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聚合氯化铝和聚合硫酸铁的絮凝原理及絮凝澄清

  污水处理系统中为了提高混凝处理的效果,必须选用性能良好的药剂,创造适宜的化学和水力学条件。常用的混凝剂主要分为铝盐和铁盐两类,铝盐中以硫酸铝和聚合氯化铝为主,铁盐中以三氯化铁和聚合硫酸铁居多。下边我们以聚合氯化铝和聚合硫酸铁两种产品进行对比。

  一:絮凝原理

  混凝阶段处理的对象,主要是水中悬浮生物和胶体杂质。混凝过程的完善程度对后续处理,如沉淀、过滤、加氯影响很大,所以,它是水处理工艺中十分重要的一个环节。大多数水厂常使用聚合氯化铝、聚合硫酸铁这两种絮凝剂。

  我们知道,天然水中存在着大量的悬浮生物和胶体杂质,悬浮物的形态是不同的,有些大颗粒悬浮物可爱自身重力作用下沉降;而另一种是胶体颗粒,是使水产生浑浊的一个重要原因,胶体颗粒靠自然沉降是不能除去的,因为,水中的胶体颗粒主要是带负电的粘土颗粒,胶粒间存在着静电斥力,胶粒的布朗运动、胶粒表面的水化作用,使胶粒具有分散稳定性,三者中以静电斥力影响最大,若向水中投加混凝剂能提供大量的正离子,能加速胶体的凝结和沉降。压缩胶团的扩散层使电位转变为不稳定的因素,也有利于胶粒的吸附凝聚。水化膜中的水分子与胶粒有固定联系,具有弹性较高的粘度,把这些水分子排挤出去需要克服特殊的阻力,这种阻力阻碍胶粒直接接触,有些水化膜的存在决定于双电层状态。若投加混凝剂降低ξ电位有可能使水化作用减弱,混凝剂水解后形成的高分子物质(直接加入水中的高分子物资入水中的高分子物质一般具有链状结构)胶粒与胶粒之间起着吸附架桥作用,即使ξ电位没有降低或降低不多,胶粒不能相互接触,通过高分子链状物吸附胶粒,也能形成絮凝体。

西安聚合氯化铝

  二:混凝剂的混凝澄清机理

  水处理中投加化学药剂(混凝剂)使得胶体分散体系脱稳和凝聚的过程称为化学混凝。在混凝过程中,含有微小悬浮微粒和胶体杂质被聚集成较大的固体颗粒,使颗粒性的杂质与水分离的过程,称为混凝澄清处理。

  向水中投加混凝剂后,经过混合、凝聚、絮凝等综合作用,可使胶体颗粒和其它微小颗粒聚合成较大的絮状物。凝聚和絮凝的全过程称为混凝。

  (1)胶体的脱稳凝聚

  向水中投加电解质,可起到压缩双电层使胶体脱稳的作用。其主要机理是向水中加入铝盐或铁盐混凝剂后,水中胶体颗粒的双电层被压缩或电性中和而失去稳定性。将混凝剂与原水快速均匀混合并产生一系列化学反应而脱稳,这一过程所需时间很短,一般在1min左右。一些阳离子型的高分子聚合物也能对水中胶体起到脱稳凝聚作用,这类高分子聚合物在水中呈长链结构,带有正电荷,它们对水中胶体的脱稳凝聚是由于范德华力吸附和静电引力共同作用的。

  (2)絮凝和絮凝物(矾花)的形成

  水中胶体经脱稳凝聚形成的初始絮凝物的粒径一般在1m以上,这时布朗运动已不能推动它们碰撞而形成更大的颗粒。为了使初始絮凝物互相碰撞而粘合成大颗粒的絮凝体,需要另外向水中输入能量,产生速度梯度。有时需向水中加入有机高分子絮凝剂,利用絮凝剂长链分子的吸附架桥作用提高碰撞产生粘合的几率。絮凝效率通常随絮凝物浓度和絮凝时间的增加而提高。

  聚合硫酸铁与聚合氯化铝相比,聚合氯化铝生成的絮凝物密度大,沉降速度快,pH适应范围宽;混凝效果受温度的影响比聚合硫酸铁小;但投加铁盐时要注意,设备运行不正常时,带出的铁离子会使出水带色,并可能污染后续除盐设备。