水的混凝工艺混凝需要划分在混淆器、反应池和疏散装备中完成
，也可以将这3个工序合成在一个澄清装备完成
。另外
，在混淆装备之前通
；剐枭柚靡┘寥芤褐票负图屏客兑┳氨
。其工艺流程如图6-1所示

；炷镣杜浞椒ㄓ辛街:干投法和湿投法
。干投法是指将固体混凝剂破碎成粉体之后向水中定量投加
，其流程通常为药剂运送→破损→提升→计量→加药混淆;湿投法是指先将混凝剂消融
。配制成一定浓度的溶液
，然后向待处置惩罚的水中定量投加
。

　　从操作上来看
，两种投加方法各有优弱点
。干投法装备占地面积小、投配装备无侵蚀问题、药剂质量也较好(受污染变质较少)
，可是
，干投法保存不可阻止的弱点:当投加药量较大时需要配套破碎装备
，而投加药量较小时又不易调理
，药剂与水混淆接触条件差
，劳动条件差
，不适用于吸湿性、慢溶性混凝剂
。湿投规则适用于多种混凝剂(包括固态、黏稠状和乳状混凝剂)
，投加量便于控制和调理
，易于与水充分混淆
，运行利便
，其弱点则是装备占地面积大
，同时装备也易于侵蚀
。现在来说
，工程中通常使用的是湿投法
。而干投法使用较少
，聚合氯化铝厂家推荐
，也主要先容湿投法
。

一、混凝药液的配制

　　在制备混凝剂药液时
，须思量絮凝剂的量、药液的浓度、消融槽体积和搅拌方法等
。

　　天天所需混凝剂的量

　　天天所需混凝剂的量可按公式式盘算：W=24QC/10f

　　式中
，W为天天所需混凝剂的量
，kg/d;Q为原水处置惩罚量
，m3/h;C为混凝剂加入量
，mg/L;f为混凝剂纯度
，%
。

　　药液的浓度和溶药装备的有用容积

　　所配制的药液应具有相宜的浓度
，在不影响投加准确度的条件下
，宜高不宜低
。浓度过低
，则装备体积大
，药剂还会爆发水解
。如FeCl3在浓度小于6.5%时就会爆发水解
。无机盐絮凝剂和无机高分子絮凝剂的一样平常投加浓度为5%-7%(扣除结晶水的重量)
。当接纳聚

　　合电解质为絮凝剂时
，以稀浓度为宜
，由于浓度过高
，黏度过大
，使得无法投加
，一样平常接纳的浓度为0.05%-1%
，可先配制为10%
，然后再稀释至所的浓度
。

　　药剂配制历程主要有两个装备
，即消融池和溶液池
。消融池(浓液池)的作用是把块状或粒状的药剂消融成浓溶液;溶液池(稀液池)的作用是把浓溶液配成一定浓度的溶液
，一样平常接纳两个池子交替使用
，槽的内壁需做防腐处置惩罚
。每个槽的容积可按现实需要量的50%-100%选取
。

　　溶液池的有用容积可接纳下式盘算:V=24*100PQ/1000*1000bn=PQ/417bn

　　式中
，V为溶液池的有用容积
，m3;P为混凝剂的最大投加量
，mg/L;Q为原水的水量
，m3/h;b为溶液浓度
，按药剂固体质量百分数盘算
，一样平常为10%-20%;n为天天配制溶液次数
，一样平常为2-6次
，用手工操作时不宜多于3次
。

　　消融池或溶药池的容积V`可按下式估算:v`=(0.2-0.3)V

搅拌装置

　　为了加速混凝剂的消融
，并使药液浓度匀称
，在消融时通常设置搅拌装备
。常见的搅拌方法有水力循环搅拌、机械搅拌和压缩空气搅拌3种
。

　　水力循环搅拌流程如图6-2(a)所示
。它使用水泵从消融池内抽取药液再循环到消融池
，这种搅拌方法结构简朴
，使用利便
，但仅适用于药剂使用量较小的情形
。

　　为了使混凝剂完全消融
，也可接纳机械搅拌6-2(b)

