范文一：混凝机理

第 2章 混凝

2

)胶体表面的双电层

? 双电层 ? Zeta 电位 ? 等电状态 ? 电荷反转 ? 再稳

3) DLVO 理论

20世纪 40年代由原苏联科学 家 Deryaguin 、 Landau 和荷兰科 学家 Verwey 与 Overbeek 建立的关 于憎水胶体稳定性的定量理论。 胶体粒子之间因为范德华作 用而相互吸引,又因为粒子周围 的双电层的交联而产生排斥作用 。胶体的稳定性取决于这两种相 互对抗的作用能量的相对大小。

12

'

/x

B

E R

=6

'

/x

A E

A

?=A

R E

E

E +=思考:如何降低胶体颗 粒的稳定性?

排斥能峰

降低 Zeta 电位,使 E max =0此时的 Zeta 电位称为临界 电位

2.1.2 混凝机理

(1)电性中和

压缩双电层

吸附 — 电中和

(1)硫酸铝的水解 特征

(2)不同 pH 值条件下硫酸铝的混凝机理 2.1.3 硫酸铝在水中的化学反应

2.2 混凝剂和助凝剂 2.2.1 混凝剂

水质净化对混凝剂的基本要求:

混凝效果好; 对人体健康无害;使用方便;货源充足,价格低廉。 混凝剂的种类:

(1)无机盐类混凝剂

1)铝系

AL

2

(SO4) 318H 2O

明矾 AL

2

(SO4) 3 ? K 2SO 4?24H 2O

2)铁系

FeCL

3

? 6H 2O

FeSO

4

? 7H 2O

(2)高分子混凝剂 ? 无机高分子混凝剂

聚合氯化铝 [AL 2 (OH)

n

CL 6~n ] m

碱式氯化铝 ALn(OH) m CL 3n ~m ,

? 有机高分子混凝剂 聚丙烯酰胺 PAM

2.2.2 助凝剂

(1) 什么是助凝剂

当单用混凝剂不能取得良好效果时,须投加某些辅助药剂以提高混 凝效果,这种辅助药剂称为助凝剂。也就是能促进和加速凝聚过程, 提高绒粒质量的物质称为助凝剂。

(2) 分类

? 调整混凝过程的 PH 值

当原水碱度不足而使混凝剂水解困难时,可投加碱剂,通用的是石 灰,以提高水的 PH 值。

? 氧化剂

? 改善絮凝体结构的高分子助凝剂

思考下列因素对颗粒碰撞速率的影响 ?直径

?搅拌开始时有较大的颗粒存在

?颗粒浓度

?搅拌强度

5、混凝控制指标(1) ? (1)G值和GT值

? (2)体积浓度与能耗

§2-4 影响混凝的因素

1、水温对混凝的影响

? 水的粘度

? 胶体水化作用

? 混凝剂水解

? pH值变化

克服水温低效果差的措施:

? 增加混凝剂的投量,以改善颗粒之间的碰撞条件。 ? 投加助凝剂或粘土以增加絮体重量和强度,提高沉 速。

2、 pH 值和碱度的影响

? 水的PH对混凝效果影响很大,对一般的浑浊水,投 硫酸铝的最佳PH范围为6.5~7.5。

? 三价铁盐混凝剂适应的PH值范围较宽,最优PH值大 约在6.0~8.4之间。

? 高分子混凝剂混凝效果受pH值影响较小

? 当原水碱度不足或混凝剂投量过高时,应投加石灰 调节碱度

3、水中悬浮物浓度的影响 ?

? 粘土杂质

? 悬浮物浓度

? 悬浮有机物

? 混凝剂投加量与水中悬浮物的关系

§2-5混凝剂的配制和投加 ?

混凝剂的溶解 ?

常用搅拌方式:?

?

?

?

? 溶液池 ?

溶解溶液池

2.5.2 混凝剂的投加 对投药设备的基本要求:? 投量准确、易调节。

? 设备简单、工作可靠、操作方便。

?

2.水射器投加 ? 3.水泵前投加

? 干投法

? 把固体药剂(通常系硫酸铝)破碎成粉末后进行定量头加。 ? c设备占地小;

? d易调节排渣容易。

? c投药量不太准确,特别是用药量少时

(特别是用药量少时)

? d块状药剂须进行破碎时,需增设破碎机

(3)混凝剂投加的自动控制

? 数学模型法

? 现场模拟试验法

? 特性参数法

– 流动电流法

– 透光率脉动分析法

2.6 反应池设计计算

1、设计要点

? 流速由大到小

? 注意 G 值及 GT 值

? 一般与沉淀池合建,如需分建,需注意 防止絮体打碎

? 低浊水可考虑部分泥渣回流

2、隔板絮凝池设计计算 ? 流速:从大到小逐渐变

化,起端 0.5 ~0.6 m/s, 末

端 0.2~0.3m/s。

? 絮凝时间:T=20~30分钟。

? 隔板间距:

b 不小于 0.5~0.6m, a=(1.2~1.5) b,

池底应有 i=0.02~0.03, 设不小于 150mm 排泥管 。

?

