水处理过程中化学絮凝的原理和应用
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絮凝剂的工作原理絮凝剂是一种常见的水处理剂,广泛用于水处理过程中的悬浮物和浑浊物的去除。
它的工作原理是通过改变水体中颗粒物的表面电荷性质,使其发生相互作用,从而形成絮体并沉淀下来。
本文将详细介绍絮凝剂的工作原理及其在水处理中的应用。
絮凝剂的工作原理可以简单概括为两个步骤:吸附和桥联。
首先,絮凝剂通过吸附作用与水中的颗粒物相互结合。
在水处理过程中,水中的颗粒物具有不同的表面电荷,可能带有正电荷、负电荷或零电荷。
絮凝剂中的吸附剂分子具有与颗粒物表面电荷相反的电荷,在水中形成吸附层。
这种吸附作用能够中和颗粒物的表面电荷,并将颗粒物牢固地固定在絮凝剂上。
接下来,絮凝剂通过桥联作用将吸附在絮凝剂上的颗粒物连接起来。
吸附在絮凝剂上的颗粒物会相互靠近并形成结构松散的絮体,这些絮体由絮凝剂分子之间的桥联作用保持在一起。
桥联的方式可以是化学桥联,即絮凝剂分子与颗粒物表面的化学反应,也可以是物理桥联,即絮凝剂分子之间的物理吸附。
无论是化学桥联还是物理桥联,都可以使颗粒物形成较大的团聚体并从水中沉淀下来。
絮凝剂的选择和应用需要考虑多种因素,包括水质特征、处理目标和工艺要求等。
常见的絮凝剂类型有无机絮凝剂和有机絮凝剂。
无机絮凝剂主要包括铝盐类、铁盐类和硅酸盐类等,常用于中性或碱性水体的处理。
有机絮凝剂主要包括聚合铝、聚合硅酸铝和有机高分子等,常用于酸性水体的处理。
此外,在实际应用中还可以根据需要进行絮凝剂的复配,以提高絮凝效果和适应不同的水质条件。
絮凝剂的应用范围广泛。
在市政供水中,絮凝剂可以用于去除水中的悬浮物、浊度和颜色等污染物,提高水质。
在工业废水处理中,絮凝剂可以用于去除悬浮物、油脂和重金属等有害物质,净化废水。
此外,絮凝剂还可以用于纸浆和造纸工艺中的杂质去除,以及矿山尾矿处理、污泥脱水等领域。
综上所述,絮凝剂通过吸附和桥联作用,能够有效地将水体中的颗粒物聚集成絮体并沉淀下来。
絮凝剂的工作原理是水处理过程中重要的环节之一,它的应用可以有效改善水质和净化废水。
絮凝剂的原理絮凝剂是一种用于水处理的化学物质,它在水中起着凝聚悬浮物和胶体颗粒的作用,使其聚集成较大的团簇,便于沉降或过滤。
絮凝剂的原理主要包括两种机制,化学絮凝和物理絮凝。
化学絮凝是指絮凝剂与水中的悬浮物和胶体颗粒发生化学反应,形成较大的沉淀物。
常见的化学絮凝剂包括铝盐和铁盐类化合物,它们能够与水中的胶体颗粒发生电中和反应,形成较大的絮凝物质。
此外,有机絮凝剂也是一种常见的化学絮凝剂,它们通过与水中的有机物发生化学反应,使其聚集成较大的团簇,便于沉降。
物理絮凝是指絮凝剂通过物理作用使悬浮物和胶体颗粒聚集成较大的团簇。
在物理絮凝过程中,絮凝剂能够改变水中颗粒的表面性质,使其易于聚集成团簇。
常见的物理絮凝剂包括活性炭和硅胶等,它们能够通过吸附和凝聚作用,促使水中的颗粒聚集成较大的团簇。
综合来看,絮凝剂的原理是通过化学反应和物理作用,使水中的悬浮物和胶体颗粒聚集成较大的团簇,便于后续的沉降或过滤处理。
在实际应用中,根据水质的不同和处理的要求,可以选择合适的絮凝剂和适当的处理工艺,以达到理想的净水效果。
除了原理的作用,絮凝剂的使用还需要考虑到适当的投加量、搅拌时间和沉降条件等因素,以确保絮凝剂能够充分发挥作用,达到预期的净水效果。
