混凝实验及影响混凝效果的五种因素.doc

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1、混凝实验及影响混凝效果的五种因素发布时间：2010-02-09点击：121   安徽赛科科技环保有限公司水处理药剂部门在做混凝实验中流程分析目的、原理、方法记录分析和总结出影响混凝效果的五种因素。   目的：观察混凝现象，加深对混凝机理的理解，了解混凝效果的影响因素；掌握混凝烧杯搅拌实验的方法和一般步骤；通过烧杯实验，学会确定一般水体最佳混凝条件的基本方法，包括投药量，pH和速度梯度。    原理：混凝是通过向水中投加药剂使胶体物质脱稳并聚集成较大的颗粒，以使其在后续的沉淀过程中分离或在过滤过程中能被截除。混凝是给水处理中的一个重要工艺过程。天然水中由于含有各种悬浮物、胶体和溶解物等杂质，呈现

2、出浊度、色度、臭和味等水质特征。其中胶体物质是形成水中浊度的主要因素。由于胶体物质本身的布朗运动特性以及所具有的电荷特性(ξ电位)在水中可以长期保持分散悬浮状态，即具有稳定性，很难靠重力自然沉降而去除。通过向水中投加混凝剂可使胶体的稳定状态破坏，脱稳之后的胶体颗粒则可借助一定的水力条件通过碰撞而彼此聚集絮凝，形成足以靠重力沉淀的较大的絮体，从而易于从水中分离，所以，混凝是去除水中浊度的主要方法。在给水处理工艺中，向原水投加混凝剂，以破坏水中胶体颗粒的稳定状态，使颗粒易于相互接触而吸附的过程称为凝聚。其对应的工艺过程及设备在工程上称为混合(设备)；在一定水力条件下，通过胶粒间以及和其他微粒间的相

3、互碰撞和聚集，从而形成易于从水中分离的物质，称为絮凝。其对应的工艺设备及过程在工程上称为絮凝(设备)。这两个阶段共同构成了水的混凝过程。    混凝机理：水的混凝现象及过程比较复杂，混凝的机理随着所采用的混凝剂品种、水质条件、投加量、胶体颗粒的性质以及介质环境等因素的不同，一般可分为以下几种。    1．电性中和：   电性中和又分为压缩双电层和吸附电中和两种。通过投加电解质压缩扩散层以导致胶粒间相互凝聚的作用机理称为压缩双电层作用机理。这种机理主要以静电原理(现象)为基础解释游离态离子(简单离子)对胶体产生的脱稳作用。吸附电中和是指当采用铝盐或铁盐作为混凝剂时，高价金属离子在水中以水解聚合离

4、子状态存在，随溶液pH的不同可以产生各种不同的水解产物。这些产物由于氢键、共价键或范德华力的作用而对胶体颗粒产生一种特异的吸附能力。利用这种吸附能力，这些离子可直接进入滑动面内与胶核上的电位离子发生吸附中和作用，这种吸附不受电性中和的约束，只要有吸附空位就会发生。这种由于异号离子、异号胶粒或高分子带异号电荷部位与胶核表面的直接吸附作用而产生的电性中和，从而降低了静电斥力(ξ电位)使胶体脱稳的机理，称为吸附电中和作用机理。    2．吸附架桥作用机理：   吸附架桥作用机理主要用来解释高分子混凝剂的作用过程。高分子混凝剂多为一种松散的网状长链式结构，分子量高，分子大，具有能与胶粒表面某些部位作用

5、的化学基团，对水中胶粒产生强烈的吸附作用和粘结桥连作用。当向溶液投加高分子物质时，胶体微粒与高分子物质之间产生强烈的吸附作用，这种吸附主要由于各种物化过程，如氢键、共价键，范德华力等以及静电作用(异号集团，异号部位)共同产生，与高分子物质本身结构和胶体表面的化学性质特点有关；某一高分子基团与胶粒表面某一部位产生特殊的反应而互相吸附后，该高分子的其余部位则伸展在溶液中，可以与另一表面有空位的胶粒吸附，这样就形成了一个“胶粒一高分子一胶粒”的絮凝体，高分子起到了对胶粒进行架桥连接的作用。通过高分子链状结构吸附胶体，微粒可以构成一定形式的聚集物，从而破坏胶体系统的稳定性。    3．沉淀物的卷扫(网

6、捕)作用：当金属盐作混凝剂时，如果投加量非常大，足以达到沉析金属氢氧化物或金属碳酸盐时，水中的胶体颗粒可被这些沉析物在形成时所卷扫(网捕)，从而随之一起沉淀。此时胶体颗粒的结构并没有大的改变，基本上是一种机械作用，只是成为金属氢氧化物沉淀形成的核心。    上述这三种混凝机理在水处理过程中不是各自孤立的现象，而往往是同时存在的，只不过随不同的药剂种类、投加量和水质条件而发挥作用程度不同，以某一种作用机理为主。对于水处理中常用的高分子混凝剂来说，主要以吸附架桥机理为主；而无机的金属盐混凝剂则电性中和和粘结架桥作用同时存在；当投量很多时，还会有卷扫作用。    影响混凝效果的因素：由于胶体的混凝过

7、程比较复杂，原水水质又各异，因此混凝效果的好坏受许多因素的影响，主要有水温、水的pH和碱度、原水水质、水力条件及混凝剂种类及投加量等。分述如下。    影响混凝效果的因素一、水温的影响：水温对混凝效果有明显影响。水温低时，即使增加混凝剂的投加量往往也难以取得良好的混凝效果，生产实践中表现为絮体细小、松散，沉淀效果差。温度对混凝效果产生影响的主要原因为水温影响药剂溶解速度：无机盐混凝剂水解是吸热反应