絮凝原理
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絮凝剂的絮凝原理絮凝剂的絮凝原理絮凝沉降(或浮上)进行固液分离的方法是目前水处理技术中重要的分离方法之一,采用水溶液高聚物为絮凝剂来处理工业废水、生活废水、工业给水、循环冷却水、民用水时,具有促进水质澄清,加快沉降污泥的过滤速度,减少泥渣数量和滤饼便于处置等优点.絮凝剂按化学成分的不同,分为无机絮凝剂、有机絮凝剂。
1 絮凝剂絮凝原理絮凝剂的絮凝原理可分为化学絮凝和物理絮凝两种。
前者假设粒子以明确的化学结构凝集,并由于彼此的化学反应造成胶质粒子的不稳定状态.后者则是由于存在双电层及某些物理因素,当加入与胶体粒子具有不同电性的离子溶液时,会发生凝结作用.当发生凝结作用时,胶体粒子必失去稳定作用或发生电性中和,不稳定的胶体粒子再互相碰撞而形成较大的颗粒.当加入絮凝剂时,它会离子化,并与离子表面形成价键。
为克服离子彼此间的排斥力,絮凝剂会由于搅拌及布朗运动而使得粒子间产生碰撞,当粒子逐渐接近时,氢键及范德华力促使粒子结成更大的颗粒.碰撞一旦开始,粒子便经由不同的物理化学作用而开始凝集,较大颗粒粒子从水中分离而沉降。
2 无机絮凝剂无机絮凝剂主要是依靠中和粒子上的电荷而凝聚,故常常被称为凝聚剂。
2.1 无机低分子絮凝剂无机低分子絮凝剂有氯化铝、硫酸亚铁、氯化铁,用于干法或湿法直接投入水处理设施中,其优点就是较经济,但它们在水处理过程中存在较大的问题.其聚合速度慢,形成的絮状物小,腐蚀性强,在某些场合净水效果不理想,而逐渐被无机高分子絮凝剂所取代。
2。
2 无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂是一类新的水处理剂,它与传统的絮凝剂比较效能更优异,且比有机高分子絮凝剂价格低廉,而被广泛用于给水、工业废水以及城市污水的各种流程,逐渐成为主流絮凝剂。
无机高分子絮凝剂能强烈吸引胶体微粒,通过黏附、架桥和交联作用,促进胶体凝聚,同时还发生物理化学变化,中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷,降低了ξ电位,从而使胶体离子发生互相吸引作用,破坏了胶团的稳定性.促进胶体微粒碰撞,形成了絮状沉淀.无机高分子絮凝剂既有吸附脱稳作用,又可发挥桥联和卷扫絮凝作用。
絮凝剂的工作原理绪论:絮凝剂是一种常用的水处理药剂,广泛应用于各种工业和生活用水的处理中。
其主要作用是将水中的悬浮颗粒物或胶体物质聚集成较大的团块,以便于后续的沉淀或过滤处理。
本文将详细介绍絮凝剂的工作原理及其应用。
一、絮凝剂的分类根据其化学性质和工作原理,絮凝剂可以分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。
无机絮凝剂主要包括铁盐类、铝盐类和硅酸盐类等,而有机絮凝剂则包括聚合物和有机高分子化合物等。
二、絮凝剂的工作原理絮凝剂的工作原理主要涉及两个方面,即电化学原理和凝聚原理。
1. 电化学原理当絮凝剂加入水中时,其分子或离子与水中的悬浮颗粒物或胶体物质发生作用。
无机絮凝剂中的铁盐类或铝盐类会与水中的阴离子或胶体物质发生化学反应,生成较大的絮凝物。
有机絮凝剂中的聚合物则通过静电作用吸附在悬浮颗粒物或胶体物质表面,形成带电的絮凝团块。
2. 凝聚原理絮凝剂中的聚合物或高分子化合物具有较高的分子量和极性基团,能够与水中的悬浮颗粒物或胶体物质发生物理吸附。
