【正文】 使混凝反應(yīng)速度最快，絮體溶解度最小。此 pH 值可通過實(shí)驗(yàn)確定。以鐵鹽和鋁鹽混凝劑為例，pH 值不同，生成水解產(chǎn)物不同，混凝效果也不同。且由于水解過程中不斷產(chǎn)生 H+，因此，常常需要添加堿來使中和反應(yīng)充分進(jìn)行。（3）水溫。由于無機(jī)鹽類混凝劑溶于水時(shí)系吸熱反應(yīng)，因此，水溫低時(shí)不利于混凝劑水解。另外，水溫低，水的黏度大，水中膠粒的布朗運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度減弱，彼此碰撞的機(jī)會(huì)減少，不易凝聚。同時(shí)水的黏度大時(shí)，水流阻力增大，是絮凝體的形成長(zhǎng)大受到阻礙，從而影響混凝效果。（4）共存雜質(zhì)。有些雜質(zhì)的存在能促進(jìn)混凝過程。如除硫、磷化合物以外的其他各種無機(jī)金屬鹽，均能壓縮膠體粒子的擴(kuò)散層厚度，促進(jìn)膠體絮凝，且濃度越高，促進(jìn)能力越強(qiáng)，并可使混凝范圍擴(kuò)大。而有些物質(zhì)則會(huì)不利于混凝的進(jìn)行，副磷酸離子、亞硫酸離子、高級(jí)有機(jī)酸離子會(huì)阻礙高分子絮凝作用。另外，氯、螯合物、水溶性高分子物質(zhì)和表面活性物質(zhì)都不利于混凝。2. 混凝劑對(duì)混凝效果的影響。（1）混凝劑種類、投加量和投加順序都對(duì)混凝效果產(chǎn)生影響。混凝劑種類?；炷齽┑倪x擇主要取決于膠體和細(xì)微懸浮物的性質(zhì)、濃度。如水中污染物主要成膠體狀態(tài)，且 電位較高，則應(yīng)先投加無??機(jī)混凝劑使其脫穩(wěn)凝聚，如絮體細(xì)小，還需要投加高分子混凝劑或者配合使用活性硅酸等助凝劑。很多情況下，將無機(jī)混凝劑與高分子混凝劑并用，可明顯提高混凝效果，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。對(duì)于高分子混凝劑而言，鏈狀分子上所帶的電荷量越大，電荷密度越高，鏈狀分子越能充分延伸，吸附架橋的空間范圍也就越來越大，絮凝作用就越好。（2）混凝劑投加量。投加量除與水中微粒種類、性質(zhì)、濃度有關(guān)，還與混凝劑品種、投加方式及介質(zhì)條件有關(guān) 。對(duì)于任何污水的混凝處理，都存在最佳混凝劑和最佳投藥量的問題，應(yīng)通過實(shí)驗(yàn)確定。投加量過量時(shí)，不僅增加了藥劑的費(fèi)用，有時(shí)還會(huì)造成膠體的再溫，使處理效果變差。（3）混凝劑投加順序。當(dāng)使用多種混凝劑時(shí)，其最佳投加順序可通過實(shí)驗(yàn)來確定。一般而言，當(dāng)無機(jī)混凝劑與有機(jī)混凝劑并用時(shí)，先投加無機(jī)混凝劑，再投加有機(jī)混凝劑。但當(dāng)處理的膠粒粒徑在50 m 以上時(shí)，常先投加有機(jī)混凝劑吸附架橋，在投加無機(jī)混凝劑壓??縮擴(kuò)散層而使膠體脫穩(wěn)。3. 水里條件的影響。對(duì)混凝效果有重要影響的水里條件包括攪拌強(qiáng)度、攪拌時(shí)間。攪拌強(qiáng)度常用速度梯度 G 來表示。