混凝的目的在于通過向水中投加一些藥劑(通常稱為混凝劑及助凝劑)，使水中難以沉淀的膠體顆粒能互相聚合，長大至能自然沉淀的程度。這個(gè)方法稱作混凝沉淀。在給水處理和廢水處理中混凝沉淀都是最常用的方法之一。

混凝處理中包括凝聚和絮凝兩個(gè)階段。在凝聚階段開中的膠體雙電層被壓縮失去穩(wěn)定而形成較小的微粒；在絮凝階段這些微?；ハ嗑劢Y(jié)(或由于高分子物質(zhì)的吸附架橋作用相助)形成大顆粒絮體，這些絮體在一定的沉淀?xiàng)l件下可以從水中分離去除。

(一)常用的無機(jī)鹽類混凝劑

常用的無機(jī)鹽類混凝劑見下表。

名稱	分子式	一般介紹
精制硫酸鋁		(l)含無水硫酸鋁50％～52％   (2)適用于水溫為20～40℃ (3)當(dāng)pH＝4～7時(shí)，主要去除水中有機(jī)物 pH＝5.7—7.8時(shí)，主要去除水中懸浮物 pH=6.4—7.8時(shí)，處理濁度高、色度低(小于30度)的水 (4)濕式投加時(shí)一般先溶解成10％～2O％的溶液
工業(yè)硫酸鋁		(1)制造工藝較簡單   (2)無水硫酸鋁含量各地產(chǎn)品不同，設(shè)計(jì)時(shí)一般可采用20％～25％ (3)價(jià)格比精制硫酸鋁便宜 (4)用于廢水處理時(shí)投加量一般為50～200mg／L (5)其他同精制硫酸鋁
明 礬		(1)同精制硫酸鋁(2)、(3) (2)現(xiàn)已大部被硫酸鋁所代替
硫酸亞鐵   (綠礬)		(1)腐蝕性較高   (2)礬花形成較快．較穩(wěn)定．沉淀時(shí)間短 (3)適用于堿度高，濁度高，pH＝8.l～9.6的水，不論在冬季或夏季使用都很穩(wěn)定，混凝作用良好，當(dāng)pH值較低時(shí)(＜8.0)，常使用氯來氧化，使二價(jià)鐵氧化成三價(jià)鐵，也可以用同時(shí)投加石灰的方法解決
三氯化鐵		(1)對金屬(尤其對鐵器)腐蝕性大，對混凝土亦腐蝕，對塑料管也會(huì)因發(fā)熱而引起變形   (2)不受溫度影響，礬花結(jié)得大，沉淀速度快，效果較好 (3)易溶解，易混合，渣滓少 (4)適用最佳pH值為6.0～8.4
聚合氯化鋁		(l)凈化過事高，耗藥量少，過濾性能好，對各種工業(yè)廢水適應(yīng)性較廣   (2)溫度適應(yīng)性高,pH適用范圍寬(可在pH=5～9的范圍內(nèi))，因而可不投加堿劑 (3)使用時(shí)操作方便，腐蝕性小，勞動(dòng)條件好 (4)設(shè)備簡單，操作方便，成本較三氯化鐵低 (5)是無機(jī)高分子化合物

(二)常用的有機(jī)合成高分子混凝劑及天然絮凝劑

常用的有機(jī)高分子混凝劑(又稱絮凝劑)及天然絮凝劑見下表。

(三)常用的助凝劑

常用的助凝劑見下表。

(一)影響混凝效果的主要因素

影響混凝效果的因素比較復(fù)雜，其中主要由水質(zhì)本身的復(fù)雜變化引起，其次還要受到混凝過程中水力條件等因素的影響。

1.水質(zhì)

工業(yè)廢水中的污染物成分及含量隨行業(yè)、工廠的不同而千變?nèi)f化，而且通常情況下同一廢水中往往含有多種污染物。廢水中的污染物在化學(xué)組成、帶電性能、親水性能、吸咐性能等方面都可能不同，因此某一種混凝劑對不同廢水的混凝效果可能相差很大。另外有機(jī)物對于水中的憎水膠體具有保護(hù)作用，因此對于高濃度有機(jī)廢水采用混凝沉淀方法處理效果往往不好。有些廢水中含有表面活性劑或活性染料一類污染物質(zhì)，通常使用的混凝劑對它們的去除效果也大多不理想。

2.pH值

pH值也是影響混凝的一個(gè)主要因素。在不同的pH值條件下，鋁鹽與鐵鹽的水解產(chǎn)物形態(tài)不一樣，產(chǎn)生的混凝效果也會(huì)不同。由于混凝劑水解反應(yīng)過程中不斷產(chǎn)生H＋，因此要保持水解反應(yīng)充分進(jìn)行，水中必須有減去中和H＋，如減不足，水的PH值將下陣，水解反應(yīng)不充分，對混凝過程不利。