这种吸附作用会导致颗粒物之间的相互吸引力增强,从而使它们聚集成较大的团块。
此外,絮凝剂还可以改变水中颗粒物的表面电荷性质,促进颗粒物之间的碰撞和聚集。
三、絮凝剂的应用絮凝剂广泛应用于各个领域的水处理中,包括工业废水处理、饮用水净化、游泳池水处理等。
1. 工业废水处理工业生产过程中会产生大量的废水,其中含有各种悬浮颗粒物和胶体物质。
通过加入适量的絮凝剂,可以将这些颗粒物或胶体物质聚集成较大的团块,便于后续的沉淀或过滤处理。
这样可以有效减少废水中的悬浮物浓度,达到净化水质的目的。
2. 饮用水净化饮用水中常常含有一些微小的悬浮颗粒物和胶体物质,对人体健康有一定的影响。
在饮用水处理过程中,加入适量的絮凝剂能够将这些颗粒物或胶体物质聚集成较大的团块,从而提高水的透明度和清洁度。
3. 游泳池水处理游泳池水中常常含有大量的微生物、有机物和悬浮颗粒物等,容易引发水质污染和疾病传播。
絮凝沉淀的原理
絮凝沉淀是一种污水处理方法,在处理污水中主要是利用物理和化学原理使污水中的固体颗粒污染物结合成絮凝物,并通过沉淀使其沉降到底部,以达到去除固体颗粒污染物的目的。
絮凝的原理主要包括以下几个方面:
1. 胶凝作用:通过加入絮凝剂(如铝盐、铁盐等)使污水中的微小悬浮颗粒带电荷,使其互相吸引形成较大的絮凝团聚体,从而加快颗粒结合速度。
2. 电中和作用:絮凝剂带来的正负电荷可以与污水中的负电荷颗粒结合,使其带电量减小,从而减少悬浮颗粒的相互排斥力,促进颗粒结合。
3. 吸附作用:絮凝剂中的凝结物质可以吸附在悬浮颗粒的表面,增加颗粒的质量和大小,使其更易于形成絮凝团聚体。
4. 凝析作用:絮凝剂会形成一种凝胶状的沉淀物质,这种凝胶状物质与污水中的颗粒结合,形成较大的絮凝物质。
在絮凝过程中,通过控制絮凝剂的加入量、pH值和搅拌速度
等参数,可以实现更好的絮凝效果。
经过絮凝后,底部的絮凝物通过沉淀可以很容易地被分离出来,从而达到净化水体的目的。
絮凝工艺在选矿中的应用随着现代科技的不断发展和成熟,各种高科技工艺也在选矿中得到了广泛的应用。
其中,絮凝工艺是一种非常先进和高效的技术,它已经得到了选矿行业的广泛认可和使用。
本文将重点介绍絮凝工艺在选矿中的应用,并分析它的优点和不足之处。
1. 絮凝工艺的基本原理絮凝,指的是粉状或液态颗粒通过物理或化学作用相互吸附,形成较大颗粒的过程。
它是一种物理化学过程,主要通过物理作用,例如吸附、沉淀、造粒等来吸附局部的离子,从而使颗粒聚集成较大的团结体。
在选矿过程中,通常采用多种絮凝剂进行絮凝处理,以达到提高选矿效率、提高品位的目的。
2. 絮凝工艺在选矿中的应用选矿领域是絮凝工艺的主要应用领域之一。
絮凝工艺主要应用在以下三个方面:2.1 原料的鉴别和分选在选矿过程中,不同类型的矿物往往具有不同的化学成分和物理性质,通过絮凝分选可以更好的分辨出不同的矿物类型,从而实现高效的分选工作。
2.2 提高选矿品位在实际的生产过程中,选矿品位是非常重要的参数之一。
通过加入适当的絮凝剂,可以减少杂质的存在并提高品位,从而达到更好的选矿效果。
2.3 沉淀处理沉淀处理通常应用在选矿液体的固液分离以及去除杂质等方面。
通过加入适当的絮凝剂,可以形成沉淀团聚,从而提高沉淀效率,降低生产成本。
3. 絮凝工艺的优缺点分析如上所述,絮凝工艺在选矿中应用非常广泛,主要有以下几个优点和不足之处:3.1 优点(1)选择性好絮凝工艺可以根据处理过程中不同颗粒之间的吸附力选择性的进行处理,从而分离出不同的矿物,并在处理过程中达到更好的选择性。