在混合階段，要求混凝劑與水迅速均勻的混合，為此要求 G 在 500~1000s1，攪拌時(shí)間 t 應(yīng)在10~30s。而到了反應(yīng)階段，既要?jiǎng)?chuàng)造足夠的碰撞機(jī)會(huì)和良好的吸附條件讓絮體有足夠的成長(zhǎng)機(jī)會(huì)，又要防止生成的小絮體被打碎。因此，攪拌強(qiáng)度要逐漸減小，而反應(yīng)時(shí)間藥廠，相應(yīng) G 和 t 值分別在20~70s1 和 15~30min。為確定最佳的工藝條件，一般情況下，可以用燒杯攪拌法進(jìn)行混凝的模擬試驗(yàn)。試驗(yàn)方法分為單因素試驗(yàn)和多因素試驗(yàn)。一般應(yīng)在單因素試驗(yàn)的基礎(chǔ)上采用正交設(shè)計(jì)等數(shù)理統(tǒng)計(jì)法進(jìn)行多因素重復(fù)試驗(yàn)。多因素重復(fù)試驗(yàn)。第二節(jié) 沉淀沉淀與上浮是利用水中懸浮顆粒與水的密度差來進(jìn)行分離的基本方法。當(dāng)懸浮物的密度大于水時(shí)，在重力作用下，懸浮物下沉形成沉淀物；當(dāng)懸浮物的密度小于水時(shí)，則上浮至水面形成浮渣（油） 。通過收集沉淀物和浮渣可使水獲得凈化。沉淀法可以去除水中的泥沙、化學(xué)沉淀物、混凝處理所形成的絮體或生物處理的污泥等，也可用于沉淀污泥的濃縮。上浮法主要用于分離水中較輕的懸浮物，如油等，也可以讓懸浮物粘附氣泡，使其密度小與水，再用上浮法除去。水中懸浮的固體顆粒，依靠自身重力作用，由水中分離出來的過程稱為沉淀。根據(jù)水中懸浮物的密度、濃度及凝聚性，沉淀可分為四種基本類型。（1）自由沉淀。顆粒在沉淀過程中呈離散狀態(tài)，互不干擾，其形狀、尺寸、密度等均不改變，下沉速度恒定。懸浮物濃度不高且無絮凝性時(shí)常發(fā)生這類沉淀。（2）絮凝沉淀，當(dāng)水中懸浮物濃度不高但有絮凝性時(shí)，再沉淀過程中，顆粒相互凝聚，其粒徑和質(zhì)量增大，沉淀速度加快。（3）成層沉淀。當(dāng)水中懸浮物濃度較高時(shí)，每個(gè)顆粒下沉都受到周圍其他顆粒的干擾，顆粒相互牽扯形成王章的“絮毯”整體下沉，在顆粒群與澄清水層之間存在明顯的界面。沉淀速度就是界面下移的速度。（4）壓縮沉淀。當(dāng)懸浮物濃度很高，顆粒相互接觸、相互支撐時(shí)，在上層顆粒的重力作用下，下層顆粒間的水被擠出，污泥層被壓縮。從另一角度來講，沉淀又可分為自然沉降沉淀和混凝沉淀兩種：（1）自然沉降沉淀。原水中懸浮固體顆粒較大時(shí)，能依靠自身重力自然沉降的稱為自然沉降沉淀。這種沉淀只在含泥沙量大的原水進(jìn)行預(yù)沉淀時(shí)采用。（2）混凝沉淀。污水經(jīng)過混凝處理，使水中較小的顆粒凝聚并進(jìn)一步形成絮凝狀沉淀物（俗稱礬花） ，再依靠其自身重力作用，由水中沉降分離出來，這種沉淀稱為混凝沉淀。一般水處理時(shí)用沉淀池作為設(shè)備的，而油田污水處理的目的多是為了污水會(huì)煮，由于油田注水對(duì)溶解氧、腐蝕、細(xì)菌等水質(zhì)指標(biāo)有特殊要求，因此，油田污水處理通常用沉降罐作為設(shè)備，以保證污水處理后水質(zhì)符合注水水質(zhì)要求。在油田污水處理中，為了加快沉降速度，提高沉降效果，普遍采用斜管（板）沉降罐，其原理與前面所述的斜板除油相同，即“淺池理論” 。