隔板反应池优缺点及适用条件

优点:

? 适用于大型水厂,因为 Q 小 b 小,不便于施工和维护; ? 构造简单、管理方便、效果较好,回转式比往复式效果好, 水头损失小 30-40%。

缺点:

? 絮凝时间长,容积较大,水头损失较大;

? 流量变化大时,效果受影响。

? 适合大中小型水厂的有竖流式隔板絮凝池。

3 折板絮凝池设计计算 分类:

? 同波折板

? 异波折板

? 平波折板

设计要求

? 间距应根据水流速度的大小而改变,隔板之间的流速通常 也分段设计,分段数一般不少于 3段。

? 各段流速分别为:第一段 0.25~0.35m/s;第二段 0.15~0.25 m/s;第三段 0.10~0.15 m/s。

? 折板的夹角采用 90°~120°,折板可采用钢丝网水泥或塑 料板等拼装而成,波高一般采用 0.25~0.4m。

同波折板絮凝池与异波折板絮凝池

优缺点

? 优点:

? 1. 无论是同波还是异波折板间水流流动连续不断,可行成众多小旋 涡,提高了颗粒碰撞絮凝效果。

? 2. 在折板的每个转角处,两折板之间的空间可视为 CSTR 完全混合连 续反应器,众多连续反应器串联起来就接近或相当于推流型(PF 型)反 应器。所以折板絮凝池接近推流型。

? 3. 与隔板絮凝池相比,水流条件大大地改善,在总的水流能量消耗 中,有效能量消耗比例提高。所需絮凝时间可以缩短,池子体积减小。 ? 缺点:

? 1. 因板距小,安装维修较困难;

? 2. 折板费用较高,一般常用于中小型水厂。

? 采用波纹板缺点就更突出。

4 机械絮凝池设计计算

常用设计参数

? 浆板:总面积为水流截面积的10%~20%,不宜超过25%,以免 池水随浆板共同旋转减弱搅拌效果,浆板长度不大于叶轮直 径的 75 %,宽度为10~30 cm,

? 叶轮旋转线速度:按叶轮半径中心点的线速度计算(相当于 池中 水流的平均速度)

? 第一格 0.5~0.6 m/s ,以后逐渐递减,最末一格采用 0.1~0.2 m/s 。

? 絮凝时间:一般采用 15~20分钟。

机械絮凝池优缺点

优点:

? 絮凝效果好;

? 易调节、受水质变化的影响小; ? 水头损失小。

缺点:

? 需设置机电设备;

? 维修管理较复杂。

?

多级旋流反应池是由一系列方格组成,方格四角抹成 圆角,每一个称为一级,一般分 6 ~12级,进水口沿圆的切 线方向上、下交错布置原水以较高流速进入各格,都能在其 中形成旋转运动,以搅动水流。

? 第一级进口流速 2 ~3m/s,而后逐渐递减,最后一级进 口流速可为 0.15 m/s左右。由于第一级进口流速特别高,对 水流持续搅动时间较长,故一般将第一级容积加大。 ? 总絮凝时间一般约 20分钟。

?

(2)孔室絮凝池 ? 孔室絮凝池由一系列串 联格间(孔室)组成,格间 呈方型或长方形,水以较高 流速经孔口流入格间,在格 间中造成水流的紊动,从而 促进絮凝,一般分 6~12级。 ? 第一级 u=12m/s

? 以后各级的进口流速依 次减少。

? 最末一级 .u=0.2m/s;? 絮凝时间 T=20分钟。 ? 进出口上、下交错布置。 ? 适宜中小水厂

?

(3)涡流絮凝池

? 水在池中形成涡流扩散后上升, 随着过水断面逐渐增大,上升 u 逐渐减小,池子数不少于 2个。 ? 进口 u=0.7m/s;

? 上升水流 u=4~5m/s;

? T=6~10分钟;

? 出口 u <0.2m>

? ?=30o~45 o;

?

适合小水厂、小水量,水量大 效果不理想。 ? (4)组合使用日益增多 ? 在隔板絮凝池前设机械絮凝池; ? 在旋流絮凝池后设隔板絮凝池; ? 效果好,但设备形式增多。

(5)网格、栅条絮凝池

? 如图:共分成两组,每组 9个格(9个竖井),网格 层 数共分成27层,当水流 通 过网格时,相继收缩、 扩 大,形成涡流,造成颗 粒 碰撞。水流通过竖井之 间 孔洞流速及过网流速按 絮