同时,对于不同类型的水源和水质,也需要选择合适的絮凝剂种类和处理工艺,以提高净水效果和降低处理成本。
综上所述,絮凝剂的原理是通过化学反应和物理作用,使水中的悬浮物和胶体颗粒聚集成较大的团簇,便于后续的沉降或过滤处理。
在实际应用中,需要根据水质特点和处理要求选择合适的絮凝剂和处理工艺,以确保水质的净化和提高水处理效率。
絮凝剂的工作原理引言概述:絮凝剂是一种常用的水处理药剂,广泛应用于水处理工程中。
它能够有效地会萃和沉淀悬浮在水中的固体颗粒,提高水的澄清度和净化效果。
本文将详细介绍絮凝剂的工作原理,包括其作用机理、应用范围以及使用注意事项。
一、絮凝剂的作用机理:1.1 絮凝剂的化学作用:絮凝剂通常是由高份子聚合物制成,它们具有一定的电荷性质。
当絮凝剂加入水中时,其份子会与水中的悬浮颗粒发生相互作用,形成絮凝体。
这种作用主要有两种机制:吸附作用和电荷中和作用。
1.2 吸附作用:絮凝剂份子表面带有一定的电荷,可以吸附水中的悬浮颗粒。
吸附作用使得悬浮颗粒之间的相互作用增强,从而形成较大的絮凝体。
1.3 电荷中和作用:当水中的悬浮颗粒带有电荷时,絮凝剂的电荷与之相反,会中和悬浮颗粒的电荷。
这种电荷中和作用会导致悬浮颗粒之间的相互作用减弱,从而促使颗粒会萃成絮凝体。
二、絮凝剂的应用范围:2.1 污水处理:絮凝剂广泛应用于污水处理工程中,能够有效去除污水中的悬浮颗粒、胶体物质和有机物质,提高污水的处理效果。
2.2 饮用水处理:在饮用水处理过程中,絮凝剂可以去除水中的浑浊物质、有机物和微生物,提高水的澄清度和卫生安全性。
2.3 工业水处理:絮凝剂在工业生产过程中也有广泛应用,可以去除工业废水中的悬浮颗粒和有害物质,达到环保要求。
三、絮凝剂的使用注意事项:3.1 适量使用:絮凝剂的使用量应根据水质情况和处理要求来确定,过量使用可能会导致浑浊度增加或者产生副反应。
3.2 混合均匀:在使用絮凝剂前,应将其与水充分混合均匀,以确保其有效成份能够充分发挥作用。
3.3 调节pH值:絮凝剂的作用受pH值的影响,因此在使用过程中,应根据需要调节水的pH 值,以提高絮凝剂的效果。
四、絮凝剂的优缺点:4.1 优点:絮凝剂能够高效去除水中的悬浮颗粒和有机物,提高水质澄清度;使用方便,操作简单;适合范围广,可应用于各种水处理工程。
4.2 缺点:絮凝剂的成本较高,使用量大的情况下会增加处理成本;过量使用可能会产生副反应,对水质造成负面影响。
絮凝剂的工作原理绪论:絮凝剂是一种常用于水处理、污水处理、工业生产等领域的化学物质。
它能够有效地将悬浮在水中的微小颗粒聚集成较大的团块,从而便于沉淀或过滤。
本文将详细介绍絮凝剂的工作原理,包括絮凝剂的分类、作用机理以及常见的应用场景。
一、絮凝剂的分类:根据其化学性质和作用机理,絮凝剂可以分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。
1. 无机絮凝剂:无机絮凝剂主要包括铝盐类、铁盐类和硅酸盐类等。
它们通常以阳离子形式存在,能够与水中的阴离子或悬浮物质发生化学反应,形成沉淀物或聚集成较大的颗粒。
- 铝盐类絮凝剂:如聚合氯化铝(PAC)、硫酸铝等。
它们能够与水中的碱性物质发生反应,生成氢氧化铝胶体,从而使悬浮物质聚集成团。
- 铁盐类絮凝剂:如硫酸亚铁、氯化亚铁等。
铁盐类絮凝剂能够与水中的磷酸盐、硫酸盐等阴离子形成沉淀物,从而减少水中的悬浮物。
