第 3章 凝聚和絮凝(1)

第 3章凝聚和絮凝一.填空题1.胶体颗粒尺寸范围是。

2.胶体的稳定性包括、、。

3.目前，得到水处理专家比较公认的凝聚机理有、、、。

4. 和等有利于胶体对离子的吸附。

5.混凝剂按其化学组成可分为、，按其作用可分、、，按其来源可分为、。

6.混凝剂的投加方式，按混凝剂的状态分和；按混凝剂投加到原水中的位置分和；溶液投加中按药液加注到原水中的动力来源有和。

7.快速混合主要分为、、、四类。

8.混凝试验通常分为、、、四个阶段。

9.絮凝反应设施主要可分为和两大类。

10.混凝剂投加量自动控制的主要方法有、、。

（至少写出三种）二．选择题1.为提高低温水絮凝效果，常用的方法是（）A．增加混凝剂投加量和投加高分子助凝剂B．增加氧化剂投加量和投加高分子助凝剂C．增加盐酸投加量和投加黏土颗粒D．增加石灰投加量和投加黏土颗粒2.衡量聚合铝的主要性能指标是（）A.酸碱度和氧化铝含量B.碱化度和三氧化二铝含量C.碱化度和PH值D.水解度和PH值3.絮凝池形式的选择和絮凝时间的采用，应（）和（）的运行经验或通过（）确定。

.A.根据原水水质情况；相似条件下；试验B．根据出水要求；相同条件下；试验C.根据原水情况；以往；分析D．根据用水情况；相似条件下；比较4.设计机械絮凝池时，池内一般设（）档搅拌机，且搅拌机的转速应逐档（）；并池内宜设防止水体（）的设施。

A.3-4; 变小；短流B.1-2; 变大；短流C.3-4; 变大；回流D.1-2; 变小；回流5.某水厂处理水量为4500m3/h，采用叶轮快速混合，混合功率为20kW，池容积25m3. 核=1.14×10-3Pa*S（）算水温15℃时该池的G.T值是否符合一般控制要求。

(u15℃A.G值符合；T值不符合B. G值不符合；T值符合C.G值符合；T值也符合D. G值不符合；T值不符合6.广义上而言，水处理中常用的助凝剂可以分为（）A.酸碱类、氧化剂类、矾花核心类、高分子物质类等B.酸碱类、还原剂类、矾花核心类、高分子物质类等C.PH值调节类、氧化剂类、中和剂类、阴离子型低分子物质类等D.PH值调节类、缓蚀剂类、矾花核心类、阴离子型低分子物质类等7.硫酸铝混凝剂适用的PH值范围比三价铁盐（）。

处理低温低浊水时三氯化铁的效果（）硫酸铝A.窄；不如B.宽；相当于C.宽；远不如D. 窄；优于8．当前水厂中常用的絮凝设备主要有（）。

其中（）属于水力搅拌式；（）属于机械搅拌式。

A.隔板絮凝池、水泵絮凝池、折板絮凝池和穿孔旋流絮凝池等；隔板絮凝池和折板絮凝池；水泵絮凝池和穿孔旋流絮凝池B. 隔板絮凝池、机械絮凝池、折板絮凝池和穿孔旋流絮凝池等；隔板絮凝池、折板絮凝池和穿孔旋流絮凝池；机械絮凝池C. 静态絮凝池、机械絮凝池、折板絮凝池和穿孔旋流絮凝池等；静态絮凝池、折板絮凝池；机械絮凝池和穿孔旋流絮凝池D. 隔板絮凝池、虹吸絮凝池、折板絮凝池和悬浮絮凝池等；隔板絮凝池、折板絮凝池；虹吸絮凝池和悬浮絮凝池9.凝聚剂投配的溶液浓度，可采用（）%(按固体重量计算)A.3-10B.5-20C.5-10D.3-1510.絮凝池宜与沉淀池（）。