；到涟杵骺捎傻缒钔分苯臃⒍
。搅拌器可直接装置在池壁上
，能上下升降及调解搅拌角度
，并应阻止与固体块状药品接触
。消融池内需接纳慢速机械搅拌
，因高速搅拌会切断聚合物分子链
，使溶液黏度降低
，并使絮凝效果也下降
。一样平常如接纳螺旋桨时
，搅拌速率约为300r/min
，如接纳划船桨式搅拌叶时
，其转速为30-60r/min

；到涟枋视糜谝┘潦褂昧拷洗蟮那樾
。

　　压缩空气搅拌[图6-2(c)]则是向消融池中通入压缩空气举行搅拌
？掌沽σ谎匠Ｎ2-2kg/cm2
，空气消耗量一样平常为0.2m3(空气)/[m3(溶液)·min]
。压缩空气有多孔管分派而抵达匀称搅拌的作用
。压缩空气管直径由盘算决议
，流速以10-15m/s为宜
，通常接纳φ20-φ25mm的管子
，为了空气分派匀称而又不梗塞
，孔眼宜接纳φ3-φ4mm
，孔口流速20-30m/s
？籽郯聪蛳掠氪瓜叱45°角左右两侧交织启齿
，孔眼间距50-100mm
，如图6-3所示
。支状多孔管间距凭证持槽平面尺寸巨细而定
，一样平常接纳0.5-1m左右
。压缩空气管可接纳聚氯乙烯质料
。

二、混凝剂聚合氯化铝药液的计量

　　混凝剂的投加需要准确计量并且能够实时调理
，因此
，必需使用计量装备
。常见的计量装备有计量泵、转子计量装备和孔口计量装备等
，计量方法可以凭证详细情形举行选用
。

　　计量泵也称定量泵或比例泵
，属于往复式容积泵
，用于准确计量的
，通常要求计量泵的稳固性精度不凌驾11%
。计量泵轻盈可靠
，通常适用于大型水厂或污水处置惩罚厂
。通？煞治(活塞)式、机械隔膜式、液压隔膜式和波纹管式计量泵4种
。

　　柱塞式计量泵(见图6-4)主要由电机、传动箱、缸体等二部分组成
，其事情原理是通过电机经联轴器发动蜗杆并通过蜗轮减速使主轴和偏心轮作回转运动
，由偏心轮发动弓形连杆的滑动调理座内作往复运动
。当柱塞向后死点移时
，泵腔内逐渐行程真空
，吸入阀翻开
，吸入液体;当柱塞向前死点移动时
，此时吸入阀关闭
，倾轧阀翻开
，液体在柱塞向进一步运动时倾轧
。在泵的往复顺还事情形成一连有压力、定量的排放液体
。

　　机械隔膜式计量泵(见图6-5)主要是往复式计量泵
，按泵的缸数可分为单缸、双缸、三缸等多种类型
。其事情原理是电机经联轴器发动蜗杆并通过蜗轮减速使主轴和偏心轮作回转运动
，由偏心轮发动挺杆在导筒内作往复运动
。连同膜片
，通

　　过单向阀的作用使泵腔内逐渐形成真空
，吸入阀翻开
，吸入液体;当膜片向前死点移动时
，此时吸入阀关闭
，倾轧阀翻开
，液体在膜片的推动下倾轧
。在泵通过调理一定的行程的往复顺还事情形成一连有压力、定量的排放液体
。

