【正文】 觸反應器澄清池中 ， 污泥床無過濾作用 ， 但由于粒子的不斷碰撞接觸 ， 增加了形成較大絮體的機會 。 在傳統(tǒng)水平流向澄清池中 ， 如果絮體具有足夠的沉降速度 ， 能在較短時間在沉降區(qū)域內(nèi)完全沉淀下來 ， 則可得非常清澈的水質(zhì) 。 利用 量筒 及 秒表 ， 測絮體的 沉降速度及膠凝程度 。 碰撞一旦開始 ， 粒子便經(jīng)由不同的物理 、 化學作用而開始凝集 ， 較大顆粒粒子從水中分離而沉降 。 絮凝劑會由于攪拌及布朗運動而使粒子間產(chǎn)生碰撞 。 此時只有加入絮凝劑 ， 才能幫助其凝集 。 當 顆粒較大 時 ， 由于質(zhì)量與表面電荷的比也大 ，因此它 不會具有足夠的 表面電荷來造成粒子彼此間的 排斥力 。 膠體粒子的大小變化很大 。 由于存在雙電層及某些物理因素 ，當與膠質(zhì)粒子具有不同電性離子加入于溶液中時 ， 會發(fā)生凝結(jié)作用 。 當吸附粒子發(fā)生凝集作用時 ， 有化學反應及物理反應等機理： (1)化學反應機理 。 如果凝結(jié)及絮凝過程的設計或操作不當 ， 則可能不會發(fā)生凝集現(xiàn)象 ， 在沉降過程中的固液相分離將會失敗 。 高分子聚電解質(zhì)的絮凝現(xiàn)象 又可分為 架橋 作用及 電性中和作用 。 架橋作用 在兩個或多個固體微細粒子間 ， 利用 絮凝劑起架橋 作用 ， 使微細粒子聚集而成較大顆粒的絮體 。 凝結(jié)過程可借助化學藥劑的加入而完成，化學藥劑如硫酸鋁、硫酸亞鐵、氯化亞鐵、高分子聚電解質(zhì)、活性硅等。 快混的目的是要使凝結(jié)劑能完全分散于水中 ， 并以最快的速度得到最有效的凝結(jié)作用 。 這種力量非常薄弱 ， 容易受到機械力的破壞 。 如果具有更長且足夠時間 ， 或借助膠凝劑 ， 剩下較細小且不易沉降的膠體粒子也會沉降下來 。 從水中去除懸浮固體粒子 ， 是水處理相當重要的課題之一 。 目前無機高分子復合絮凝劑有： 聚合硅酸鐵 (PASiF)、聚合硅酸鋁 (PASiC)、 聚硫氯化鋁 (PACS， 是一種新型無機高分子絮凝劑 ， 分子帶有數(shù)量不等的羥基 )、 聚磷氯化鋁 (PPAC， 目前使用最廣凝聚劑 )、 聚合硫酸鋁(PAS， 與聚合氯化鋁相似的絮凝性能 ， 但具有更好的去除高濁水濁度的性能 ， 具極佳的脫色 、 去氟和低溫去濁性能 ， 但鋁離子對人腦有一定的不良的影響 ， 它被認為可能會引起癡呆癥 )、 含鋁的聚合硫酸鐵 (PFAS，與聚鐵或聚鋁相比 ， 具有鹽基度高 、 礬花大 、 凝聚沉降速度快 、 藥劑用量少 、 去除率高 、 應用面廣等特點 )。 但硅聚合物屬于陰離子型 ， 總體電荷會隨其加入而降低 ， 從而減弱了電中和能力 。 制備無機高分子復合絮凝劑要從多方面考慮 ， 在設計方案中常遇到的主要因素是粘附架橋能力 、 穩(wěn)定性和電中和能力等 。 復合絮凝劑含有多種成分 ， 其主要原料是 鋁鹽 、 鐵鹽和硅酸鹽 。 它的相對分子質(zhì)量和粒度及絮凝架橋能力仍比有機絮凝劑差很多 ， 而且還存在對進一步水解反應的不穩(wěn)定性問題 。 現(xiàn)在它成功地應用在給水 、 工業(yè)廢水及城市污水的各種流程 (包括前處理 、 中間處理和深度處理 )中 ， 逐漸成為主流絮凝劑 。 凝聚劑的新進展和應用 無機高分子復合絮凝劑 無機高分子絮凝劑 (IPF) 被稱為第二代無機絮凝劑 。 三氯化鐵水溶液稀釋時 ， 能水解生成棕色絮狀氫氧化鐵沉淀 。 黑棕色結(jié)晶 ， 大部分是薄片狀 ， 屬于立方晶系 。 當然 ， 一切以杯瓶試驗來評估 。 每加入 1mg/L的 Fe2(SO4)3， 會增加 ，并減少 (均以 CaCO3表示 )， CO2的含量會增加 。 理論上 ， 一份的 O2來完成氧化作用 。 通常加入石灰以中和 CO2。 