(2)处理效率高絮凝处理是一种非常高效的处理方式,特别在市场需求大的高品质产品中,其效果是非常显著的。
通过适当的絮凝处理,在选矿过程中可以大大提高品位和品质,实现高效率的选矿。
(3)可根据特定需求进行调整不同的选矿过程需要的絮凝剂是不同的,细湿处理、干法处理,以及沉浮处理都需要不同的絮凝剂。
而絮凝工艺可以根据特定的需求进行调整,从而满足不同的选矿需求。
絮凝反应原理絮凝反应原理是指在一定条件下,通过添加适量的絮凝剂,使悬浮液中的微小悬浮颗粒聚集成较大的絮凝物,从而实现悬浮物的沉淀或过滤分离的过程。
絮凝反应广泛应用于水处理、环境保护、矿物提取、制药等领域。
本文将从絮凝反应的定义、原理、应用以及优缺点等方面进行阐述。
一、絮凝反应的定义絮凝反应是指通过添加絮凝剂,使悬浮液中的微小颗粒聚集成较大的絮凝物的过程。
絮凝剂通常是一种高分子有机物或无机物,能与悬浮液中的颗粒发生化学或物理作用,使其产生吸附、中和、凝聚等效应,从而实现颗粒的快速聚集。
二、絮凝反应的原理絮凝反应的原理主要包括两个方面:吸附和凝聚。
1. 吸附作用:絮凝剂分子中的官能团与悬浮液中的颗粒表面发生相互作用,通过静电作用、吸附作用或络合作用,使颗粒表面带电性减弱或中和,从而降低颗粒之间的静电排斥力,促进颗粒的聚集。
2. 凝聚作用:在吸附的基础上,絮凝剂分子之间的相互作用力使颗粒间的距离进一步减小,颗粒之间的相互作用力增强,导致颗粒聚集成较大的絮凝物。
凝聚的方式主要有桥联凝聚、颗粒间凝聚和自身凝聚等。
三、絮凝反应的应用絮凝反应在水处理中的应用非常广泛。
例如,在污水处理中,通过添加絮凝剂,可以使悬浮的固体颗粒快速聚集成絮凝物,从而便于沉淀或过滤分离。
此外,絮凝反应也广泛应用于制药、纸浆造纸、矿物提取等过程中的固液分离过程。
四、絮凝反应的优缺点絮凝反应具有以下优点:1. 结果明显:絮凝反应可以快速将微小颗粒聚集成较大的絮凝物,从而便于后续的沉淀或过滤分离。
2. 操作简便:絮凝反应过程相对简单,添加絮凝剂后,可通过搅拌等方式促进颗粒的聚集。
3. 适应性强:絮凝反应适用于各种类型的悬浮液,可处理不同浓度和不同性质的悬浮物。
然而,絮凝反应也存在一些缺点:1. 絮凝剂的选择:絮凝剂的选择需要考虑悬浮物的性质、水质、处理工艺等因素,选择不当可能会导致絮凝效果不佳。
2. 副产物处理:絮凝反应产生的絮凝物需要进一步处理,以防止对环境造成污染。
絮凝的作用和原理
絮凝的作用是使悬浮在水中的微小颗粒形成较大的絮凝物,以便于沉降或过滤,从而达到水处理和净化的目的。
絮凝的原理主要有两种:物理絮凝和化学絮凝。
1. 物理絮凝:物理絮凝是通过增加颗粒间的相互作用力,使颗粒聚集形成絮体的过程。
常用的物理絮凝剂包括砂、石英粉、聚丙烯腈纤维等。
这些物理絮凝剂能吸附颗粒表面,增加颗粒之间的相互作用力,促进颗粒凝聚成絮体。
2. 化学絮凝:化学絮凝是利用化学药剂与水中颗粒发生化学反应,形成新的化合物或产生电荷,从而引起颗粒之间的吸引和凝聚。
常用的化学絮凝剂有铝酸盐、铁酸盐、聚合氯化铝等。
这些化学絮凝剂能与颗粒表面的带电物质反应,使颗粒表面电荷中和,并形成比较稳定的絮凝体。
无论是物理絮凝还是化学絮凝,其原理都与颗粒的表面性质、电荷特性以及絮凝剂的种类、用量等有关。
水处理中絮凝的基本原理
