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2011年环保工程师考试辅导资料:水污染控制篇-16

www.zige365.com 2011-8-26 14:45:35 点击:发送给好友 和学友门交流一下 收藏到我的会员中心

(1)胶体的脱稳与凝聚的机理。

胶体因电位降低或消除,从而失去稳定性的过程称为脱稳(destabilization),脱稳的胶粒相互聚集为较大颗粒的过程称为凝聚(coagulation)。

混凝的机理:混凝可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕四种机理。

(1)压缩双电层机理:双电层的厚度与溶液中的反离子的浓度有关。当向溶液中投加电解质,使溶液中离子浓度增高时,则扩散层的厚度将减小。该过程的实质是加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中,从而使扩散层厚度减小。由于扩散层厚度的减小,胶粒得以迅速凝聚。

(2)吸附电中和机理:胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用,由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷,减少了静电斥力,降低了电位,使胶体的脱稳和凝聚易于发生。

(3)吸附架桥(桥连)机理:吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下,通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的过程。

本机理能解释当废水浊度很低时有些混凝剂效果不好的现象。因为废水中胶粒少,当聚合物伸展部分一端吸附一个胶粒后,另一端因粘连不着第二个胶粒,只能与原先的胶粒粘连,就不能起架桥作用,从而达不到混凝的效果。

(4)沉淀物网捕机理:沉淀金属氢氧化物(如Al(OH)3、Fe(OH)3)或带金属的碳酸盐(如CaCO3)时,水中的胶粒和细微悬浮物可被这些沉淀物在形成时作为晶核或吸附质所网捕。

(2)影响混凝过程的因素。

(1)废水的pH值 ;(2)水温 ;(3)废水中杂质成分、性质、浓度;(4)搅拌 。

(1)废水的pH值 水的pH值能影响颗粒表面的电荷和絮体的沉淀过程,它是一个很重要的参数。经验表明,对某一种废水,每一种混凝剂都有一个合适的pH值范围,在此范围内,经混合凝聚后废水的残余浊度最小。所以pH值对混凝的影响视混凝剂品种而异。例如,以硫酸铝为混凝剂时,当pH在5.7~7.8范围内时,形成带正电荷的离子和胶体,如Al(OH)2+、Al(OH)+和Al(OH)3等,有较好的混凝效果。若pH值>8.2时,则会使Al(OH)3胶体溶解,产生负离子,Al(OH)3++OH-=AlO2-+2H2O,对含有负电荷胶体的废水则不起凝聚作用,影响处理效果。而用三价铁盐时,pH值在6.0~8.4之间都有较好的处理效果。

(2)水温 水温对混凝效果有明显的影响,无机盐类混凝剂的水解是吸热反应,水温低不利于水解进行,特别是硫酸铝,当水温低于5℃时,水解速度极慢。同时水温低,粘度大,也不利于脱稳胶粒的相互絮凝,影响处理效果。这时可投加高分子助凝剂以改善处理效果,或用气浮法代替沉淀法作为后续处理过程。

(3)废水中杂质成分、性质、浓度 例如天然水中含粘土类杂质为主,需投加混凝剂量较小,而废水中含大量的有机物时,需加入较多的混凝剂才有混凝效果。废水中杂质的影响较为复杂,实际应用时,还应以实验结果为依据来选择混凝剂和确定投加量。

(4)搅拌 搅拌对混合、反应、凝聚几个阶段都有影响,因此,搅拌—定要适度。一般在混凝剂混合阶段,要求快速、剧烈的搅拌,以使混凝剂迅速、均匀地扩散到全部水中,创造良好的水解和聚合条件,使胶体脱稳并借助颗粒的布朗运动和湍动的水流凝聚,此阶段不要求形成大的絮凝体。在混凝反应阶段,要求形成大而具有良好沉淀性能的絮凝体,此时过于激烈的搅拌反而会打碎已凝聚的絮状沉淀物,不利于混凝沉淀,所以此阶段搅拌的强度和水流速度应随絮凝体的结大而降低。

(3)混凝工艺过程及各步的作用和要求。

整个混凝工艺包括混凝剂的配制和投加、混合、反应和澄清几个步骤。

(1)混凝剂的配制和投加:要注意混凝剂的种类的选择,以及混凝剂投加量以及添加顺序。

(2)混合:废水与混凝剂和助凝剂进行充分混合,是进行反应和混凝沉淀的前提。对混合要求是速度快。

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