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用聚合氯化鋁做水處理的混凝沉淀澄清說明

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用聚合氯化鋁做水處理的混凝沉淀澄清說明
發(fā)布時間:22-01-18 瀏覽
  用聚合氯化鋁做水處理的混凝沉淀澄清說明
        投加化學藥劑(混凝劑)使得膠體分散體系脫穩(wěn)和凝聚的過程稱為化學混凝。在混凝過程中,含有微小懸浮微粒和膠體雜質(zhì)被聚集成較大的固體顆粒,使顆粒性的雜質(zhì)與水分離的過程,稱為混凝澄清處理。

1.混凝澄清處理的機理
        (1)膠體的穩(wěn)定性和ξ電位
        膠體在水溶液中能持久地保持其懸浮的分散狀態(tài)的特性叫做穩(wěn)定性。水中的膠體物質(zhì)的自然沉降速度十分緩慢,不易沉降的原因是由于同類膠體帶有相同的電荷(天然水和廢水中膠體帶負電),彼此之間存在著電性斥力,使之不能聚合,保持其原有顆粒的分散狀態(tài)。

        膠體顆粒保持其穩(wěn)定性的另一個原因是,表面有一層水分子緊緊地包圍著,稱為水化層,它阻礙了膠體顆粒間的接觸,使得膠體顆粒在熱運動時不能彼此碰撞而粘合,從而使其顆粒保持懸浮狀態(tài)。

        使膠體失去穩(wěn)定性的過程就稱為脫穩(wěn)。膠體所帶的電荷影響膠體的凝聚。當膠體顆粒和流體之間呈相對運動時,剪切面(滑動面)上的電位,稱之為ζ電位,見圖1-1。

        若ζ電位愈大,則膠體就愈穩(wěn)定;若ζ電位等于零,膠體不帶電荷,這時膠體極不穩(wěn)定,易于彼此聚合成大塊而沉降。

        水中的膠體物質(zhì)的自然沉降速度十分緩慢,不易沉降的原因是由于同類膠體帶有相同的電荷(天然水和廢水中膠體帶負電),彼此之間存在著電性斥力。另外,膠體表面總是有一層水分子包圍著,它妨礙了膠體顆粒之間的接觸粘合。溶液主體與雙電層滑動界面的電位差稱為ξ電位。
(2)膠體的脫穩(wěn)、凝聚和絮凝

       改變膠體顆粒的某些特性,使之失去穩(wěn)定性稱之為膠體的脫穩(wěn)。在布朗運動的作用下,相互凝聚成細小絮凝物的反應(yīng)過程稱為凝聚。

       細小絮凝物在范德華引力的作用下或在絮凝劑的吸附架橋作用下,相互粘合成較大絮狀物的過程稱為絮凝。

       向水中投加混凝劑后,經(jīng)過混合、凝聚、絮凝等綜合作用,可使膠體顆粒和其它微小顆粒聚合成較大的絮狀物。細小絮凝物在速度梯度的作用下或在絮凝劑的吸附架橋作用下,相互粘合成較大絮狀物的過程稱為絮凝。

       凝聚和絮凝的全過程稱為混凝。

a.膠體的脫穩(wěn)凝聚

        向水中投加電解質(zhì),可起到壓縮雙電層使膠體脫穩(wěn)的作用。其主要機理是向水中加入鋁鹽或鐵鹽混凝劑后,水中膠體顆粒的雙電層被壓縮或電性中和而失去穩(wěn)定性。

        將混凝劑與原水快速均勻混合并產(chǎn)生一系列化學反應(yīng)而脫穩(wěn),這一過程所需時間很短,一般在1min左右。一些陽離子型的高分子聚合物也能對水中膠體起到脫穩(wěn)凝聚作用,這類高分子聚合物在水中呈長鏈結(jié)構(gòu),帶有正電荷,它們對水中膠體的脫穩(wěn)凝聚是由于范德華力吸附和靜電引力共同作用的。

b.絮凝和絮凝物(礬花)的形成

        水中膠體經(jīng)脫穩(wěn)凝聚形成的初始絮凝物的粒徑一般在1μm以上,這時布朗運動已不能推動它們碰撞而形成更大的顆粒。為了使初始絮凝物互相碰撞而粘合成大顆粒的絮凝體,需要另外向水中輸入能量,產(chǎn)生速度梯度。

        有時需向水中加入有機高分子絮凝劑,利用絮凝劑長鏈分子的吸附架橋作用提高碰撞產(chǎn)生粘合的幾率。絮凝效率通常隨絮凝物濃度和絮凝時間的增加而提高。

2.常用的混凝藥劑簡介

        為了提高混凝處理的效果,必須選用性能良好的藥劑,創(chuàng)造適宜的化學和水力學條件。常用的混凝劑主要分為鋁鹽和鐵鹽兩類,鋁鹽中以硫酸鋁和聚合氯化鋁為主,鐵鹽中以三氯化鐵和聚合硫酸鐵居多。

        鐵鹽與鋁鹽相比,鐵鹽生成的絮凝物密度大,沉降速度快, pH適應(yīng)范圍寬;混凝效果受溫度的影響比鋁鹽。坏都予F鹽時要注意,設(shè)備運行不正常時,帶出的鐵離子會使出水帶色,并可能污染后續(xù)水處理除鹽設(shè)備,如陰離子交換樹脂
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