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聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的絮凝原理及絮凝澄清

  污水處理系統中為了提高混凝處理的效果,必須選用性能良好的藥劑,創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。下邊我們以聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵兩種產品進行對比。

  一:絮凝原理

  混凝階段處理的對象,主要是水中懸浮生物和膠體雜質?;炷^程的完善程度對后續處理,如沉淀、過濾、加氯影響很大,所以,它是水處理工藝中十分重要的一個環節。大多數水廠常使用聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵這兩種絮凝劑。

  我們知道,天然水中存在著大量的懸浮生物和膠體雜質,懸浮物的形態是不同的,有些大顆粒懸浮物可愛自身重力作用下沉降;而另一種是膠體顆粒,是使水產生渾濁的一個重要原因,膠體顆??孔匀怀两凳遣荒艹サ?,因為,水中的膠體顆粒主要是帶負電的粘土顆粒,膠粒間存在著靜電斥力,膠粒的布朗運動、膠粒表面的水化作用,使膠粒具有分散穩定性,三者中以靜電斥力影響最大,若向水中投加混凝劑能提供大量的正離子,能加速膠體的凝結和沉降。壓縮膠團的擴散層使電位轉變為不穩定的因素,也有利于膠粒的吸附凝聚。水化膜中的水分子與膠粒有固定聯系,具有彈性較高的粘度,把這些水分子排擠出去需要克服特殊的阻力,這種阻力阻礙膠粒直接接觸,有些水化膜的存在決定于雙電層狀態。若投加混凝劑降低ξ電位有可能使水化作用減弱,混凝劑水解后形成的高分子物質(直接加入水中的高分子物資入水中的高分子物質一般具有鏈狀結構)膠粒與膠粒之間起著吸附架橋作用,即使ξ電位沒有降低或降低不多,膠粒不能相互接觸,通過高分子鏈狀物吸附膠粒,也能形成絮凝體。

西安聚合氯化鋁

  二:混凝劑的混凝澄清機理

  水處理中投加化學藥劑(混凝劑)使得膠體分散體系脫穩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被聚集成較大的固體顆粒,使顆粒性的雜質與水分離的過程,稱為混凝澄清處理。

  向水中投加混凝劑后,經過混合、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。凝聚和絮凝的全過程稱為混凝。

  (1)膠體的脫穩凝聚

  向水中投加電解質,可起到壓縮雙電層使膠體脫穩的作用。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定性。將混凝劑與原水快速均勻混合并產生一系列化學反應而脫穩,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凝聚作用,這類高分子聚合物在水中呈長鏈結構,帶有正電荷,它們對水中膠體的脫穩凝聚是由于范德華力吸附和靜電引力共同作用的。

  (2)絮凝和絮凝物(礬花)的形成

  水中膠體經脫穩凝聚形成的初始絮凝物的粒徑一般在1m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。

  聚合硫酸鐵與聚合氯化鋁相比,聚合氯化鋁生成的絮凝物密度大,沉降速度快,pH適應范圍寬;混凝效果受溫度的影響比聚合硫酸鐵小;但投加鐵鹽時要注意,設備運行不正常時,帶出的鐵離子會使出水帶色,并可能污染后續除鹽設備。

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