A. 高程相同B. 合建C. 深度一致D. 宽度一致11.设计隔板絮凝池时，絮凝时间一般宜为（）minA. 20-30B. 15-20C. 10-15D.12-1512.设计隔板絮凝池时，絮凝池廊道的流速，应按由大到小的渐变流速进行设计，起端流速一般宜为（）m/s，末端流速一般宜为0.2-0.3m/s.A. 0.2-0.3B.0.5-0.6C.0.6-0.8D.0.8-1.013.设计隔板絮凝池时，隔板间净距一般宜大于（）m.A. 1.0B.0.8C. 0.5D.0.314. 设计机械絮凝池时，搅拌机的转速应根据浆板边缘处的线速度通过计算确定，线速度宜自第一档的（）m/s逐渐变小至末档的（）m/sA.0.5；0.1B. 0.5；0.2C. 0.6；0.3D. 0.6；0.215. 设计穿孔旋流絮凝池时，絮凝池每格孔口应作（）对角交叉布置。

A. 前后B. 左右C. 进出D. 上下三.名词解释1.混凝2.异向絮凝3.同向絮凝4.亲液溶胶5.总电位ζ电位6.管式混合四．简答题1.影响混凝效果的主要因素有哪些?2.使胶体颗粒表面带有电荷的途径有哪些？3. ζ电位的测定方法有哪些？4.混凝药剂选用的原则是什么，常用的混凝剂有哪些？5.水泵混合原理是什么，分别列举适用范围和不适是什么？6.为什么要实施快速混合？7.混合过程控制的指标有哪些?8.什么叫助凝剂，助凝剂按投加目的划分为哪几类？9.混凝试验的目的是什么？在哪些情形下需要进行混凝试验？10.正确的混凝实验方法是确定哪两个因素，为什么？11.对混凝实验的技术要求有哪些？12.用压缩双电层理论说明混凝机理，该理论有哪些不能解释的现象？13.某水厂以某江水为水源，由于原水水质变化较大。

在夏季时浊度比较高一般为100-200NTU；在冬季时一般10-15NTU，水质难于保障。

特别是在低温、低浊时期，水厂工人将混凝剂投加量增加几倍后水质仍然难以改善，请你帮助采取一些措施，如何提高水质。

第 3章凝聚和絮凝习题答案一．填空题1. 0.001～1μm之间2.胶体的动力稳定性胶体的带电稳定性胶体的溶剂化作用稳定性3.压缩双电层作用吸附-电中和作用吸附-架桥作用网捕-卷扫作用4.范德华力形成氢键或配位键5.无机混凝剂有机混凝剂凝聚剂絮凝剂助凝剂天然混凝剂合成混凝剂6.固体投加溶液投加泵前投加泵后投加重力投加压力投加7.水力混合水泵混合管式混合机械混合8.准备混凝沉淀测定与数据记录混凝效果总体评价9.水力絮凝反应设施机械絮凝反应设施10.数学模型法现场模拟试验法流动电流检测（SCD）法透光率脉动检测法絮凝颗粒影像检测控制法二．选择题1. A2.B3.A4.A5.C6.A7.D8.B9.B 10.B 11.A 12.B 13.C 14.B 15.D三．名词解释1.混凝是指通过某种方法使水中胶体粒子和微小悬浮物聚集的过程，是水和废水处理工艺中的一种单元操作。

2.胶体颗粒的布朗运动是无规则的，每一个脱稳的胶体颗粒可能不规则地向各个方向运动，可能同时受到来自各个方向的颗粒的碰撞，两个胶体颗粒向不同的方向运动而发生碰撞聚集的情况。

这就是异向絮凝的含义。

3.同向絮凝是指在如机械搅拌、水力等外力作用下产生的流体运动推动脱稳的胶体颗粒，使所有胶体颗粒向某一方向运动，但由于不同胶体颗粒存在速度快慢的差异，速度快的胶体颗粒将赶上速度慢的胶体颗粒，如果两个胶体颗粒在垂直方向的球心距离小于它们的半径之和，两个胶体颗粒将会碰撞聚集而产生絮凝现象，由于两个胶体颗粒是在同一运动方向上发生碰撞而絮凝的，故称为同向絮凝。

4.亲液溶胶是指分散相和分散介质之间有很好的亲和力、很强的溶剂化作用、固液间没有明显的相界面的胶体分散体系。

5.双电子层内层（荷电胶体颗粒表面）与外层（溶液内部）之间的电位差称为胶团的总电位。

胶粒在移动时滑动面上相对于溶液内部的电位差称为ζ电位。

6.管式混合是利用:从原水泵后到絮凝反应设施之间的这一段压水管使药剂与原水混合的一种混合方式。

四．简答题1.（1）水温对混凝效果有较大的影响，水温过高或过低都对混凝不利，最适宜的混凝水温为20-30℃之间。

（2）水的PH值对混凝效果的影响很大，水的PH值直接与水中胶体颗粒的表面电荷和电位有关，不同的PH值下胶体颗粒的表面电荷和电位不同，所需的混凝剂量也不同；水的PH值对混凝效果的影响因混凝剂因混凝剂种类而异。