3.水溫

水溫對混凝效果也有影響，無機(jī)鹽混凝劑的水解反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，水溫低時(shí)不利于混凝劑水解。水的粘度也與水溫有關(guān)，水溫低時(shí)水的粘度大，致使水分子的布朗運(yùn)動(dòng)減弱，不利于水中污染物質(zhì)膠粒的脫穩(wěn)和聚集，因而絮凝體形成不易。

4.水力學(xué)條件混凝反應(yīng)的時(shí)間

把一定的混凝劑投加到廢水中后，首先要使混凝劑迅速、均勻地?cái)U(kuò)散到水中?；炷齽┏浞秩芙夂螅a(chǎn)生的膠體與水中原有的膠體及懸浮物接觸后，會(huì)形成許許多多微小的礬花，這個(gè)過程又稱為混合?；旌线^程要求水流產(chǎn)生激烈的湍流，在較快的時(shí)間內(nèi)使藥劑與水充分混合，混合時(shí)間一般要求幾十秒至2分鐘?；旌献饔靡话憧克驒C(jī)械方法來完成。

在完成混合后，水中膠體等微小顆粒已經(jīng)產(chǎn)生初步凝聚現(xiàn)象，生成了細(xì)小的礬花，其尺寸可達(dá)5um以上，但還不能達(dá)到靠重力可以下沉的尺寸(通常需要0.6～10mm以上)。因此還要靠絮凝過程使礬花逐漸長大。在絮凝階段，要求水流有適當(dāng)?shù)奈闪鞒潭?，為?xì)小礬花提供相碰接觸和互相吸附的機(jī)會(huì)，并且隨著礬花的長大這種紊流應(yīng)該逐漸減弱下來。

反應(yīng)時(shí)間(T)一般控制在10～30min。

反應(yīng)中平均速度梯度(G)一般取30～60s-1，并應(yīng)控制GT值在104～105范圍內(nèi)。

(二)混凝劑的選擇

針對處理某種特定的廢水選擇適應(yīng)的混凝劑時(shí)，通常由綜合以下幾方面的考慮來確定。

(l)處理效果好，對希望去除的污染物有較高的去除率，能滿足設(shè)計(jì)要求。為了達(dá)到這一目標(biāo)，有時(shí)需要兩種或多種混凝劑及助凝劑同時(shí)配合使用。

(2)混凝劑及助凝劑的價(jià)格應(yīng)適當(dāng)便宜，需要的投加量應(yīng)當(dāng)適中，以防止由于價(jià)格昂貴造成處理運(yùn)行費(fèi)用過高。

(3)混凝劑的來源應(yīng)當(dāng)可靠，產(chǎn)品性能比較穩(wěn)定，并應(yīng)宜于儲(chǔ)存和投加方便。

(4)所有的混凝劑都不應(yīng)對處理出水產(chǎn)生二次污染。當(dāng)處理出水有回用要求時(shí)，要適當(dāng)時(shí)由出水中混凝劑的殘余量或造成的輕微色度等影響(例如采用鐵鹽作混凝劑時(shí))。

結(jié)合以上因素的考慮，通常采用實(shí)際廢水水樣由實(shí)驗(yàn)室燒杯試驗(yàn)，對宜于采用的混凝劑投加量來進(jìn)行初步篩選確定。在有條件的情況下，一般還應(yīng)對初步確定的結(jié)果進(jìn)行擴(kuò)大的動(dòng)態(tài)連續(xù)試驗(yàn)，以求取得可靠的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。

1.混合設(shè)備

以往用于給水處理中的混合設(shè)備和裝置有許多種，按照混合方式可分為管式混合、混合池混合、水泵混合、機(jī)械混合幾大類。

(1)靜態(tài)混合器

(2)渦流混合器

(3)機(jī)械混合池

(4)水射器

2.反應(yīng)設(shè)備與裝置

廢水處理中常用的反應(yīng)設(shè)備形式如下所示。

(1)往復(fù)式隔板反應(yīng)池

(2)旋流式反應(yīng)池

(一)溶藥池的容積計(jì)算

溶藥池的容積(W，m3)可按下式計(jì)算：

W＝24×100aQ/(1000×1000bn)＝aQ／417bn；

式中a——混凝劑最大用量，mg／L；

Q——處理水量，m3／h；

b——藥液濃度，按藥劑固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算，一般取10％～20％；

n——每天配制溶液次數(shù)，一般取2～6次。

(二)混合池的設(shè)計(jì)計(jì)算

1.渦流式混合池設(shè)計(jì)要點(diǎn)

