混凝的主要作用及实现方式

  一、混凝的主要作用

  混凝的主要作用是去除水中悬浮颗粒和胶体微粒。一般认为混凝过程是混凝剂水解产物对水中胶体进行电中和、使其脱稳,从而形成细小的颗粒,继而絮凝为大而密实的矾花,并通过吸附架桥或网捕作用使脱稳的胶体生成粒度较大的絮凝体,再通过沉淀与过滤进行分离去除。而水中相对分子质量较小、溶解度较大的有机物(主要是腐殖酸类中的富里酸等)在一般混凝条件下去除率很低。主要原因是由于其具有良好的亲水性而不易被混凝剂的水解产物——金属氢氧化物所吸附。但是,如果通过改善混凝处理条件,即在低pH值、高混凝剂用量的强化混凝条件下形成大量金属氢氧化物,改善混凝剂水解产物的形态且使其正电荷密度上升,同时低pH值条件会影响有机物离解度和改变水中有机物存在形态,有机物质子化程度提高,电荷密度降低,进而降低其溶解度及亲水性,成为较易被吸附的形态。

  二、混凝的作用的实现方式

  在中水水源中存在数量不等的胶体物质,如黏土、矿物质、二氧化硅等,混凝工艺正是针对胶体的处理过程。混凝包括凝聚和絮凝过程,凝聚过程主要是通过加入的絮凝剂与水中胶体颗粒迅速发生电中和/双电层压缩而凝聚脱稳,脱稳颗粒再相互聚结而形成初级微絮凝体。絮凝过程则是促使微絮凝体继续增长形成粗大而密实的沉降絮体。实际上,凝聚与絮凝两个阶段间隔是瞬间的,几乎同时发生。混凝机理有双电层压缩、电中和、吸附架桥及沉淀物网捕机理。投加电解质后,电解质在溶液中形成的反离子使双电层被压缩,ε胶体电位下降,最终使胶体脱稳;投加具有带相反电荷胶体的混凝剂,可中和水中的带电胶体,ε电位的绝对值随之下降,胶体脱稳,但过量加入混凝剂,会使胶体重新带电而再稳;吸附架桥机理是指线状或分支长链状的高分子物质与胶体接触时,其化学官能团被两个或两个以上的胶体吸附,而使胶粒凝聚为大的絮凝体。已架桥絮凝的胶粒,如受到剧烈的搅拌,架桥聚合物可能由另一胶体表面脱开,并重又卷回所在胶粒表面,使胶体再稳,投加过量的高分子聚合物,也会使胶体再稳。

  用无机盐脱除水中胶体污染物需要掌握好用药量,用药量不够,胶体脱稳不彻底,过量了不仅浪费药剂,还会因为电解质带来胶体电荷逆转,恶化胶体脱稳凝聚。另外,处理效果还与水中胶体性质有关,对于亲水性胶体,还因溶剂化作用形成胶体外包裹一层水化膜,阻碍电解质的凝聚作用而耗药量大,难以达到预期的处理结果。因此,实际应用前,一般是先通过对污水做“烧杯试验”,筛选适宜药剂并确定合适的投药量。

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