　　液压隔膜计量泵也叫住塞隔膜计量泵
，是团结柱塞式计量泵和机械隔膜式计量泵的特点而设计的一种计量泵
。该计量泵与被计量介质介质接触部分为隔膜
，而驱动部分为液压柱塞
。德国阿尔泰克(Alltech)公司的FKM系列柱塞隔膜计量泵即是这一种类型的计量泵的优异代表
，见图6-6
。由驱动齿轮箱2发动中空柱塞10往复运动
，并通过中空柱塞10中的液压油驱动计量膜片6
。中空柱塞10上有一个特殊设计的调理孔
，使柱塞内外的液压油相同
。柱塞10外面套有一可调理的用来关闭调理孔的滑环11
。当调理孔关闭时
，柱塞推动内里的液压油来驱动计量膜片6
。在每个行程中
，被柱塞推动来驱动计量隔膜的液压油的量
，正好即是被计量的介质的量
。计量泵流量的调理
，可通过柱塞法兰上的手动旋钮12实现
，也可通过变频器、伺服电机等实现
。该计量泵的流量不随压力的转变而转变
，在静态和事情状态下均可举行0-100%的线性调理
。调理精度高
。其中空柱塞不是牢靠在电机偏心轮上
，在吸入行程中
，柱塞被弹簧9反弹回到零位置
，从而有用避免了吸入介质在计量头中形成梗塞时给泵造成的损害
。吸入阀8在介质吸入历程中被翻开
，使介质流入计量头
，在加压时吸入阀则切断
。压力阀5在介质加压历程中被翻开
，而在吸入历程中关闭以避免压出的介质同流入计量头
。

　　波纹管式计量泵结构与机械隔膜式计量泵相似
，只是以波纹管取代隔膜
，柱塞端部与波纹管牢靠在一起
。当柱塞往复运动时
，使波纹管被拉伸和压缩
，从而改变液缸的容积
，抵达输液和计量的目的
。

　　转子计量装备又称浮子流量计
，是变面积式流量计的一种
，在一根由下向上扩大的笔直锥管中
，圆形横截面的浮子的重力是由液体动力遭受的
，浮子可以在锥管内自由地上升和下降
。在流速和浮力作用下上下运动
，与浮子重量平衡后
，通过磁耦合传到刻度盘指示流量
。

　　一样平常分为玻璃和金属转子流量计
。金属转子流量计是工业上最常用的
，关于小管径侵蚀性介质通常用玻璃材质
，由于玻瑞材质的自己易碎性
，要害的控制点也有用全钛材等珍贵金属为材质的转子流量计
。转子计量装备具有结构简朴、直观、压力损失小、维修利便等特点
，在现实中应用普遍
。

　　孔口计量装备包括浮球阀和浮杯两种
。浮球阀主要是使用其与槽底竹口高差(液位)来控制孔板开启度
，从而调理药液的投加量
，见图6-7(a)
，浮杯计以装备与孔口计量装备原理类似
，见图6-7(b)
，差别的是通过改变浮杯进水孔口径以控制加药量
。

三、药液的投加

　　药液向原水中投加的方法上要有重力投加、压力投加和虹吸投加系统
。

　　重力投加系统[见图6-8(a)]主要是使用药液高位槽与投加点的水头高差加药
，直接将药液投入管道或水泵吸水喇叭口处
。较早的一种投药控制调理方法是苗嘴调理
。凭证对投药量的要求
，替换恒液位水箱出口苗嘴的规格
，由水力学可知流出流量会爆发改变
。这是一种不可太频仍的间歇式调理方法
，在20世纪90年月初期仍有个体水厂应用
。另一种常见的调理方法是对投药管路上的阀门举行调理
。视察转子流量计的指示
，改变投药量
。

　　压力投加系统[见图6-8(b)]则是使用加药泵(计量泵)或水射器的调解水流形成的负压将药液吸入
，同时随水的余压注入原水管中
。

　　虹吸投加系统
，主要是使用空气压力举行加药
，并通过改变虹吸管及出口高位差控制投加量
。

高效聚合氯化铝药液的投加控制手艺

　　无论上述何种投加与调理方法
，都涉及一个主要的问题:怎样决议目今最佳投药量应该是几多

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。

(1)人工控制法

　　人工控制法有履历目测法和烧杯试验法
。经脸目测法是操作职员凭证事情履历或者视察絮凝池矾花天生情形
，决议投药量;烧杯实验法是接纳烧杯试验来确定投药量
。人工控制法难以追随水质水量等因素的转变
，对投药量举行实时准确的调理
，投药的准确性不但取决于操作职员的手艺与履历
，并且和操作职员的贵任心有很大关系
，工人的劳动强度也较大
。另外
，由于此投药控制手艺的落伍
，会严重影响水处置惩罚的质量
，同时也造成药剂的较大铺张
。