凝规律逐渐减小

范文二：混凝机理研究进展

秦皇岛南戴河 第七届全国水处理混凝技术研讨会论文集 哪勰勰 混凝机理研究进展 王晓敏李风亭张冰如 (同济大学环境科学与工程学院，上海市 ,,,,,,) 〔摘要】在水处理过程中。混凝足重要的、必不可少的处理方,盘之一。通过混凝可咀使水体中 难去除的胶体颗粒形成的大颗粒的絮凝物，通过沉淀或者气浮的方法从水体中去除(同时通过形 成聚体的吸附过程可以去除部分溶解性物质(本文系统地评述了混凝过程的研究进展( 〔关键词】混凝;机理:水处理 ,,, ,,,;,,, ,,;,,,,,,,,,, ,,;,,,,;, ,,,,,,, ,,,,， ,,,,,,,, ,,， ,,,,,, ,,,,, (,,,,, ,,, ,,, ,,,,,,,,,,, ,,,,,,， ,,, ,,,,,,;, ,,,,,，,;,,,， ,,,,,,,,,,,,,,, ,;,,,;, ,,, ,,,,,,,,,,,，,,,西, ,,(,,,,,吼,,,,,,,, ,,,,,,，,,,,,),,,,,,;,:,,,,,,,,,,, ,,,,,蛐,,,,,,,,, ,,,, ,,,,, ,,, ,,,;,,, ,, ,,,,, ,,(,,,,,,(,,,,,，,,,,,,,,, ,,,, ,,,,,,,,,, ,,,,, ,,, ,,,,,,,,, ,,,,,;,,,，;,, ,, ,,,,;,,,,,, ,,,,,,, ,,,,,,,,,,,,,,, ,, ,,,,,,,,,,(,,,, ,,,,, ,,,,,,,, ,,, ,,,,, ,,;,,,,,,,,,, ,,;,,,,;,(,,,,,,,:;,,,,,,,,,;,,;,,,,;,;,,,,, ,,,,,,,,,,前言 水体中有很多大小不一的颗粒物质，颗粒物在水体中受到,个力的作(【,;,，一个是重力作用，一个是布朗运动的作用。由于重力作用，会发生沉降。根据,,,,,,公式，可以计算不同粒径颗粒的沉降速度(由表,可知。由于胶体的体积很小，又有布朗运动，会使得水体中的胶体保持悬浮状态、胶体的重力沉降不明显。 ,,,,,,沉降速度公式〔,,,〕:,:娑。一,。, ,””…。 (,) 式中，,是球形颗粒的半径: ”是介质的粘度; ,是颗粒的密度: ,,是介质的密度; ,是重力加速度。 表，水体中的颗粒物质及其沉降速度 颗粒粒径,(,,) 颗粒类型 沉降速率 ,, 卵石 , ,,,,, , 莉,颗粒 ,,,,,, ,, 细颗粒 ,(,,,,,,, ,(,, 泥沙 ,(,,,, ,(,,,,(,,,,,, 大胶体 , ,,,, , ,,,,,,(，,,) 小胶体 ,,,,,,,,,, , 胶体表面带有净负电荷，两个胶体表面的电荷之间的斥力会阻止胶体碰撞、凝聚，从而使水体外观混浊，影响了水体的透光度。 利用天然胶体表面带有净负电荷的属性，在水处理中加入带正电荷的离子，例如,,，、,,，、,，,，、,,“等离子。用来中和胶体的表面的负电荷，使胶体脱稳，随后胶体聚集形成较大的颗粒(最后沉降下来。这就是混凝的基本原理。 现有的很多文献中都是以“混凝过程”统称脱稳和凝聚的过程，实际上，“混凝过程”应由两个部分组成(即混凝和絮凝，混凝以电中和脱稳为主，絮凝以长链水解盐的架桥使颗粒长大为主。本文也以此简称这两个相关的过程。,胶体的稳定性 在,,世纪,,年代，由,,,,,,,,,、,,,,,,、,,,,,,、,,,,,,,,首次成功地提出了胶体稳定性理论(统称为,,,,理论”,。处于稳定体系中的颗粒主要受范德华力(,,, ,,,,,,,,)和固液界面的双电层斥力之间作用。 这两个相互作用的位能可以通过式(,)表示: 矿,)…,,,,(,一,,，),

一面,,， (,) 静电斥力 范德华引力 式中，,，,,,,,,,常数:对于氧化物，,,,,,,×,,,,, , 对于聚苯乙烯，,,,(,,×,,。,, , ,，胶粒之间的距离; 秦皇岛南戴河 第七届全国水处理混糗毽术研讨会论文集 硼勰禳 ,，波尔兹曼常数，,,,,(,,,,,,,焦耳; ,，颗粒的粒径。 影响范德华力的因素主要是颗粒粒径和颗粒间的距离，而影响静电斥力的主要参数 为颗粒间距离和胶体表面带电状况。至今为止，有多种模型描述胶体表面电荷分布结构， 其中,,,,,,,,,、,,,,(,,,,,,,和,,,,,三个模型比较舆型。 ,(,双电层 胶体表面的过量电荷会吸引溶液中符号相反的离予，排斥符号相同的离子，这样在胶体周围一定的空间内造成了胶体表面附近反离予过剩，同离子欠缺。反离子过剩和同离予欠缺共同形成溶液中的反号电荷在一定空间有规律的分布。在胶体表面的电荷和溶液中被吸引的反电荷构成了所谓的“双电层”。,(,(, ,,,,,,,,,模型 ,,,,,,,,,早在,,,,年指出双电层的内部结构类似一个平行电容器。但是，这个模型没能区分表面电位和电动电位，而且。后来的研究表明根据,,,,,,,,,模型(根本不会有双电层之间的相对运动发生，因为双电层整体是里电中性的。,(,(, ,,,,,,,,,,,,模型 ,,,,和,,,,,,,分别在,,,,年和,,,,年指出，溶液中的反离子受到两个相反的作用力，一是静电力;二是热力学力。这两个力达到平衡的时候，反离子不是规整地被束缚于胶体表面，而是呈扩散型分布的，随着离开表面的距离增大，反离子过剩的程度逐渐减弱，直至某个距离。反离子浓度于同离子浓度相等，扩敬层内离子分布如图,。 划 氍 , 艟 离，,颗粒,表面的距离 图, 扩散层内离子的分布 ,, ,,,,和,,,,,,,认为，在胶体表面形成了“扩散双电层”，而且，扩散双电层的电位并非是表面电位。图,中显示了扩散双电层中电位的变化，图中,,是发生电动现象时固液之间相对移动的实际分界面，即滑动面，滑动面上的电位称为电动电位。 图,扩散双电层中电位的变化 为了表示离子的分布，,,,,和,,,,,,,曾作了如下的假设: (,)固体表面是平板(,和,方向无限大，而且表面上的电荷分布是均匀的: (,)离子扩散只存在于,方向上，而且把离子作为一个质点电荷来考虑(它在双电层中应该符合,,,,,,,,,分布, (,)正负离子的电荷数目相等，整个体系呈中性; (,)溶剂的介电常数在整个扩散层内都是一样的。 扩散双电层内部的电荷分布，根据,,,,,,,,,分布定律，可以用(,)、(,)式表示: 阳离予浓度为:,，,‰,,,(,,,,,,) (,) 阴离子浓度为:,一,,, ,,,(,,,,,,,) (,) 式中，,,，溶液中的离子浓度: ,,，，溶液中阳离子的浓度; ,一，溶液中阴离子的浓度: ,，阴、阳离予的价数: ,，溶液中任意点的电势。 空间任意点的电荷密度可用下式表示: ,,,,(,，一”一) (,) 由于(,)、(,)，上式可以表示成:,,,,,,,, ,,,,(,,,,,) (,) 由于正弦双曲线可以表示为:,,,,(,),(,。一,一?),, (,) 利用,,,,,,,方程可以表示空间电场中电荷密度与电势之间有以下关系: ,,,,一,,占 (,) 式中，占，介质介电常数。 ,,是拉普拉斯算予。对于平板微粒，(,)可以简化成: ,,,,,,出, (,) 结合(,)、(,)、(,)式，(,),,,,,,,—,,,,,,,,,方程可以表示 , ,,,(,肼,,占),,,,,,,,,) (,,) 当表面电位很低，低到,,,,,,，