第三節(jié) 上浮上浮就是設(shè)法時(shí)懸浮物等雜志的密度小于水，使其上浮至水面形成浮渣（油） ，由水中分離出的處理工藝又稱為氣浮法。氣浮法廣泛應(yīng)用于：①分離回收含油污水中的懸浮油和乳化油；②分離地面水中的細(xì)小懸浮物、藻類及微絮體；③回收工業(yè)廢水中的有用物質(zhì)，如造紙廠廢水中的紙漿纖維及填料等；④分離回收一份子或者離子狀態(tài)存在的目的物，如表面活性劑和金屬離子；⑤代替二次沉淀池，分離和濃縮剩余活性污泥，特別適用于那些易于產(chǎn)生污泥膨脹的生化處理工藝中。氣浮法最常用的氣體是空氣、二氧化碳、氮?dú)夂吞烊粴?，在油田水處理中?yīng)優(yōu)先使用天然氣，以使復(fù)選器和下游設(shè)備免遭氧的腐蝕。實(shí)現(xiàn)氣浮法分離的必要條件有兩個(gè)：第一，必須向水中提供足夠數(shù)量的細(xì)微氣泡，氣泡理想大小為 15~30 m；第二，必須使目的物成??懸浮狀態(tài)或者具有疏水性質(zhì)，從而附著于氣泡上浮升。當(dāng)吧氣體通入含油污水時(shí)，油粒就具有黏附到旗袍上以減小其界面能的趨勢(shì)，并非污水中所有物質(zhì)都能黏附到旗袍上，這要看該物質(zhì)在水中的潤(rùn)濕性，即被水潤(rùn)濕的程度。一般來講，疏水性物質(zhì)易被氣泡黏附，親水性物質(zhì)不易被氣浮。為使污水中一些親水性懸浮物被氣浮，應(yīng)在污水中投加一定量的浮選劑來改變顆粒表面的潤(rùn)濕性，使其易于黏附在氣泡上浮生。浮選劑通常為極性或非極性的表面活性劑。因此具有吸附、潤(rùn)濕的性質(zhì)。為提高氣浮除油效率，氣浮之前還需要加入混凝劑，將乳化油破乳成纖維分散油的疏水狀態(tài)，以便于氣泡黏附。第四節(jié) 過濾（一）基本概念過濾是去除懸浮物，特別是去除濃度比較低的懸濁液中微小的顆粒的一種有效方法。過濾時(shí)，含懸浮物的水流過具有一定孔隙率的過濾介質(zhì)，水中的懸浮物被截留在介質(zhì)表面或內(nèi)部而除去。按所采用的過濾介質(zhì)，可將過濾分為以下四種；（1）格篩過濾。過濾介質(zhì)為柵條或者濾網(wǎng)，用以去除毒打的懸浮物，雜草、紙漿等。（2）微孔過濾。采用成型濾材，如濾布、濾片、燒結(jié)濾管、蜂房濾芯等，也可在過濾介質(zhì)上預(yù)先突破上一層助濾劑（如硅藻土）形成空隙細(xì)小的濾餅，用以去除粒徑細(xì)微的顆粒。（3）膜過濾。采用特別的半透膜作為介質(zhì)，在一定的推動(dòng)力（如壓力、電場(chǎng)力等）下進(jìn)行過濾。由于濾膜空隙極小且具選擇性，可除去水中細(xì)菌、有機(jī)物和溶解性溶質(zhì)。其主要設(shè)備有反滲透，超過濾和電滲析等。（4）深層過濾。采用顆粒狀濾料， 石英砂、無煙煤等。由于濾料顆粒之間存在空隙，當(dāng)水穿過一定深度的濾層時(shí)，水中的懸浮物等雜質(zhì)即被截留。為區(qū)別上述三類表面或淺層過濾過程，將這類過濾稱之為深層過濾，簡(jiǎn)稱過濾。在水處理中，常用過濾處理使混凝沉淀處理后水的濁度或水中的細(xì)小懸浮物進(jìn)一步下降，使水質(zhì)得到進(jìn)一步凈化，以滿足用水要求或達(dá)到相應(yīng)的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。