(1)適合于中小型水處理工程。

(2)進(jìn)水口處上升流速一般取1～1.5 m／s；圓錐部分其中心角θ可取30°～45°；上口圓柱部分流速取25mm/s。

(3)總的停留時(shí)間應(yīng)≤2min，一般取1～1.5min。

2.折板式混合池設(shè)計(jì)要點(diǎn)

(1)一般設(shè)計(jì)成有三塊以上隔板的窄長形水槽，兩道隔板間的距離為槽寬的2倍。

(2)最后一道隔板后的槽中水深不應(yīng)小于0.4～0.5m，該處槽中流速按0.6m／s設(shè)計(jì)。

(3) 縫隙處的流速按1m／s設(shè)計(jì)，每道縫隙處的水頭損失約為 0.13 m，一般總水頭損失在0.4m左右。

(4)為避免進(jìn)入空氣，縫隙應(yīng)設(shè)在淹沒水深 0.1～0.15m以下。

3.機(jī)械攪拌混合池設(shè)計(jì)計(jì)算

(1)為加強(qiáng)混合效果，除池內(nèi)設(shè)有快速旋轉(zhuǎn)槳板外，還可在；周壁上加設(shè)固定擋板四塊，每塊寬度b采用(1/10-1/12)D(D為混合池直徑)，其上、下緣離靜止液面和池底皆為1／4D。

(2)混合池內(nèi)一般設(shè)帶兩葉的平板攪拌器，攪拌器離池底0.5－0.75D0(D0為攪拌器直徑)。

當(dāng)H(有效高度)：D≤1.2時(shí)，攪拌器設(shè)1層；

當(dāng)H：D＞1.3時(shí)，攪拌器可設(shè)兩層；

如H：D的比例很大，則可多設(shè)幾層；

每層間距(1.0～1.5)DO，相鄰兩層槳板采用90°交叉安裝。

(3)攪拌器直徑D0＝(1/3～2/3)D；攪拌器寬度B＝(0.l～0.25)D。

(三)反應(yīng)池設(shè)計(jì)計(jì)算

1.折流式反應(yīng)池

(1)池?cái)?shù)一般不少于2個(gè)，反應(yīng)時(shí)間為 20～30 min，色度高、難于沉淀的細(xì)顆粒較多時(shí)宜采用高值。

(2)池內(nèi)流速應(yīng)按變速設(shè)計(jì)，進(jìn)口流速一般為0.5～0.6m／S，出口流速一般為0.2～0.3 m／s。通?？空{(diào)整隔板的間距以達(dá)到改變流速的要求。

(3)隔板間凈距應(yīng)大于0.5m，小型池子當(dāng)采用活動(dòng)隔板時(shí)可適當(dāng)減小。進(jìn)水管口應(yīng)設(shè)擋水措施，避免水流直沖隔板。

(4)反應(yīng)池超高一般采用0.3m。

(5)隔板轉(zhuǎn)彎處的過水?dāng)嗝婷娣e，應(yīng)為廊道斷面面積的1.2～1.5倍。

(6)池底坡向排泥口的坡度，一般為 2％～3％，排泥管直徑不應(yīng)小于100mm。

(7)反應(yīng)效果亦可用速度梯度(G)和反應(yīng)時(shí)間(T)來控制，當(dāng)水中懸浮固體含量較低、平均G值較小或處理要求較高時(shí)，可適當(dāng)延長反應(yīng)時(shí)問，以提高GT值，改善反應(yīng)效果。

2.旋流式反應(yīng)池

(1)池?cái)?shù)一般不少于2個(gè)；

(2)反應(yīng)時(shí)間采用8～15min；

(3)池內(nèi)水深與直徑的比H：D=10：9；

(4)噴嘴設(shè)置在池底，水流沿切線方向進(jìn)入，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮能改變噴嘴方向的可能。

3.渦流反應(yīng)池(槽)設(shè)計(jì)計(jì)算

(1)池?cái)?shù)一般不少于2個(gè)；

(2)反應(yīng)時(shí)間采用6～10 min；

(3)進(jìn)水管流速采用0.8～1.0m／s，底部入口處流速采用O.7m／s，上部圓柱部分上升流速采用4～5mm／s，底部錐角采用30°～45°；

(4)超高采用0.3 m；

(5)出水流速不超過0.2m／s，出水孔眼中流速也不超過0.2 m／s；

(6)池中每米工作高度的水頭損失(從進(jìn)水口至出水口)為0.02～0.05m。