當 硫酸亞鐵 (FeSO4， 俗稱綠礬 )添加于水中時 ， 它會和堿度 (如 CaCO3)產(chǎn)生反應 ， 生成部分可溶的 Fe(OH)2，F(xiàn)e(OH)2和水中溶解氧反應 ， 生成不溶性的 Fe(OH)3。 當氯化鐵 (FeCl3)被用作凝聚劑時 ， 最適宜絮體形成的 pH值是 56。唯一不同的是 ， 鐵鹽或亞鐵鹽 (氯化鐵除外 )適用的 pH值范圍 (411)較硫酸鋁 ()為寬 。 三價鐵鹽的作用相當于三價鋁鹽 ， 也會形成水合單核絡合物 。 新近研究成功的 聚氯硫酸鐵 (PFCS)以硫酸 鹽酸混酸溶解廢鋼渣的溶出液為原料制成 ， 其成本低 ， 與聚合氯化鋁 (PAC)相比 ， 相同水質(zhì)的處理成本可降低30%左右 。 聚合硫酸鐵 (PFS)是一種性能優(yōu)越的 無機高分子絮凝劑 ， 它是在硫酸鐵分子簇的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)中引入了羥基 ，以 OH架橋形成核絡離子 。 鐵鹽 鐵鹽形成的 礬花密度 和 強度 較 大 ， 凈水效果顯著 ，受 水溫影響小 ， pH值適用 范圍廣 ， 價格便宜 ， 對某些原水 (硬水 )有較好的處理效果 。 優(yōu)質(zhì) 聚合硅酸鐵 被認為是有應用前景的藥劑； (4)改進凝聚沉淀技術 。鐵鹽比鋁鹽的凝聚沉降速度快 ， 沉渣量少 ， pH值適用范圍廣 。 我國部分水廠的自來水鋁含量的平均值約為 ， 其偏高的原因可能與藥劑的質(zhì)量及絮凝過程不完善有關 ， 導致部分鋁以氫氧化鋁微粒存于水中 。 世界衛(wèi)生組織對水中殘留鋁含量的限制標準為， 美國定為 mg/L。 鋁鹽凝聚劑對出水殘留鋁的影響 由于鋁鹽水解產(chǎn)物的絮凝作用 ， 各種鋁鹽作為凈水劑被廣泛應用于飲用水工藝中 。其凈水效果大大優(yōu)于一般的凈水品 。 堿式氯化鋁是由鋁灰為主要原料生產(chǎn)的無機高分子凈水劑 。 用于各類水廠生活用水凈化 ， 也可用于廢水處理 。 堿式氯化鋁 又名多羥基聚合氯化鋁 、 聚氯化鋁 分子式： [Al2(OH) nCl6n]m 性能 ：純品為褐色透明液體 。 硫酸鋁銨主要用作凈化污水的混凝劑 。 在適當?shù)?pH值之下 ， 在水處理過程中 (如原水凈化及冷石灰軟化法 )， 水解作用及聚合反應將迅速發(fā)生 ， 形成各種不同的單核子和多核子絡合物 。 在 pH值大于 3時 ， 水合分子逐步被 OH所取代 。 鋁離子與水而水解 。 硫酸鋁是 目前市面上最常見的凝聚劑 。 當水解時 ， 將有各種不同的水化分子進行聚合反應 。在原水中 ， 鋁離子被 6個水分子包圍 ， 形成帶三價正電荷 ，以 Al(H2O)63+八面體存在 。 當添加于水中時 ， 能迅速被溶解 ， 解析出 SO42。 過飽和溶液在常溫下結(jié)晶為無色單斜晶體的 18水合物 ， ℃ 以下結(jié)晶為 27水合物 。 由于有少量硫酸亞鐵存在而使產(chǎn)品表面發(fā)黃 。 常見鋁鹽凝聚劑 硫酸鋁 ， 又名明礬 ， 分子式： Al2(SO4) 性能： 外觀為灰白色粉末或塊狀晶體 。 一般 pH值約在 5左右即會出現(xiàn) 氫氧化鋁膠體 、 pH值達到 7以上 ， 三價鋁就成為存在的主要形態(tài) ， 但 pH值達到 8附近又重新溶解 ， 水解成 帶負電荷的陰離子 。 當 pH值小于 4時 ， 這種 水合鋁離子 是水中存在的主要形態(tài) 。據(jù)日本水協(xié)報道 ， PAC與 AS相比 ， 濃度與投加量相等情況下 需堿量 后者比前者約多 1倍 ， 且 PAC除濁 、 除菌的效果均優(yōu)于 AS。 到本世紀 60年代 ， 聚合氯化鋁 (PAC)以其優(yōu)越的凈水性能被廣泛應用 。 如果離子交換容量大 ， 用在異向凝聚的過程中 ， 則可取得較好的凝聚效果 。 可見 ， 利用陽離子交換容量可反映出不同性質(zhì)粘土的水在凝聚過程中其交換容量也不同這樣一個量的概念 。 膠質(zhì)粘土 的交換容量為 52mmol/100g。 但 有效凝聚區(qū) 變 窄 ， 這在實際應用中較難控制 。