過濾用的設(shè)備成為過濾器或過濾池。過濾用的材料叫濾料，堆在一起的濾料層叫濾層或?yàn)V床。當(dāng)濾層中截留的雜質(zhì)過多時(shí)，濾層中空隙被堵，水流的阻力增大，過濾速度變小。為恢復(fù)原過濾速度，必須定期用清水反向沖洗濾料，將濾料孔隙中積存的雜質(zhì)沖洗掉，此過程稱為反沖洗。過濾不但能去除水中的懸浮物和膠體物質(zhì)，而且還可以去除細(xì)菌、藻類、病毒、油類、鐵和錳的氧化物、放射性顆粒、在預(yù)處理中加入的化學(xué)藥劑、重金屬以及很多其他物質(zhì)。（二）過濾機(jī)理采用過濾去除水中雜質(zhì)，所包含的機(jī)理很多。從性質(zhì)上說，一般可分為物理作用和化學(xué)作用。過濾機(jī)理可分為三類，即遷移機(jī)理、附著機(jī)理和脫落機(jī)理。懸浮顆粒脫離流線而與濾料接觸的過程，就是遷移過程。引起顆粒遷移的主要原因如下：（1）篩選。比濾層空隙大的顆粒被機(jī)械篩分，截留于過濾表面上，然后這些被截留的顆粒形成空隙更小的濾餅層，使過濾水頭增加，甚至發(fā)生堵塞。但實(shí)際上，懸浮顆粒一半都比濾層空隙小，篩濾對(duì)總?cè)コ秊V的貢獻(xiàn)不是很大。根據(jù)幾何學(xué)分析，三個(gè)直徑為 的球形濾料相切時(shí)形成的空隙，可以通過直徑最大為 ，即 77m 的球形懸浮物。而經(jīng)過混凝處理的絮體粒徑一般為??2~10 m，SiO2 的粒徑約為 20 m，硅藻土約 30 m，他們能通過濾層?? ?? ??而不被機(jī)械截留。但是當(dāng)懸浮物濃度過高時(shí)，很多顆粒有可能同時(shí)到達(dá)一個(gè)空隙，相互拱接而被機(jī)械截留。（2）攔截。隨流線流動(dòng)的小顆粒，在流線匯聚的與材料表面接觸。其去除概率與顆粒直徑的平方成正比，與濾料粒徑的立方成反比，也是雷諾準(zhǔn)數(shù)的函數(shù)。（3）慣性。當(dāng)流線繞過濾料表面時(shí)， 較大動(dòng)量和密度的顆粒因慣性沖擊而脫離流線碰到濾料表面上。（4）沉淀。如果懸浮物的粒徑和密度很大，將存在一個(gè)沿重力方向的相對(duì)沉淀速度。在凈重力的作用下，顆粒偏離流線沉淀到濾料表面上。沉淀效率取決于顆粒沉速和過濾水速的相對(duì)大小和方向。此時(shí)，濾層中的每個(gè)小隙孔起著一個(gè)淺層沉淀池的作用。（5）布朗運(yùn)動(dòng)。對(duì)于微小的懸浮顆粒，由于布朗運(yùn)動(dòng)而擴(kuò)散到濾料表面。（6）水力作用。由于濾層中的空隙和懸浮顆粒的形狀時(shí)極不規(guī)則的，在不均勻的剪切流場(chǎng)中，顆粒受到不平衡的作用不斷地轉(zhuǎn)動(dòng)而偏離流線。在實(shí)際過濾中，懸浮顆粒的遷移將受到上述各種機(jī)理的作用，它們的相對(duì)重要性取決于水流情況、濾層空隙形狀及顆粒本身的性質(zhì)（粒度、形狀、密度等） 。2. 附著機(jī)理由上述遷移過程而與濾料接觸的懸浮顆粒，附著在濾料表面上不再脫離，就是附著過程。引起顆粒附著的因素主要有如下幾種：（1）接觸凝聚。在原水中投加混凝劑，壓縮懸浮顆粒和濾料顆粒表面的雙電層后，但尚未生成微絮凝體時(shí)，立即進(jìn)行過濾。此時(shí)水中脫穩(wěn)的膠體很容易與濾料表面凝聚，即發(fā)生接觸凝聚作用。