現(xiàn)在水處理中廣泛使用絮凝劑,但是很多同行普遍不太了解絮凝劑的作用機(jī)理。本文將全面分析絮凝劑的作用機(jī)理——混凝是混凝和絮凝的總稱。下面簡(jiǎn)單介紹一下絮凝劑的作用機(jī)理。
1、凝聚
凝聚:主要是指膠體脫穩(wěn)并生成微小聚集體的過程。凝聚的作用機(jī)理一般有:壓縮雙電子層、吸附—電性中和、吸附架橋作用、網(wǎng)捕—卷掃作用四種解釋。
(1)壓縮雙電層作用
根據(jù)DLVO理論,加入含有高價(jià)態(tài)正電荷離子的電解質(zhì)時(shí),高價(jià)態(tài)正離子通過靜電引力進(jìn)入到膠體顆粒表面,置換出原來的低價(jià)正離子,這樣雙電層仍然保持電中性,但正離子的數(shù)量卻減少了,也就是雙電層的厚度變薄,膠體顆?;瑒?dòng)面上的ξ電位降低。
當(dāng)ξ電位降至0時(shí),稱為等電狀態(tài),此時(shí)排斥勢(shì)壘完全消失。
ξ電位降至某一數(shù)值使膠體顆??倓?shì)能曲線上的勢(shì)壘Emax=0,膠體顆粒即發(fā)生聚集作用,此時(shí)的ξ電位稱為臨界電位ξk。
(2)吸附-電中和
膠粒吸附不同的離子、不同的膠?;虮砻鎺Р煌姾傻木酆衔?,從而中和膠粒本身的部分電荷,減少膠粒之間的靜電引力,使膠粒更容易聚集和沉降。
驅(qū)動(dòng)力包括靜電引力、氫鍵、配位鍵和范德華力。它可以解釋水處理中膠體顆粒的再穩(wěn)定現(xiàn)象。本文由賽科環(huán)保提供,他們是一家生產(chǎn)聚丙烯酰胺絮凝劑的工廠,感興趣可以咨詢作者。
(3)吸附架橋
分散體系中的膠粒通過吸附有機(jī)物或無機(jī)聚合物而橋聯(lián),聚集成大的聚集體,然后失穩(wěn)聚集。分為長(zhǎng)鏈聚合物橋和短距離橋。
三種類型:
①膠體粒子與不帶電聚合物橋接,涉及范德華力、氫鍵、配位鍵等吸附力。
?、谀z粒與帶不同電荷的聚合物架橋,除了范德華力、氫鍵、配位鍵外,還有電中和的作用。
?、勰z粒與帶相同電荷的聚合物橋接,起“靜電斑點(diǎn)”的作用。
(4)網(wǎng)捕-清掃效應(yīng)
加入水中的鋁鹽、鐵鹽等混凝劑水解生成大量具有三維結(jié)構(gòu)的水合金屬氧化物沉淀。當(dāng)這些水合金屬氧化物收縮沉降時(shí),它們像篩子一樣將水中的膠體顆粒和懸浮顆粒掃下。
掃網(wǎng)動(dòng)作主要是一種機(jī)械動(dòng)作。
2.絮凝
絮凝:絮凝主要是指不穩(wěn)定的膠體或微小的懸浮物聚集成大絮狀物的過程。
異向絮凝:布朗運(yùn)動(dòng)引起的膠體粒子的碰撞和聚集。
布朗運(yùn)動(dòng)隨著顆粒尺寸的增大逐漸減弱,當(dāng)顆粒尺寸增大到一定尺寸時(shí),布朗運(yùn)動(dòng)不再起作用。
同向絮凝:由外力(攪拌)引起的膠體顆粒的碰撞和聚集。
膠體顆粒在外力作用下沿一定方向運(yùn)動(dòng),由于不同膠體顆粒速度的差異,完成顆粒的碰撞和聚集。
3.凝結(jié)
混凝:既指混凝(膠體脫穩(wěn)),也指絮凝(膠體脫穩(wěn)或微小懸浮物聚集),是混凝和絮凝的總稱。是水中膠粒和微小懸浮物的聚集過程。
也就是說,“混凝”包括從原水加藥到混水、藥物反應(yīng)(去穩(wěn)定、絮凝)到形成大尺寸絮體的全過程。絮凝是指膠體顆粒失去穩(wěn)定后,從形成微小絮體到形成大絮體的階段。
PAM(聚丙烯酰胺),最常用的一種,溶于水,但溶解速度很慢。一般先配成溶液再加入。分為陰離子型和陽離子型。陰離子型一般用作污水絮凝劑,陽離子型一般用于污泥脫水。PAM易吸水,易潮解,一定要放在干燥的地方。