某公司混凝技術(shù)培訓(xùn)課件(60頁)-管理培訓(xùn)(已修改)
2025-08-30 08:57 本頁面
【正文】 混凝技術(shù) 1混凝機(jī)理 . 基本概念 ? 混凝：水中膠體粒子以及微小懸浮物的聚集過程稱為混凝，是凝聚和絮凝的總稱。 ? 凝聚：膠體失去穩(wěn)定性的過程稱為凝聚。 ? 絮凝：脫穩(wěn)膠體相互聚集稱為絮凝。 ? 混凝過程涉及：①水中膠體的性質(zhì)；②混凝劑在水中的水解；③膠體與混凝劑的相互作用。 水中膠體的穩(wěn)定性 ? 膠體穩(wěn)定性：是指膠體粒子在水中長期保持分散懸浮狀態(tài)的特性。 ? 膠體穩(wěn)定性分“動力學(xué)穩(wěn)定性”和“聚集穩(wěn)定”兩種。 ? 動力學(xué)穩(wěn)定性：無規(guī)則的布朗運(yùn)動強(qiáng)，對抗重力影響的能力強(qiáng)。 ? 聚集穩(wěn)定性包括：①膠體帶電相斥（憎水性膠體）；②水化膜的阻礙（親水性膠體） ? 在動力學(xué)穩(wěn)定性和聚集穩(wěn)定兩者之中，聚集穩(wěn)定性對膠體穩(wěn)定性的影響起關(guān)鍵作用。膠體顆粒的雙電層結(jié)構(gòu)見圖 61。 ? 滑動面上的電位：稱為 ?電位，決定了憎水膠體的聚集穩(wěn)定性。也決定親水膠體的水化膜的阻礙，當(dāng) ξ電位降低，水化膜減薄及至消失。 ⅠδdⅡ膠核滑動面ζの圖 61 膠體雙電層結(jié)構(gòu)示意 DLVO理論 膠體顆粒之間的相互作用決定于排斥能與吸引能，分別由靜電斥力與范德華引力產(chǎn)生。 排斥勢能： ER－ 1/d2 吸引勢能： EA－ 1/d6（ 有些認(rèn)為是 1/d2或 1/d3） 由此可畫出膠體顆粒的相互作用勢能與距離之間的關(guān)系，見圖 62。當(dāng)膠體距離 xoa或 xoc時，吸引勢能占優(yōu)勢；當(dāng) oa x oc時，排斥勢能占優(yōu)勢；當(dāng)x=ob時，排斥勢能最大，稱為排斥能峰。 膠體的布朗運(yùn)動能量 Eb＝ ， 當(dāng)其大于排斥能峰時，膠體顆粒能發(fā)生凝聚。 以上稱為 DLVO理論，只適用于憎水性膠體，由德加根（ derjaguin）、 蘭道（ Landon） (蘇聯(lián)， 1938年獨(dú)立提出〕，伏維（ Verwey）、 奧貝克（ Overbeek）（ 荷蘭， 1941年獨(dú)立提出）。 圖 62 相互作用勢能與顆粒距離關(guān)系 （ a) 雙電層重疊； ( b )勢能 變化曲線rrEmaxEa0c (a)ErEa吸引勢能EA排斥勢能ER間距 x 硫酸鋁在水中的化學(xué)反應(yīng) 硫酸鋁 Al2（ SO4） 18H2O溶于水后，立即離解出鋁離子，通常是以 [Al(H2O)6]3+存在，但接著會發(fā)生水解與縮聚反應(yīng)，形成不同的產(chǎn)物。產(chǎn)物包括：未水解的水合鋁離子、單核羥基絡(luò)合物、多核羥基絡(luò)合物、氫氧化鋁沉淀等。各種產(chǎn)物的比例多少與水解條件（水溫、 pH、 鋁鹽投加量）有關(guān)，見圖 63 2 468 10 12204060801001,3PHA1(Ⅲ)（％）A1(Ⅲ)（％）PH1008060402012108642(3xy)+x y圖 63 在 不同 PH 值下，鋁離子水解產(chǎn)物[ AL（OH） ] 的相對含量（曲線旁數(shù)字分別表示 x 和 y ）(1) 鋁 mol / L ； （2 ）鋁總濃度為105mol/L, 水溫25℃ 混凝機(jī)理 1．電性中和作用機(jī)理 電性中和作用機(jī)理包括壓縮雙電層與吸附電 中和作用機(jī)理，見圖 64。 （ 1）壓縮雙電層 加入電解質(zhì)加入，形成與反離子同電荷離子，產(chǎn)生壓縮雙電層作用，使 ξ電位降低，從而膠體顆粒失去穩(wěn)定性，產(chǎn)生凝聚作用。 壓縮雙電層機(jī)理適用于叔采－哈代法則，即：凝聚能力 ?離子價數(shù) 6。 該機(jī)理認(rèn)為 ?電位最多可降至 0。因而不能解釋以下兩種現(xiàn)象：①混凝劑投加過多，混凝效果反而下降；②與膠粒帶同樣電號的聚合物或高分子也有良好的混凝效果。 滑動面負(fù)離子原有正離子投加的正離子（1）距離 距離（2）滑動面電位ΦΦ（）δδⅠⅡⅢⅠδΦ（）電位Φ滑動面距離ⅡⅢδδ（3）圖 64 壓 縮雙電層和吸附電 中和作用 （ 2）吸附－電性中和 這種現(xiàn)象在水處理中出現(xiàn)的較多。指膠核表面直接吸附帶異號電荷的聚合離子、高分子物質(zhì)、膠粒等，來降低 ?電位。其特點(diǎn)是：當(dāng)藥劑投加量過多時， ?電位可反號。 2．吸附架橋 吸附架橋作用是指高分子物質(zhì)和膠粒，以及膠粒與膠粒之間的架橋，架橋模型示意見圖 65。 高分子絮凝劑投加后，通?？赡艹霈F(xiàn)以下兩個現(xiàn)象： ①高分子投量過少，不足以形成吸附架橋； ②但投加過多，會出現(xiàn)“膠體保護(hù)”現(xiàn)象，見圖 66； 3．網(wǎng)捕或卷掃 金屬氫氧化物在形成過程中對膠粒的網(wǎng)捕與卷掃。所需混凝劑量與原水雜質(zhì)含量成反比，即當(dāng)原水膠體含量少時，所需混凝劑多，反之亦然。
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