那么，可以把(,)式简化成: ,,,,(,)?, (,，) 这样，(,,)就简化成线性方程:,,矿,,,, (,,) 式中，, ,,,韶, ,”,,, ,,(,,,,,,,,,;,,,理论)。 (,,)可以用于计算弱电解溶液中单个离子的电势。这种情况下的溶液电势为: ,,,, ,,,(,舣) (,,) 式中(,,,是,,,,,长度，或扩散层厚度。 平板表面电荷密度:盯:占皂 , (,,) 式中，艿，平扳间的距离。 根据电中性原理，固体表面上电荷数与在扩散双电层内得异号电荷数相等，在固体的单位面积上电荷数就等于从固体表面到无穷远时。在液相内那部分体积中的过剩反离子数(那么平板表面电荷密度为: ,,,一, ,,, (,,) 结台式(,)，微分可得: ;,,,,,( (,,) 比较(,,)和(,,)，可以看出,,七相当于平板模型中的厚度占，所以通常把,,七作为扩散双电层的一种量度。 扩散层内的电位随着离开胶体表面的距离增大而下降，如图,所示，下降的快慢由,的大小决定。电解质浓度或价数的增大会使得,值增大，双电层变薄，电位随着离开胶体表面的距离增大而下降得更快。 嚣 , 。 袁 掣 图,电位与距离间的关系图,(,(, ,,,,模型 ,,,,,,,,,,,,模型区分了表面电位和电动电位，电动电位随离子浓度增加而减小 (图,)(永远与表面的电位同号，其极限为零。但通过实验发现，电动电位会随着离子浓度增加而增加，甚至，有时会与表面电位异号。 ,,,,认为(溶液中的离子不应该是没有体积的点电荷，他提出了: (,)离子是有大小的(离子中心与颗粒表面的距离不可能小于离子的半径; (,)离子与微粒之间除了有静电斥力之外，应该还有,,, ,,, ,,,,,引力。 ,,,,将,,,,(,,,,,,,模型中的扩散层分成了两个部分，靠近胶体表面的一、两个分子厚的区域内，反离子由于受到强烈的静电引力，与胶体表面紧密地结合在一起，构成所谓的“,,,,”层，在“,,,,”层外，才是所谓的离子扩散分布的扩散层。,,,,层内电位变化的情况与,,,,,,,,,平板模型中相似，由表面处的电位下降到,,,,层，,,,,,层的电位称为,,,,电位，扩散层中的电位符合,,,,,,,,,,,,模型，从,,,,,电位降到零。电动电位就是固液相对移动时，滑动面与溶液本体的电位差。由于滑动面略比,,,,层靠外，因此电动电位稍低于,,,,,电位。,(, ,,, ,,, ,,,,, ,,, ,,, ,,,,,对于胶体、胶团远比对原子、分子更具有意义。在胶体和聚合物的粘附、聚合过程中范德华力都起到了很大的作用。这里所说的胶体和聚台物包括了表面活性剂(胶团和脂质体)以及生物聚台物，比如蛋白质、,,,。 ,,, ,,, ,,,,,吸引作用通常是指一下三种相互作用:?两个永久偶极子之间的相互作用;?永久偶极子与诱导偶极子之间的相互作用;?分予之间的色散力的相互作用。 ,,, ,,,,,,,,引力位能可以用下式计算: ,, ,(:垫 , ,,, (,,) 式中，,是,,,,,,,常数; ,是胶粒之间的距离: 艮是颗粒的粒径。,,,,幔睿洌澹颍祝幔幔欤笠牍桃航缑娴乃绮愠饬Φ墓餐饔媚?同时存在,,, ,,, ,,,,,引力和固液界面的双电层斥力作,,在胶体上,它们之间的相互作用能可以用下图较直观地描述: 较 世 龋 旺 篙。 翼 ?逸,一 ,，,,,,,,”鍪 ,,? 匿,鹱牡问总的相互作用能田示 图中所示(正的合能，即能垒，会造成颗粒之间相互排斥(而负的合力则造成颗粒互相吸引，导致体系的不稳定。 在水处理中(就是要通过使用不同措施，克服能垒，使得胶体脱稳，从而达到将这些