(2)模拟滤池法

　　模拟滤池是使用一个小的模子滤池或沉淀池
，使水处置惩罚生产系统中获得起源絮凝的水流过该模子
，盘算机控制系统以该模子的出水浊度的情形来评价投药量是否相宜
，并作为调理投药量的依据
，实现对投药量的在线自动一连控制
，是一种中心参数反响控制系统
。西方国家从20世纪60年月初最先应用
，我国无锡中桥水厂于1981年装置了一套模拟建池系统控制投药
。

　　模拟滤池法关于相似性的诠释不但未涉及几何相似的问题
，并且忽略了现实生产系统中反应池、沉淀池的作用
，仅仅思量滤池同药耗的关系
，对此还需要更深入的探讨
。另外
，原水加药后直至经由模拟滤池而获得效果
，一样平常需要10-15min
，在原水水质转变较快的情形下该滞后时间也对控制的有用性提出疑问
，以是在原水水质转变急剧的水厂不适用
。只管云云
，这种要领将一个重大的混凝效果评价问题以简朴的模拟滤池出水浊度作为指标判断
，据此来调解混凝剂投量
。系统装备简朴
，易于实现
，是一种浅易的投药自动控制计划
，在生产上也获得了一定水平的应用
。

(3)数学模子法

　　数学模子法是投药控制手艺上的一个前进
，它以若干原水水质、水量参数为变量
，建设其与投药量之间的相关函数
，即数学模子;盘算机系统自动收罗参数数据
，并按此模子自动控制投药
。在水处置惩罚中最好接纳前馈和后馈相团结的控制模子
。前馈数学模子应选择影响混凝效果的主要参数为变量
，例如原水浊度、pH值、水温、消融氧、碱度和水量等
。前馈控制确定一个给出量
，然后以沉淀池的出水浊度作为后馈信号来调理前馈给出量
。由前馈给出量和后馈调理量就可获得最佳药剂量
。这种要领外洋自20世纪70年月初最先有研究和应用
，如美国依阿华水厂、前苏联莫斯科水厂、日本早霞水厂等
，我国也有上海石化总厂水厂等应用该要领控制混凝投药
。

　　可是数学模子法并未获得普遍的推广
，其主要缘故原由有:混凝的影响因素众多
，准确建模难题：建设数学模子
，需要恒久大宗的准确数据统计;涉及仪器、仪表多
，投资大
，维护要求高;模子无邪性差
，难以顺应混凝剂品种改变、控制目的调解等转变
。但这不失为一种较先进的要领
。以后
，随着监测和数据自动收罗的逐步实现
，以及供水行业资金的逐步雄厚
，数学模子法会获得进一步的生长
。

(4)流动电流法

　　20世纪80年月
，国际上泛起了流动电流投药控制手艺
，其要害是通过测员流动电流
，实现了对水中胶体电荷的在线一连检测
。1989年
，流动电流投药自动控制手艺被首次先容到了海内
。1992年
，首套国产流动电流混凝控制系统在牡丹江应用乐成
。与流动电流手艺相配合
，还将变频调速手艺应用于包括计量泵和离心泵在内的投药泵的调理
。在应用中
，流动电流手艺获得了一直的刷新
，生长出了流动电流-浊度串级反响控制系统、流量-流动电流前馈-反响控制系统等
。