水处理中絮凝的基本原理是利用絮凝剂与悬浮在水中的微小颗粒相互作用,使这些微小颗粒聚集成较大的絮体,以便于后续的固液分离处理。
具体原理包括以下几个方面:
1. 多电解质效应:絮凝剂中的多电解质能够与水中的微小颗粒表面带电粒子相互作用,中和其表面电荷,导致微小颗粒之间相互吸引而聚集形成絮体。
2. 凝聚作用:絮凝剂中的高分子化合物具有可溶性和不可溶性的性质。
当它们与水中的微小颗粒接触时,可溶性的部分与水中其他的颗粒相互吸引结合,形成微小颗粒的胶粒,不可溶性的部分则在胶粒的表面引发凝聚,进一步增大颗粒的尺寸。
3. 物理桥联效应:有些絮凝剂在水中形成聚集体,其中有些颗粒之间形成交联结构,作为物理桥梁连接在一起。
这种物理桥联效应能够使微小颗粒之间结合更加牢固,进一步增大絮凝体的尺寸。
通过絮凝过程,悬浮在水中的微小颗粒聚集成较大的絮体后,可以通过后续的沉淀或过滤等处理方式将其与水进行分离,从而达到水处理的目的。
絮凝的原理
絮凝是一种水处理技术,它通过添加絮凝剂将悬浮在水中的微小颗粒聚集成较
大的絮凝体,便于后续的沉降或过滤,从而达到净化水质的目的。
絮凝的原理主要包括混凝、絮凝和沉降三个阶段。
首先是混凝阶段。
在这个阶段,絮凝剂被加入到水中,与悬浮颗粒发生作用,
形成较大的絮凝体。
混凝的过程中,絮凝剂与水中的颗粒发生化学反应或物理吸附,使颗粒之间产生吸引力,逐渐聚集形成絮凝体。
接下来是絮凝阶段。
在这个阶段,形成的絮凝体继续增大,同时吸附更多的悬
浮颗粒,使水中的颗粒逐渐减少。
絮凝的过程中,絮凝体的大小和密度逐渐增加,使得它们能够更快速地沉降或被过滤掉。
最后是沉降阶段。
在这个阶段,形成的大型絮凝体由于重力作用开始向水底沉降,或者通过过滤器被过滤掉,从而使水中的悬浮颗粒得到有效去除。
沉降的速度取决于絮凝体的大小和密度,通常较大、较重的絮凝体沉降速度较快。
絮凝的原理是通过絮凝剂的作用,使微小颗粒聚集成较大的絮凝体,然后通过
沉降或过滤将这些絮凝体从水中去除,从而实现水质的净化。
在实际应用中,絮凝剂的选择、投加量、混合方式等因素都会影响絮凝效果,需要根据具体的水质情况和处理要求进行调整和优化。
总的来说,絮凝是一种简单有效的水处理技术,通过物理化学的作用将水中的
悬浮颗粒去除,可以应用于饮用水处理、工业废水处理等领域,对改善水质起到重要作用。
随着技术的不断进步,絮凝技术也在不断完善和创新,为解决水质污染问题提供了有力的手段。
1 絮凝原理
餐饮废水中污染物主要以胶体形式存在。
胶体本身既具有巨大的表面自由能、有较大的吸附能力,又具有布郎运动的特性,从而颗粒间有较多碰撞的机会,似乎可以粘附聚合成大的颗粒,然后受重力作用而下沉。
但是由于同类的胶体微粒带着同性的电荷,它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大颗粒;其次,带电荷的胶粒和反离子与周围的水分子发生水化作用,形成一层水化壳,也阻碍各胶粒的聚合。
投加铝盐等无机盐后,发生金属离子水解和聚合反应过程,被吸附的带正电荷的多核络离子能够压缩双电层、降低ζ电位,使胶粒间最大排斥能降低,从而使胶粒脱稳[1]。
使用无机盐絮凝剂处理的同时,有机高分子也常作絮凝剂使用。
高分子絮凝剂有较好的架桥和吸附作用,和无机盐絮凝剂共同使用可以加快反应速度,提高处理效果。
2 实验方法
絮凝剂配成1g/L的溶液。
