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聚合氯化鋁混凝沉淀說(shuō)明
聚合氯化鋁混凝沉淀說(shuō)明
發(fā)布時(shí)間:2022-01-18 瀏覽
聚合氯化鋁混凝沉淀說(shuō)明
        水處理的混凝澄清處理
        投加化學(xué)藥劑(混凝劑)使得膠體分散體系脫穩(wěn)和凝聚的過(guò)程稱為化學(xué)混凝。在混凝過(guò)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(guò)程,稱為混凝澄清處理。

1.聚合氯化鋁混凝澄清處理的機(jī)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(fù)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(gè)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(guò)程就稱為脫穩(wěn)。膠體所帶的電荷影響膠體的凝聚。當(dāng)膠體顆粒和流體之間呈相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),剪切面(滑動(dòng)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(shí)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(fù)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(dòng)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(yùn)動(dòng)的作用下,相互凝聚成細(xì)小絮凝物的反應(yīng)過(guò)程稱為凝聚。
聚合氯化鋁
        細(xì)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(guò)程稱為絮凝。

        向水中投加混凝劑后,經(jīng)過(guò)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(xì)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(guò)程稱為絮凝。

        聚合氯化鋁-凝聚和絮凝的全過(guò)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(jī)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。


        將聚合氯化鋁混凝劑與原水快速均勻混合并產(chǎn)生一系列化學(xué)反應(yīng)而脫穩(wěn),這一過(guò)程所需時(shí)間很短,一般在1min左右。一些陽(yáng)離子型的高分子聚合物也能對(duì)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(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu),帶有正電荷,它們對(duì)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(shí)布朗運(yùn)動(dòng)已不能推動(dòng)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(shí)需向水中加入有機(jī)高分子絮凝劑,利用絮凝劑長(zhǎng)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(shí)間的增加而提高。

2.常用的混凝劑簡(jiǎn)介

       為了提高聚合氯化鋁混凝處理的效果,必須選用性能良好的藥劑,創(chuàng)造適宜的化學(xué)和水力學(xué)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小;但投加鐵鹽時(shí)要注意,設(shè)備運(yùn)行不正常時(shí),帶出的鐵離子會(huì)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

聚合氯化鋁

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