水处理中影响混凝效果(药剂投加量)的因素复杂,包括水温、pH值和碱度、水中杂质的性质和浓度、外部水利条件等。下面仅概述几个主要因素。
水温的影响
水温对用药量影响明显,尤其是冬季,水温低时,用药量受影响较大。通常絮状物形成缓慢,颗粒细小疏松。主要原因有:
(1)无机盐混凝剂水解是吸热反应,低温水混凝剂水解困难;
(2)低温水粘度高,削弱了水中杂质颗粒的布朗运动强度,减少了碰撞机会,不利于胶体失稳团聚,也影响絮体的生长。
水温较低时,胶体颗粒的水化作用增强,阻碍胶体团聚,也影响胶体颗粒之间的粘结强度。
水温与水的酸碱度有关。水温较低时,水的pH值会升高,相应的最佳混凝pH值也会升高。因此,在寒冷地区的冬季,尽管添加了大量的混凝剂,也很难获得良好的混凝效果。
pH值和碱度的影响
pH值是水是酸性还是碱性的指标,也就是水中H浓度的指标。原水的pH值直接影响混凝剂的水解反应,即当原水pH值在一定范围内时,混凝效果可以得到保证。当混凝剂加入水中时,由于混凝剂的水解作用,水中H的浓度增加,导致水的pH值降低,阻碍水解。要将pH值保持在最佳范围内,水中要有足够的碱性物质来中和H,天然水中含有一定的碱度(通常为HCO3 -),可以中和混凝剂水解过程中产生的H,缓冲pH值。当原水碱度不足或混凝剂投加量过多时,水的pH值会大幅下降,破坏混凝效果。
水中杂质成分的性质和浓度的影响
水中悬浮物颗粒的大小和带电性会影响混凝效果。一般来说,粒径小且均匀,其混凝效果差,水中颗粒浓度低,颗粒碰撞概率小,不利于混凝。当浊度很高时,为了使水中的胶体不稳定,药物消耗量会大大增加。当水中含有大量有机物时,会被粘土颗粒吸收,从而改变原有胶体颗粒的表面特性,使胶体颗粒更加稳定,会严重影响混凝效果。这时需要在水中加入氧化剂,破坏有机物的功能,提高混凝效果。水中的可溶性盐也会影响混凝效果。比如天然水中有大量钙镁离子时,有利于混凝,而大量Cl-离子不利于混凝。汛期,由于雨水冲刷,含有大量腐殖质的高浊度水进入厂区,改善前氯和混凝剂的用量就是基于此。
外部水利条件的影响
胶体凝聚的基本条件是使胶体粒子不稳定,并使不稳定的胶体粒子相互碰撞。混凝剂的主要作用是使胶体颗粒去稳定,而外部水力搅拌是为了保证胶体颗粒能与混凝剂充分接触,使胶体颗粒相互碰撞形成絮体。为了使胶体颗粒与混凝剂充分接触,混凝剂放入水中后必须迅速均匀地分散到水体的各个部位,俗称快速混合,一般需要10~30秒,最多不超过2分钟。
水量冲击负荷的影响
水量影响是指原水周期性或非周期性的水量影响,突然发生较大变化。对于水厂来说,城市小时用水量和上游水量的调整都会影响来水量。