悬浮颗粒去除的目的。,混凝过程 混凝就是向水中投加化学药剂，使得水中的颗粒物质脱稳的过程。混凝过程包括了三个步骤:?药荆的分散与颗粒发生作用，即混合作用:?凝聚作用;?絮,,,,,，,,,。 混凝是以胶体脱稳为主的过程，絮凝是以颗粒聚集长大为主的过程。混凝首要条件是要颗粒之间要有碰撞，颗粒在水体中接触碰撞主要有,种途径:颗粒的布朗运动;颗粒间的沉速差异:层流剪切;紊流剪切:紊流惯性碰撞。当颗粒粒径大于,,,时，布朗 运动基本消失，对于一般的混凝过程而言，絮体颗粒从微米级增至毫米级，因此布朗运 动产生的碰撞可以忽略。通过碰撞，混凝剂发挥作用的主要途径包括:?双电层压缩;?吸附、电中和;?卷扫絮凝;?吸附架桥。,(,双电层压缩 在正常情况下，胶体散射的稳定性依赖于两个邻近颗粒之间的相互作用力。两个胶体之间存在着最小的距离，小于这个距离它们容易聚集在一起。,,,,层与扩散层中的反离子处于平衡状态;往溶液中加入离子，使得溶液内部离予的浓度增大，很多的反离予会进入,,,,层，造成,,,,电位下降，从而导致电动电位下降，扩散层变薄，压缩双电层厚度。表,中显示了原水和加入混凝剂后的水样中?,,电位的交化情况: 表,原水和加入混凝剂后的水,;;,电位的变化图 原水 ,,,, 硫酸铝 ,;,,电位 一,,(,, ,,,,(, 一,,(,, 从表中可以看出，在加入混凝剂后，?,,电位明显有所变化，电动电位的下降，说明混凝荆起到了压缩双电层厚度的作用。 随着扩散层变薄(静电斥力随之减小，微粒在碰撞时可以更加容易接近;再加上,,,,,, ,缸,,引力作用。在颗粒相距较小处它变得更大(这样就引起了圈,中综合位能曲线上的能垒左移井降低高度(当能垒降低到一定程度时(胶体就将脱稳而发生混凝。,(,吸附、电中和 向要处理的水中加入的混凝荆。通常是反电荷的僧水化学物，可以用来中和悬浮物质表面的电荷，改变胶体表面的性质，达到悬浮物质脱稳的目的。脱稳现象会发生在混凝剂和胶体之间、在混凝剂与溶剂之间、在胶体和溶剂之间。 典型的混凝剂有:聚合氯化铝、硫酸铝、聚合硫酸铁、氯化铁以及一些有机低分子聚合物。投加金属盐胶体脱稳过程一般遵从,;,,,乜(,,,,,规则，即对一定的胶体溶液，加入的最小金属盐混凝剂浓度(临界混凝浓度)存在下列关系(价态分别为,价、二价和三价的电解质):, ,, , ,, ,』 , ,,?。因此经常使用的混凝剂多为铁盐和铝盐。 , , , ,】,,(,卷扫絮凝 金属盐加入水中形成大量金属氢氧化物，依靠氢氧化物的吸附作用，形成混凝剂一胶体聚集体的过程。最开始的沉淀出现是由于溶液中的固体饱和析出或者沉淀。沉淀包 括:,，(,,),(;)，,,(,,),?, ,,,,,，)，,甙,,)埘。这些沉淀物吸附周围的胶体颗粒?使 得絮凝物体积变大。 卷扫絮凝通常发生在混凝剂加量比较大的区域。 ,(,吸附架桥 向水中添加高分子量的无机或有机聚合物，这些聚合物的分予链的各个链段上都会 吸附多个胶体，使这些胶体相互连接，这样就会形成颗粒一聚合物一颗粒的连接体，这 些连接体足够大的时候就会变成大的颗粒从水中沉淀出来。 发挥吸附架桥作用的物质是以高分子量聚合物为主，例如，阴离子聚丙烯酰胺，而且这种吸附是以氢键作用为主。,铝盐的混凝过程: ,,,,,,,,,,,曾对硫酸铝盐的混凝过程进行深入研究(他认为。铝盐在混凝过程中，主要的混凝机理有两种:一是铝盐水解形成的溶解性聚合物质吸附于胶体上，利用电中和使得胶体脱稳，即所谓的“吸附”;二是胶体颗粒被氧氧化铝沉淀物网捕，即所谓的“卷扫捕集”( ,一,, ,,,,, , 、 (, ? ?菡 。

吖, 懒， , ?? ，?, 拿。 、呈 ，,((, ?),, ,胁 ,雷 口? 蚓,,、, 亨 ， , …，, ， 碱 一，，(删 ?,—一 蔓 ，，,。一 , ,，产嘲扣驾蠢(:，，童二《 , ， , 瓜, ? ? ? 混台溶液的,?值 图,硫酸铝的混凝区域圈 铝水解后存在各种形态，有,，”、,，(,,),，、,，(,,)”、,，(,,),,、,，(,,),等，其中不同的优势随条件而演变(水解的形态连续变化分布，铝的羟基化合态由单体到聚合体，按六元环的模式发展，直至生成沉淀物,，。(,,),。。,，”及其各种水解形态都与沉淀,，(,,),有着溶解一沉淀的平衡关系(在饱和溶液中，各种形态的离子的饱和浓度直接决 ,,定与溶液的,,值。图,中的直线分别表示在饱和溶液中备种溶解性化合态在不同,,值时的饱和浓度，超过这些浓度，溶解的化台态就变为沉淀。即在直线右侧，随着,,的升高，,，(,,)，的溶解度也升高，升高到一定的程度时，会出现最低溶解度。 从图,可以看出，铝盐作为混凝荆的时候，溶液的,,值对于它的混凝过程起着很重要的作用。当,,值在,,,之间的时候，铝盐以阳离予形式存在(像是,，”、,，(,,)”、,,,(,,),,,(这些阳离子。当,,值在,,,之间的时候，铝以负离予的形式出现，像是,，(,,),一，就会出现最佳卷扫和最佳卷扫混凝区。最佳卷扫絮凝区的范围是，铝矾的投加量为,,,,,,,，,，,,值为,(,,,(,，在这个范围内(可以用最低的絮凝荆投加量产生最佳的絮凝沉降效果。 上述分析均是基于硫酸铝溶液的水解特征获得水解区域图。实际上，,,的水解过程很大程度上是受到阴离子助凝剂的影响。最明显的对比就是聚合氯化铝和硫酸铝的混凝效果差异。在相同的铝含量的投加量下，前者的混凝效果远远好于后者。一般对于同一种水，,,,的纯铝投加量在为硫酸铝投加量的,,,,,,,时(就可以达到相同的混凝效果。这种巨大的差异是由于阴离子的存在而产生的。就像图,所示，在处理相同浊度的污水时(加入了阴离子聚合物后的,,,的处理性能就好于,,,本身(同济大学目前研究聚胺与聚合氯化铝的复配(这种复配产品对于低温低浊度原水和污水具有非常好.