烧杯搅拌实验在磁力搅拌器上进行,每次实验水样为200mL,水样取自某星级宾馆的餐饮废水,经初沉后用0.1mol/L稀盐酸和0.1mol/L氢氧化钠精确调pH值到要求值。
操作程序为:在快速搅拌下投加絮凝剂反应2min后,改变搅拌速度为慢速,继续搅拌10min,静沉20min后,距上液面
约5cm处吸取部分上清液测定剩余浊度及CODcr[2]。
3 结果与讨论
3.1 絮凝剂的选择
各种絮凝剂的用量为2mL,试验温度为22~29℃,取絮凝处理后的上清液,测定CODcr及浊度,结
果见表1。
从表1可以看出,分别采用碱式氯化铝、硫酸铁、氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铝钾、硫酸铝钾+聚丙烯酰胺处理餐饮废水,其中硫酸铝钾+聚丙烯酰胺去除废水CODcr效果最好,这说明单独使用一种无机盐作絮凝剂,效果不如复合絮凝剂使用效果好,为此选用硫酸铝钾+聚丙烯酰胺作絮凝剂。
3.2 絮凝条件的优化
确定了硫酸铝钾+聚丙烯酰胺作为絮凝剂后,对最佳絮凝条件进行摸索试验。
从图1中可看出,随着加药量的增加,絮凝后浊度呈现先增加,后降低,再增加的趋势,说明加药量不是越多越好,其最佳投药量为:200mL水样加入3.2mL硫酸铝钾+聚丙烯酰胺。
确定了最佳投药量后,在此基础上实验确定最佳pH值,结果如图2。
沉淀速度与pH的关系曲线见图3。
从图2中可以看出,随着pH值的增大,上清液浊度减小,最佳pH值为9左右。
而且从图3可以看出
pH值增大时,沉淀速度加大。
总的来说,加药量、pH值的变化对浊度的去除有很大影响,随着pH值的变大,浊度降低的同时,沉淀速度也大大提高。
这说明,pH值变大时,絮体矾花形成速度在提高。
随着矾花的聚集,依靠重力,矾花迅速沉降下来,削弱了胶体的ζ电位,从而起到压缩双电层的脱稳和吸附架桥作用。
单独使用一种无机絮凝剂,CODcr去除率不高,并且矾花形成的速度比较慢,矾花也比较小,较难进行固液分离,絮体难以回收处理。
而使用复合混凝剂,CODcr去除率很高,矾花比较大,沉降速度快,固液分离快,处理起来比较方便。
从而说明了有机絮凝剂的分子链上带有电荷,具有一定的压缩微颗粒表面比电层作用,但其主要功能是“吸附”和“架桥”作用,它可以起助凝剂的作用。
无机絮凝剂的加入改善了废水中的电荷分布,有机絮凝剂的加入对带有电荷的胶体颗粒进行吸附中和,并通过“架桥絮凝”作用形成大而结实的絮凝体。
因而复合使用有机和无机絮凝剂可以有效地提高CODcr去除率,使絮凝后的水易于继续
处理,絮体易于脱水。
4 结论
①硫酸铝钾+聚丙烯酰胺作絮凝剂可明显降低餐饮废水的CODcr及其浊度。
CODcr去除率可达到
83.3%,浊度去除可达到76.9%。
②碱式氯化铝、硫酸铁、氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铝钾、硫酸铝钾+聚丙烯酰胺6种絮凝剂对餐饮废水絮凝处理的效果都比较好。
其中硫酸铝钾+聚丙烯酰胺处理效果最好。
其最佳投药量为:每1L水样加入1g/L
的复合絮凝剂16mL,最佳pH值为9左右。
参考文献:
[1]顾国维.水污染治理技术研究[M]、上海:同济大学出版社,1997.
[2]顾夏声.水处理工程[M].北京:清华大学出版社,1985.
作者简介:尹艳华(1968~),女,黑龙江密山人,南京理工大学化工学院99级硕士研究生。
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