絮凝池可用CSTR（完全混合连续型的反应器描述）常采用多个串联，分格多，效果好（接近PF）,造价高。分格少，效果下降，造价低，维修难度大。搅拌控制：每格一台搅拌机搅拌强度大一小G大一小可随水质、水量变化改变转速，以保证絮凝效果。4、计算：G由桨板面积和线速度所确定的搅拌强度所定。(1)水流阻力=桨板对水的推力。水流对面积dA的桨板阻力dFi,2则：dFi=C0p-dA(1)CD阻力系数由桨板的宽长比而定。宽长比小于1时，CD=I.1,水处理中桨板宽长

35、比一般小于IoV一水流与桨板相对速度，(ms)取0.50.7实际速度。P一水的密度,1000kgm3dA一桨板微面积(m2)(2)所耗功率dpi3dpi=dFiv=CDp-dA(2)(VdA=ldr)dpi=CDpIdr(3)V与3的关系：V=r3一相对于水流的旋转角速度rad/so.*.dpi=3r3ldr(4)第i块桨板n-n则该浆板克服水的阻力所耗II内侧半径外侧半径所耗功率：pi=l3r3ldr=纽i/44).82ri一单位(IiI)(3)所耗总功率P：相同半径处有n块板P=E孚/疗L4-44)孚(W)(4)所需电机功率：NN-电动机功率KW,nI一搅拌设备机械效率，1=0.75n2传

36、动设备效率，2=0.6-0.95(5)G值计算:P-由(6)式推算5、设计参数及要求：(1)絮凝时间:T=15-20min(2)池内常设34档搅拌机，各档之间用隔墙分开，上下交替开孔，开孔面积按流速决定。穿孔流速：不大于下一档桨板外缘线速度。絮池增加紊动措施：在池壁上设置固定档板。(3)搅拌机转速：由桨片几何中心点相对水流线速度确定，第一档要求：O.5ms中间各档可均分速度。最后一档要求：0.2mS（4）桨板参数：i桨板总面积:每轴所带桨面总面积宜为搅拌面积的10-20%,不超25%（包括档板面积）ii桨板尺寸：板长:不大于较大外径75%板宽：宜10-30cm（四）其它形式絮凝池1、穿孔旋流絮

37、凝池：水流沿池壁进入形成旋流。孔口逐渐增大，使G值逐渐减小。特点：接近于CSTR反应器。受流量变化影响大一絮凝效果不佳。池底易积泥一必须有排泥措施构造简单，施工方便，造价低宜用于中小型水厂可与其它形式絮凝池组合应用。一下85进水S15-23穿孔加施索费池平面示意图2、格网格栅絮凝池：M*一是一种新发展起来的技术。设计成多格，竖井式一-TWlft的水上谖出水水处向上水i!下图15-24网格（或条）Itai治平面示套的（觑中鼠字衰示闾格星数）（是在多通道折板絮凝池基础上发展的）上下交替开孔，每个竖井中间安装若干层格网或栅条，用来造成水的紊动速度梯度。每井中的格网或栅条数顺水流方向逐渐减少。通常分三段：一段设密网密栅二段疏网疏栅三段不装网栅一般设计成两组并联并与沉淀池合建每组水量12.5万m7d其设计参数：I.0)mcA”A1M93aB*:*N.U-U.一.A誓iB*.U-vl43q37.”一一V.M*M.l-.l二!i一BIinf-M1NMBS吁cK1-GMS3、组合型絮凝池:各种絮凝池各有优缺点，将不同优点的絮凝池组成组合式，可互相取长补短。如：机械与隔板组合絮凝池;穿孔旋流与隔板组成事絮凝池;往复式与回转式隔板的组合等。S15-25机械紫凝油和隔板*登港组合根据基本混凝理论，我们还可以发明创造新形的絮凝池。【本讲课程的小结】【本讲课程的作业】P286习题