- 硅酸盐类絮凝剂:如硅酸铝钠、硅酸铝钾等。
硅酸盐类絮凝剂能够与水中的阴离子形成胶体,从而促使悬浮物质聚集成较大的颗粒。
2. 有机絮凝剂:有机絮凝剂主要包括聚合物絮凝剂和有机胶体絮凝剂两类。
它们通常以高分子化合物的形式存在,能够通过物理吸附和化学反应等方式与水中的悬浮物质结合,形成较大的团块。
- 聚合物絮凝剂:如聚丙烯酰胺(PAM)、聚乙烯醇(PVA)等。
聚合物絮凝剂能够通过物理吸附和桥联作用等方式,将水中的微小颗粒聚集成较大的团块。
- 有机胶体絮凝剂:如壳聚糖、壳聚糖衍生物等。
有机胶体絮凝剂能够通过与水中的悬浮物质发生化学反应,形成较大的颗粒。
二、絮凝剂的作用机理:絮凝剂的作用机理主要包括化学吸附、物理吸附、桥联作用和电荷中和等过程。
1. 化学吸附:絮凝剂中的活性基团能够与水中的悬浮物质发生化学反应,形成化学键或离子键。
这种化学吸附能够使微小颗粒之间的相互作用增强,从而促使悬浮物质聚集成较大的团块。
2. 物理吸附:絮凝剂中的高分子化合物能够通过物理吸附作用,将水中的微小颗粒吸附在其表面。
絮凝剂的工作原理综述:絮凝剂是一种常用的水处理药剂,用于去除水中的悬浮物和浑浊物质。
它能够使细小的悬浮物颗粒聚集在一起,形成较大的团块,便于后续的沉淀或过滤处理。
絮凝剂的工作原理主要涉及化学凝聚、电化学凝聚和物理凝聚三个方面。
一、化学凝聚:化学凝聚是絮凝剂最常用的工作原理之一。
絮凝剂中的化学物质与水中的悬浮物发生反应,形成凝聚物。
常见的化学凝聚剂包括聚合铝氯化铝、聚合硫酸铁等。
这些化学物质能够与水中的悬浮物表面带电荷的颗粒相互作用,中和表面电荷,使颗粒之间发生吸引力,最终形成较大的凝聚物。
二、电化学凝聚:电化学凝聚是絮凝剂的另一种工作原理。
水中的悬浮物颗粒通常带有电荷,通过改变水中的电荷分布,可以使颗粒相互吸引,从而形成凝聚物。
电化学凝聚通常通过改变水中的pH值或添加具有电荷的化学物质来实现。
例如,当水中的pH值发生变化时,颗粒表面的电荷也会发生变化,从而改变颗粒之间的相互作用力。
三、物理凝聚:物理凝聚是絮凝剂的第三种工作原理。
物理凝聚主要通过改变水中的流态来实现。
絮凝剂能够改变水中的流速和流动方向,使悬浮物颗粒相互碰撞,从而形成较大的凝聚物。
物理凝聚常用于处理粒径较大的悬浮物,例如沙子、泥浆等。
絮凝剂的选择和使用:选择合适的絮凝剂需要考虑水质、悬浮物的性质和水处理的要求。
一般来说,化学凝聚常用于处理有机物质和胶体悬浊液,电化学凝聚常用于处理无机悬浊液,而物理凝聚常用于处理颗粒较大的悬浊液。
使用絮凝剂时,需要根据水质情况确定适当的投药剂量。
投药剂量过少可能无法达到预期的凝聚效果,而投药剂量过多则会浪费药剂和增加处理成本。
此外,还需要考虑絮凝剂的混合方式和混合时间,以确保药剂充分与水中的悬浊物发生反应。
絮凝剂的效果评价:评价絮凝剂的效果可以通过浊度、悬浮物去除率和沉淀速度等指标来进行。
浊度是衡量水中悬浊物含量的指标,可以通过浊度计进行实时监测。
悬浮物去除率是指絮凝剂处理后水中悬浊物的去除程度,可以通过实验室测试或现场监测来评估。
絮凝剂的工作原理
标题:絮凝剂的工作原理
引言概述:絮凝剂是水处理过程中常用的一种化学药剂,用于去除水中的悬浮物、胶体物质和溶解物质,从而提高水质。
絮凝剂的工作原理是通过改变水中颗粒物质的表面性质,使其聚集成较大的团聚体,便于后续的过滤和沉淀。
本文将详细介绍絮凝剂的工作原理及其应用。