（3）水的碱度的影响，由于混凝剂加入原水中后，发生水解反应消耗水中的碱度，当原水碱度低或混凝剂投量较大，通常需加碱性药剂来提高混凝效果。

（4）水中浊质颗粒浓度对混凝效果有明显影响，浊质颗粒浓度过低时，颗粒之间的碰撞几率大大减小，混凝效果变差。

（5）水中有机污染物的影响，水中有机物对胶体有保护稳定作用，阻碍混凝剂与胶体颗粒之间的脱稳凝聚作用。

（6）混凝剂种类与投加量的影响，不同种类的混凝剂其水解特性和适用的水质情况不完全相同，因此应根据原水水质情况优化选用适当的混凝剂种类。

（7）混凝剂投加方式的影响，混凝剂的投加方式有干投和湿投两种。

由于固体混凝剂与液体混凝剂甚至不同浓度的液体混凝剂之间，其中能压缩双电层或具有电中和能力的混凝混凝剂水解形态不完全一样，因此投加到水中的混凝效果也不一样。

（8）水力条件的影响，投加混凝剂之后，混凝过程分为快速混合与絮凝反应两个阶段，但在实际水处理工艺中，两个阶段是连续不可分割的，在水力条件上也要求具有连续性。

2.（1）胶体颗粒结晶中的晶格取代使胶体表面产生电荷；（2）胶体颗粒表面某些化学基团在水中电离使胶体带电；（3）胶体颗粒表面与水作用后溶胶并电离使胶体带电；（4）胶体颗粒对水中某些离子的吸附使胶体带电。

3.（1）可以使用专门的ζ电位测定仪测得。

（2）通过测定胶体颗粒的电泳速度或扩散层反离子溶液的电渗速度，然后通过公式DEπημζΚ= 计算得到DEπημζΚ=,其中Κ与胶体颗粒形状有关的常数，球形颗粒为6，棒形颗粒为4；η为液体的粘滞系数；μ为相对于液体的胶粒移动速度cm/s；D 为液体的介电常数；E为电场V/m。

4.（1）①混凝效果好；②无毒害作用；③货源充足；④成本低；⑤新型药剂的卫生许可；⑥借鉴已有经验。

（2）①无机盐类混凝剂，如硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝钾等；②高分子混凝剂，如聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁等；③复合混凝剂，是指将两种以上特性互补的混凝剂复合在一起而得到的混凝剂。

5.（1）水泵混合是将混凝药剂投加到原水泵之前吸水管或吸水喇叭口处，利用水泵叶轮高速旋转产生的涡流而达到混合目的的一种混合方式。

（2）水泵混合效果好，不需另建混合设施，节省动力，适合于大、中、小型水厂。

在以下情况下，不宜采用水泵混合，一种情况是当所用混凝药剂具有较强的腐蚀性时，长期运行可能对水泵叶轮有腐蚀作用，另一种情况是当取水泵房离水厂处理构筑物较远时，水泵混合后的原水中胶体颗粒已经脱稳，在长距离输水管道中可能过早形成絮凝体，已形成的絮凝体若在管道中破碎，很难重新聚集，不利于后续的絮凝反应，若管道中流速很低时，还可能发生絮凝体沉积在管道中的现象。

6.（1）快速混合的目的是使胶体颗粒凝聚脱稳，根据混凝凝聚机理，在混合过程中，必须使混凝剂水解产物中具有压缩双电层和吸附电中和作用的高价正离子等有效成分迅速均匀地与水中胶体颗粒接触产生凝聚作用，（2）像铝盐和铁盐混凝剂的水解反应速度非常快，如形成单氢氧化物所需时间约为10-10s，形成聚合物也只需10-12 s，超过水解反应时间后，水解产物自身将会聚合产生沉淀物，压缩双电层和吸附电中和作用效能降低。