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聚合氯化铝的混凝原理

来源:润邦环保001 发布时间:2020-09-03 09:31:16 阅览: 次浏览

  聚合氯化铝的混凝原理;

  1.压缩双电层:胶束双电层的结构决定了反离子浓度在胶粒表面最大,反离子浓度随胶粒表面到外界的距离而降低,最终等于溶液中离子的浓度。当电解质被添加到溶液中以增加溶液中的离子浓度时,扩散层的厚度减小。当两个胶体粒子相互靠近时,由于扩散层的厚度减小,ζ电位降低,因此它们的排斥力减小,即溶液中高离子浓度的胶体粒子之间的排斥力小于低离子浓度的胶体粒子之间的排斥力。胶体粒子之间的引力不受水相组成的影响,但由于扩散层变薄,它们碰撞时的距离减小,所以它们之间的引力很大。可以看出,排斥和吸引的合力从排斥变为吸引(排斥势能消失),胶体粒子可以迅速凝聚。 这一机理可以更好地解释港口的淤积现象。当淡水进入海水时,盐和离子浓度增加,淡水携带的胶体颗粒的稳定性降低,因此粘土和其他胶体颗粒容易在港口沉积。根据这一机理,当溶液中添加的电解质超过凝结的临界凝结浓度时,将不再有过量的反离子进入扩散层,胶体粒子不可能改变符号并使胶体粒子重新稳定。这种机理是用纯静电现象来解释电解质对胶体颗粒失稳的影响,但它没有考虑失稳过程中其他性质(如吸附)的影响,因此不能解释其他复杂的失稳现象,如作为凝结剂的三价铝盐和铁盐用量过多,但凝结效果下降甚至再次稳定;另一个例子是具有与胶体颗粒相同的电数的聚合物或聚合物有机物,其可能具有良好的凝结效果:等电点状态应该具有最佳的凝结效果,但是在生产实践中,当ξ电势大于零时,凝结效果最佳。 事实上,通过向水溶液中加入凝结剂而使胶体颗粒不稳定的现象涉及胶体颗粒和凝结剂之间、胶体颗粒和水溶液之间以及凝结剂和水溶液之间的相互作用,这是一种综合现象。

  2.吸附电中和:吸附电中和是指颗粒表面对不同离子、不同胶体颗粒或链状分子的不同电荷部分有很强的吸附作用。因为这种吸附可以中和部分电荷,减少静电排斥,所以很容易接近其他粒子并相互吸附。此时,静电吸引通常是这些效应的主要方面,但在许多情况下,其他效应超过了静电吸引。例如,用钠离子和十二烷基铵离子(C12H25NH3+)去除带负电的碘化银溶液引起的浊度,发现同价有机胺离子的去稳定能力远大于钠离子,过量加入钠离子不会使胶体粒子去稳定,但有机胺离子不会,当超过一定量时会使胶体粒子去稳定,表明胶体粒子吸收了过多的反离子,使原来的胶体粒子变得不稳定。当铝盐和铁盐的用量较高时,也会出现再稳定和电荷符号变化的现象。用吸附中和机理来解释上述现象是合适的。 3.吸附架桥:吸附架桥的机理主要是指聚合物和胶体颗粒之间的吸附和架桥。还可以理解,两个相同数目的大胶体粒子连接在一起,因为有一个不同数目的胶体粒子。聚合物絮凝剂具有线性结构,并且它们具有能够与胶体颗粒表面的某些部分相互作用的化学基团。当高聚物与胶体颗粒接触时,这些基团可以与胶体颗粒表面反应并相互吸附,而其余的聚合物分子在溶液中延伸,可以与另一个表面有空位的胶体颗粒吸附,从而使聚合物起到架桥作用。如果胶体粒子很少,聚合物的延伸部分就不能粘附到第二个胶体粒子上,那么延伸部分迟早会被原来的胶体粒子吸附到其他部分上,聚合物就不能起到桥接作用,胶体粒子就处于稳定状态。当高分子絮凝剂的用量过大时,胶体颗粒的表面将会饱和并重新稳定。如果已经被桥接和絮凝的胶体颗粒被长时间剧烈搅拌,桥接聚合物可能从另一个胶体颗粒的表面脱离并滚回到原始胶体颗粒的表面,导致再稳定状态。 聚合物在胶体颗粒表面的吸附来自各种物理和化学作用,如范德华引力、静电引力、氢键、配位键等。并取决于聚合物和胶体颗粒的化学结构特征。这一机理可以解释电信号相同的非离子或离子聚合物絮凝剂可以获得良好絮凝效果的现象。

  3、铁(OH)3、镁(OH)2)或金属碳酸盐(如碳酸钙)时,水中的胶体颗粒可在形成时被这些沉积物捕获。当沉淀物带正电荷时(铝(OH)3和铁(OH)3在中性和酸性的酸碱度范围内),由于溶液中存在阴离子,如硫酸银离子,沉淀速度会加快。此外,水中的胶体颗粒可以作为形成这些金属氧化物沉淀物的核心,因此最佳的凝结剂用量与被去除物质的浓度成反比,即胶体颗粒越多,金属凝结剂的用量越少。

  4.沉积物净捕获机制:当金属盐(如硫酸铝或氯化铁)或金属氧化物和氢氧化物(如石灰)用作凝结剂时,当用量大到足以快速沉淀金属氢氧化物(如铝(OH)

  以上介绍的四种混凝机理在水处理中往往不是孤立的现象,而是往往可能同时存在,并且在某些情况下只优先于某一种现象。

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