（2）靜電引力。由于顆粒表面上的電荷和由此形成的雙電層產(chǎn)生靜電引力和斥力。懸浮顆粒和濾料顆粒帶異號(hào)電荷相吸，反之，則相斥。（3）吸附。懸浮顆粒細(xì)小，具有很強(qiáng)的趨附趨勢(shì)，吸附作用也可能通過絮凝劑的甲殼作用實(shí)現(xiàn)。絮凝物的一端附著在濾料表面，而另一端附著在懸浮顆粒上。（4）分子引力。院子、分子間的引力在顆粒附著時(shí)起重要作用。3. 脫落機(jī)理通過用水進(jìn)行反沖洗，又是先用或者同時(shí)用壓縮空氣進(jìn)行輔助表面沖洗，濾層膨脹到一定高度，濾料處于流化狀態(tài)。截留和附著于濾料上的懸浮物受到告訴反洗水的沖刷而脫落；濾料顆粒在水流中旋轉(zhuǎn)、碰撞和摩擦，也使懸浮物脫落。反洗效果主要取決于沖洗強(qiáng)度和時(shí)間。（三）影響過濾效率的因素懸浮物的過濾分離效率受到濾料和懸浮顆粒兩方面因素的影響。1. 濾料的影響（1）粒度。過濾效率與粒徑 （1 n 3）成反比，即粒度越小，鍋???? 爐效率越高，但水頭損失也增加越快。（2）形狀。角形濾料的表面積比同體積的球形濾料的表面積大，因此當(dāng)孔隙率相同時(shí)，角形濾料過濾效率高。（3）孔隙率。球形濾料的孔隙率與粒徑關(guān)系不大，一般都在 左右。但角形濾料的孔隙率取決于粒徑及其分布，一般為 ~.較小的孔隙率會(huì)產(chǎn)生較高的水頭損失和過濾效率，而較大的孔隙率提供較大的納污空間和較長(zhǎng)的過濾時(shí)間，但懸浮物容易穿透。（4）厚度。濾床越厚，濾液越清，操作周期越長(zhǎng)。（5）表面性質(zhì)。濾料表面不帶電荷或者帶有與懸浮顆粒表面電荷相反的電荷有利于懸浮顆粒在其表面上吸附或接觸凝聚。通過投加電解質(zhì)或調(diào)節(jié) pH 值可改變?yōu)V料表面的 電位。??2. 懸浮顆粒的影響（2）粒度。幾乎左右過濾機(jī)理都受懸浮物粒度的影響。粒度越大，通過篩濾去除越易。向水中投加混凝劑，待其生成適當(dāng)粒度的絮體或微絮體后進(jìn)行過濾，可以提高過濾效果。（2）形狀。角形顆粒因比表面積大，去除率比球形顆粒高。（3）密度。顆粒密度主要通過沉淀、慣性及布朗運(yùn)動(dòng)機(jī)理影響過濾效率，因這些機(jī)理對(duì)過濾貢獻(xiàn)不大，故影響程度較小。（4）濃度。過濾效率隨原水濃度升高而降低，濃度越高，穿透越難，水頭損失增加越快。（5）溫度。溫度影響密度及黏度，進(jìn)而通過沉淀和附著機(jī)理影響過濾效率。降低溫度，對(duì)過濾不利。（6）表面性質(zhì)。懸浮物的絮凝特性， 電位等取藥取決于表面性質(zhì)，??因此，顆粒表面性質(zhì)時(shí)影響過濾效率的主要因素。（四）濾池（器）分類濾池有以下幾種分類：按水流通過濾床方向來分，可分為下向流、上向流、雙向流、輻射流、水平流和由“細(xì)到粗”或由“粗到細(xì)”等類型；按所用的濾料來分，可分為砂、煤、 “煤—砂” 、多層、混合濾料或硅藻土等類型；按流量來分可分為慢濾池、快濾池、高速濾池；此外，按過濾水的水流星之分為壓力式（壓力流）和重力式（重力流）兩種。壓力式通過過濾器是油田水處理中使用最為普遍的過濾設(shè)備。壓力式過濾器亦稱為機(jī)械過濾器。帶有濁度的原水經(jīng)過泵的升壓后通過濾層，因此進(jìn)水和出水之間有壓差，此壓