范文三：水处理论文：水处理 磁化 混凝 混凝机理

水处理论文：电磁混凝技术的研究与应用

【中文摘要】本文主要研究了电磁混凝技术, 通过实验确定了最佳工艺参数, 并对其混凝效果和性能进行了分析。实验通过磁化处理的水样、磁化水溶解混凝剂、磁化混凝剂溶液三种方式实现磁化后, 以出水浊度和浊度去除率为评价指标, 通过单因素实验和正交实验考察了磁场强度、磁化时间、投药量、pH 等因素对聚合硫酸铁混凝剂和稀土混凝剂磁化混凝的影响, 得出最佳的工艺参数如下:聚合硫酸铁混凝剂:磁化处理的水样:磁场强度为89mT, 磁化时间为4min, 投药量为3ml/L,pH为9; 磁化水溶解混凝剂:磁场强度为60.1mT, 磁化时间为5min, 投药量为1ml/L,pH为9; 磁化混凝剂溶液:磁场强度为44.6mT, 磁化时间为5min, 投药量为2ml/L。稀土混凝剂:磁化处理的水样:磁场强度为89mT, 投药量为3ml/L,磁化时间为5min,pH 为8; 磁化水溶解混凝剂:磁场强度为74.3mT, 投药量为6ml/L,磁化时间为5min,pH 为8。磁化混凝剂溶液:磁场强度为60.1mT, 磁化时间为5min, 投药量为3ml/L。为了验证电磁混凝技术的混凝效果, 将其与常规混凝技术进行了对比实验, 结果表明磁场对混凝的影响较大, 在相同实验条件...

【英文摘要】The magnetized coagulation technology are mainly studied in this article. Through experiments, the optimal operational parameters are determined, and the

coagulation effectiveness as well as property of magnetic

coagulation technology are analyzed.Experiment implemente magnetization through the three ways of magneted water samples, magnetic water soluble coagulant and magnetized coagulant solution. Take the turbidity and turbidity removal rate as evaluation indexes, Considering that the effete of the ma...

【关键词】水处理 磁化 混凝 混凝机理

【英文关键词】Water treatment Magnetized Coagulant

Mechanism of coagulation 【索购全文】联系Q 1：

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【目录】电磁混凝技术的研究与应用

5-6

11-26

11-13

和机理12Abstract 6-7摘要1 文献综述引言10-111.1 混凝技术的概述111.2 混凝机理的探讨1.2.2 吸附电中1.2.4 沉淀网

1.4 1.2.1 压缩双电层机理11-121.2.3 吸附架桥作用机理12捕卷扫作用机理12-13

混凝的影响因素15-16

的影响151.3 混凝动力学理论13-151.4.1 水温的影响151.4.2 pH 1.4.4 1.4.3 水中悬浮物浓度的影响15-16

混凝剂的性质与投加量的影响16

161.5 混凝技术的研究和发展1.4.5 水力条件的影响16-211.5.1 化学絮凝

1.5.3 强化混凝技

1.6 磁场在水强化法16-18术20-211.5.2 电絮凝18-201.5.4 混凝技术的其他研究21

21-26处理中的研究概述1.6.1 磁场对水物理化学性质的影

响21-22

22-241.6.2 磁性悬浮物在磁场中的受力分析1.6.3 磁化絮凝法的相关研究24-26

26-302.1 课题研究的主要内容

2.2.1 磁化装置的

2.2.3 影响因素的分析

2.2.5 测定及实验

3.1 聚

3.1.1 磁化2 课题研究内容及实验方法262.2 实验仪器及实验方法26-302.2.2 实验仪器272.2.4 实验用水样及药剂28制作26-2727-28方法28-303 磁化混凝影响因素的研究30-56合硫酸铁混凝剂磁化混凝影响因素的研究30-43

处理的水样30-34

34-39

42-43

43-563.1.2 磁化水溶解混凝剂3.1.3 磁化混凝剂溶液39-423.1.4 小结3.2 稀土混凝剂磁化混凝影响因素的研究3.2.1 磁化处理的水样43-473.2.2 磁化水溶

3.2.4

4.1 测解混凝剂47-51小结55-56

定方法56-59

56-57

57-583.2.3 磁化混凝剂溶液51-554 磁化混凝技术的性能分析56-724.1.1 COD 的测定方法（重铬酸钾法测定COD ）4.1.2 污泥比阻的测定方法（真空吸滤法）4.1.3 实验用水及实验方法58-594.2 实验方法及结果分析59-72

能研究59-64

64-70

72-73

谢79 4.2.1 聚合硫酸铁混凝剂磁化混凝的性4.2.2 稀土混凝剂磁化混凝的性能研究70-72结论致4.2.3 磁化混凝机理的探讨参考文献73-78在学研究成果78-79