　　流动电流是胶体的电动征象之一
，是指在机械力作用下
，胶体双电层中扩散层的反电荷离子定向迁徙而爆发电场的征象
。流动电流可以形貌水中胶体杂质的荷电特征
，作为表征胶体稳固性的指标
，因此将之应用于以电中和脱稳凝聚为主的水处置惩罚混凝历程控制是可能的
。一系列的研究证实
，投药混凝后水中胶体的流动电流值确实与混凝剂投加量以及经混凝沉淀处置惩罚后水的浊度相关
，这为以流动电流为参数举行混凝控制提供了直接的依据
。流动电流混凝投药自动控制手艺正是在这些研究的基础上生长起来的
，其原理为:水中胶体粒子加药后
，其负电位会爆发转变
，从而引起流动电流的转变
，胶体电荷远程传感器通过检测流动电流的转变可以准确地反应水中加药量的几多
，并转达信号给监测控制仪
，控制仪凭证传感器转达来的信号
，经由程序的处置惩罚
，输出控制信号给变频柜
，通过改变供电频率来调解投药泵的投药量
，使之抵达最佳值
。

　　由以上理论可知
，只需检测并控制与胶体ξ电位正相关的流动电流这一反应混凝实质的单因子
。所谓单因子是指将影响混凝效果的几种主要因素
，如水质、水量、药剂、效能等的转变都反应在流动电流这一混凝实质参数上
，只要测定和控制流动电流这一因子
，就可实现准确控制混凝剂的投加量
。流动电流控制手艺捉住了水中胶体的微观电特征
，解决了影响水处置惩罚效果的主要矛盾
？刂菩Ч裙虐濉岸嘁蜃邮Ｗ臃ā备既贰⒖煽
。

　　测定流动电流的是流动电流检测器(SCD)系统(见图6-9)
？刂浦行耐ǔＳ晌⒒虻テ槌
，认真接受SCD的信号并与给定值较量
，做出调解投药量的判断
，指挥执行机构
，即絮凝剂投加装备(泵或调理阀)的行动
，完成投药量的调理
。

　　混凝历程中影响混凝效果的因素许多
，保存许多滋扰
。流动电流控制系统具有战胜种种滋扰的调理能力
，能迅速反应水质、水量、浓度等各项表观参数的综合影响
，实现混凝剂的准确投加
。可是
，由于该手艺是基于胶体电中和脱稳为主的混凝控制手艺
，若混凝作用非以电中和脱稳为主而是以高分子(尤其是非离子型或阴离子型絮凝剂)以吸附架桥为主
，则投药量与流动电流就很少相关
，此手艺就不适用
。

(5)透光率脉动法

　　透光率脉动法是使用光电原理检侧水中絮凝颗拉转变(包括颗粒尺寸和数目)从而抵达在线一连控制的一种新手艺
。透光率脉动检侧器是一种在线光学检侧装置
，但跟其他种种以光壅闭或光散射为基础的检测器有实质区别
。该仪器用透光流动悬浮液的透光强度的波动状态
，盘算出形成的絮凝体粒径的转变
，因而迅速度高、响应迅速
。无论使用何种絮凝剂靠何种机剃头生混凝
，混淆絮凝后絮凝体粒径的相对巨细只要有所改变
，该透光率脉动检测器都可以准确、迅速地一连响应
。其奇异的自校准电路团结先进的函数算法
，完全扫除了检测室沾污和电子漂移对检测精度的影响
，使仪器的完全免维护成为现实
。

　　絮凝脉动检测手艺乐成地解决了流动电流法不可解决的问题
。该手艺丈量水中杂质絮凝历程中尺寸的相对转变
，检测历程不受水中杂质沾污的影响
。我国将外洋尚处于实验室研究阶段的该项手艺举行了应用开发
，并于1992年首次乐成地应用于黄河高浊度水的投药控制
。但此手艺现在还不可熟
，保存着滞后时间长、原水浊度转变对系统设定值影响较大、工艺相似性差、系统不易稳固等弱点
。