范文四：聚铝混凝过程混凝机理之吸附架桥篇-

c什么是混凝,

混凝是指在水中加入某些溶解盐类，使水中细小悬浮物或 聚合氯化铝铁 www.yxjsll.com jhh 胶体微粒互相吸附结合而成较大颗粒，从水中沉淀下来的过程。混凝机理分四大类，然而聚铝能通过混凝吸附架桥吸附有机物、细菌甚至溶解物质，以下就由长隆小编一一为大家介绍聚合氯化铝是如何混凝吸附架桥的。

聚合氯化铝混凝性质

投加的聚合氯化铝是水溶性链状高分子聚合物并具有能与胶粒和细微悬浮物发生吸附的活性部位，那么聚铝就能通过静电引力、范德华引力和氢键力等，将微粒搭桥联结为一个个絮凝体(俗称矾花)。这种作用就称为吸附桥联。聚铝的链状分子在其中起了桥梁和纽带的作用。这种网状结构的表面积很大，吸附能力很强，能够吸附粘土、有机物、细菌甚至溶解物质。 聚合氯化铝混凝吸附架桥机理

吸附架桥作用主要是指高分子物质与胶粒的吸附与桥连，高分子链上具有多个能与胶粒表面上起吸附作用的活性位点，当高分子在水溶液中舒展，多个颗粒会吸附在同一高分子链上，这样高分子就起了架桥连接的纽带作用。聚丙烯酰胺的吸附架桥机理也是同样的作用。

, 混凝剂有什么用,

, 石化废水常用处理方法

, 使用PAC对造纸黑液的净化处理效果

, 如何提升碱式氯化铝的使用效率

, 电池水的处理方法都有哪些

, 净水过程使用PAC混凝澄清都具备哪些优势

范文五：混凝的不同作用机理及应用

第 26卷第 4期 Vol. 26No. 42005

青岛建筑工程学院学报

Journal of Qingdao Institute of Architecture and Engineering

混凝的不同作用机理及应用

3

赵庆双

(聊城职业技术学院 , 聊城 252000)

摘 　 要 :通过四个工程实例 , . 理中 , 依据不同的作用机理 , 关键词 :混凝 , 悬浮物 , 溶解 , 色度 中图分类号 :X703.5

. 它既可以去除原水的浊度和色度等感官指标 , 又可以去除多 .

, 混凝剂的应用是极其广泛的 , 混凝的作用机理有四种 :压缩双电层 、 电性中和 、 吸附桥 联和网罗卷带 . 从作用机理出发 , 合理选用混凝控制条件是污水处理的重要环节 .

1　 混凝剂的不同应用实例 、 作用机理及控制条件

表 1

略钢转炉除尘废水水质分析

项目 温度 ℃

p H SS 铁含量 钙硬度

镁硬度

mg/L 数据

40~50

9. 2~10. 4

5413

3742

1129

5. 4

　　 实例 1:略钢转炉除尘废水混凝剂 的筛选实验

本例是一个典型的压缩双电层和电 性中和机理 . 本例中 , 聚合混凝剂优于普 通混凝剂 . 根据混凝剂的作用机理 , 对于 表 2略钢转炉除尘废水混凝剂的筛选实验结果

转炉除尘废水

加药量

沉淀 20min 后

沉淀效率

聚丙烯酸胺

3900

0. 112096. 90. 26398. 40. 34098. 50. 6

1299. 1碱式氯化铝 39000. 518095. 41. 012096. 93. 09597. 510. 0

3098. 8氯化铁 (FeCl 3) 39001. 519095. 13. 013096. 610. 0

90

97. 7

15. 06098. 4

普通混凝剂来说 , 从投加混凝剂开 始到反应结束 , 必然是从简单到复 杂的各种产物相继出现并交替发挥 作用的过程 , 其中包括低聚合度高 电荷络离子的压缩双电层和电荷中 和作用 . 聚合铁和聚合铝的离解和 水解与上述过程有所不同 , 在溶于 水后直接提供各种活性络离子 , 聚 合铝聚合铁中的铝离子及铁离子在 进入处理设备前已发生水解聚合 , 进入废水后 , 在任何 p H 条件下 , 都

以带正电荷的羟基络离子形式存 在 , 压缩双电层及电性中和是其使

胶体脱稳的主要作用机理 , 对控制条件的要求较低 . 本例的污染物主要是粗胶体和细微悬浮物 , 实验结果 充分体现了聚合混凝剂优于普通混凝剂的混凝机理 ; 另外 , 在此情况下 , 有机絮凝剂效果很好 . 因此 , 将上 述混凝机理应用于水处理实际时 , 必须根据原水中形成浊度物质的性质 , 优先选用聚合混凝剂并控制适宜

3收稿日期 :2005-04-26

的 p H 值或使用有机高分子絮凝剂 .

实例 2:吸附胶体浮选法处理电解钴废水的研究

采用吸附胶体浮选法处理电解钴废水 . 用十二烷基苯磺酸钠 (SL S ) 作浮选剂 , 用 FeCL 3和 AL 2(SO 4) 3

作混凝剂 , 浮选后可达到国家工业废水排放标准 (3mg/L ) .

表 3电解钴废水 (p H =8. 0) 分析结果 成分 Co 2+Ni 2+Cu 2+Zn 2+Fe 2+Na +SO 2-4Cl -含量 mg/L

801. 00. 20. 10. 637201325110结论

(1) 电解钴废水可采用吸附胶

体浮选法进行处理 . 在浮选前应向

废水中加入 0. 15mol/L 的 FeCL 3和 0. 05mol/L 的 AL 2(SO 4) 3.

(2) 影响浮选效果的主要因素为 p H 值 . 当 p H <8. 0,="" 求="" .="" p="" h="" 应控制在="" 8.="" 5~9.="">

本例可以用吸附桥联和网罗卷带原理解释 . , p H 值及加药量 . 实验证 明 ,p H 值应控制在 8. 5~9. 5之间 . 8. 5时 , 铝盐水解产物以负离子形态存 在 . 在钴的浮选过程中 , , 负离子形态存在的铝铁吸附核心通过氢氧 , 达到了钴的高效去除的目的 . 本例具有正 、 . 本例要求高的原始铁铝 p 实例 3:表 4品红染料工业废水水质指标 水质指标 COD mg/L 色度 (倍 ) p H 中和水

18720

30000

4. 83

　　 实验结果 :石灰 (以 CaO 计 ) 10kg/t 废水 , 硫

酸亚铁 8kg/t 废水 . 混凝出水水质可达到 COD =6170mg/L , 色度 =200倍 ,p H =12. 30. 选用聚合

铝或铁的处理效果不好而淘汰 .

本例是一个吸附过程或者混凝的纯网捕卷带作用 . 品红染料废水中大多数污染物以溶解态和悬浮形 态存在 , 以胶体形态存在的较少 . 新配制的石灰乳和硫酸亚铁的水解产物氢氧化亚铁及部分被水中溶解氧 氧化生产的氢氧化铁均有较大的吸附能力 , 能将水中的污染物吸附网捕下来 . 而聚合铝聚合铁中的铝离子 及铁离子在进入处理设备前已发生水解聚合 , 进入废水后 , 在任何 p H 条件下 , 都以带正电荷的羟基络离 子形式存在 , 电性中和是其使胶体脱稳的主要作用机理 . 由废水的水质特点决定 , 电性中和不能发挥作用 , 这就是用石灰和硫酸亚铁混凝效果好于聚合铝聚合铁的原因 . 或者说 , 用石灰和硫酸亚铁的水解产物作吸 附剂效果好的原因 . 本例所用 p H =12. 30, 投药量达 8000mg/L , 完全无法使用电性中和及压缩双电层的 混凝反应的 p H 及加药量条件来解释 .

实例 4:含活性染料废水脱色新技术

英国 E +A 西方公司研究开发了一种简单经济的新处理方法 , 即把硫酸亚铁 (绿矾 ) 加入废水中 , 投加 量为 1000~1500mg/L ,p H 值调整到 9, 形成的絮体沉淀后上清液接近无色 . 近几年来 , 在欧洲用此法处理 纺织印染废水 , 脱色效果令人满意 . 如果处理水中有些剩余铁产生的色度 , 可以用过滤或曝气去除 .

本例也是一个吸附过程或者混凝的纯网捕卷带作用 . 活性染料废水中大多数污染物以溶解态存在 , 以 胶体形态存在的较少 . 大剂量的硫酸亚铁的水解产物氢氧化亚铁及部分被水中溶解氧氧化生产的氢氧化 铁均有较大的吸附能力 , 能将水中的污染物吸附网捕下来 . 为了使水解产物主要成为近中性的絮体 ,p H 为 9的条件极其重要 , 可以防止低 p H 值时大量的各种亚铁水解带电胶体中间产物的存在 , 避免出水中含 大量亚铁盐导致的出水泛黄问题 .

2结论

(1) 水处理所用混凝剂的作用机理为压缩双电层及电性中和时 , 根据原水中形成浊度物质的性质控制

相适应的 p H 值 , 投药量要求适量 , 一般聚合混凝剂优于铁铝盐混凝剂的混凝效果 . 实例 1的污染物主要 是粗胶体和细微悬浮物 ,p H 值宜控制在 6. 5~7. 5的范围 , 加药量仅 10mg/L 左右即可 . 加药量过多将产

5

21第 4期 赵庆双 :混凝的不同作用机理及应用

生不良影响 .

(2)

水处理所用混凝剂的作用机理为吸附桥联时 , 所用混凝剂种类及控制条件较复杂 . 例 1的污染物 主要是粗胶体和细微悬浮物 , 可采用聚丙烯酰胺 ; 也可以采用聚合混凝剂 , 药剂投加量小 ,p H 值在 7左 右 .

(3) 水处理所用混凝剂的作用机理为吸附桥联及网罗卷带 , 且侧重网罗卷带时 , 所用混凝剂种类及控 制条件极其复杂 , 总之 , 混凝剂用量大 、 p H 值高 . 实例 2的 p H =8. 5~9. 5, 铁铝盐总量为 42000g/L ; 实例 3混凝剂投加量为 8000mg/L ,p H =12. 3; 实例 4混凝剂投加量 1000~1500mg/L ,p H =9. 此种情况宜选 择价格低廉的无机盐或复合混凝剂 .

(4) 混凝反应应控制好反应条件 .

参

考 文 [1]　

管锡

, 翁飞 . 亚铁盐处理水的 “ 泛黄” 问题 . 环境科学 , () 2[2]　 王宝泉 , 石诚 . 药 2. ,1997, (5) :6[3]　 朱龙 , 王德全 . . ,1997, (2) :11[4]　 石学军 , 胡明方 . . 环境工程 ,1997, (3) :3[5]　 纪兰 . . 环境工程 ,1997, (2) :60[6]　 张西衡 . . :冶金工业出版社 ,1993. 47250[7]　 范懋功 . . 给水排水 ,1995, (8) :50

The Different Mechanisms and Applications of Coagulants

Zhao Qing 2shuang

(Liaocheng Vocational and Technological College ,Liaocheng 252000)

Abstract :This paper cited four different engineering examples and explained t he different applications , mechanisms and cont rol conditions of t he coagulant s. The importance of t he cont rol conditions of coagu 2lant s corresponding to different mechanisms is pointed out. K ey w ords :coagulant , SS , dissolve , color

作者简介 :赵庆双 (19702) , 女 , 讲师

621青 岛 建 筑 工 程 学 院 学 报 第 26卷

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