一、絮凝剂的化学作用机制
1.1 改变颗粒物质表面电荷
1.2 促进颗粒物质间的吸引作用
1.3 形成较大的絮凝体
二、絮凝剂的物理作用机制
2.1 提高颗粒物质的沉降速度
2.2 促进颗粒物质的聚集
2.3 促进絮凝体的成长
三、絮凝剂的应用范围
3.1 自来水处理
3.2 工业废水处理
3.3 污水处理厂
四、絮凝剂的选择原则
4.1 根据水质特点选择合适的絮凝剂
4.2 根据处理设备选择适宜的絮凝剂
4.3 根据处理工艺选择最佳的絮凝剂用量
五、絮凝剂的效果评价
5.1 澄清度的提高
5.2 浊度的降低
5.3 COD、BOD等指标的改善
结论:絮凝剂在水处理中起着至关重要的作用,通过化学和物理作用机制,能够有效去除水中的悬浮物和胶体物质,提高水质。
在选择和应用絮凝剂时,需要根据水质特点和处理设备选取合适的絮凝剂,并严格控制用量,以达到最佳的处理效果。
水处理过程中化学絮凝的原理和应用摘要: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[1]。
本文介绍了采用絮凝剂絮凝的原理、絮凝剂的分类、在生产生活中的应用以及研究进展。
关键词:絮凝剂原理应用共聚物衍生物一、化学絮凝原理絮凝剂的化学絮凝原理是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。
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]。
二、化学絮凝剂的简述在絮凝过程中用到的助剂称为絮凝剂。
絮凝剂有不少品种,其共通特点是能够将溶液中的悬浮微粒聚集联结形成粗大的絮状团粒或团块。
化学絮凝剂简述如下。
1.无机絮凝剂1.1无机絮凝剂的分类和性质[3]无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两大类。
在传统的铝盐和铁盐的基础上发展合成出聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等新型的水处理剂,它的出现不仅降低了处理成本,而且提高了功效。
这类絮凝剂中存在多羟基络离子,以oh-为架桥形成多核络离子,从而变成了巨大的无机高分子化合物,无机聚合物絮凝剂之所以比其他无机絮凝剂能力高、絮凝效果好,其根本原因就在于它能提供大量的如上所述的络合离子,能够强烈吸附胶体微粒,通过粘附、架桥和交联作用,从而促使胶体凝聚。
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zeta电位,使胶体粒子由原来的相斥变成相吸,破坏了胶团的稳定性,促使胶体微粒相互碰撞,从而形成絮状混凝沉淀,而且沉淀的表面积可达(200~1000)m2/g,极具吸附能力。
絮凝剂原理
絮凝剂是一种常用的水处理药剂,它在水处理过程中起着非常重要的作用。
絮
凝剂的原理是通过改变水中悬浮物和胶体粒子的表面性质,使其聚集成较大的絮凝体,从而便于过滤或沉淀。
絮凝剂的原理主要包括化学絮凝和物理絮凝两种方式。
化学絮凝是指通过添加化学絮凝剂来改变水中悬浮物和胶体粒子的表面电荷,
使其发生凝聚作用。
常用的化学絮凝剂有铝盐类、铁盐类、有机高分子等。
当絮凝剂加入水中时,会与水中的悬浮物和胶体粒子发生化学反应,形成絮凝团聚体。
这些团聚体具有较大的体积和较高的密度,从而可以在水中快速沉降或被过滤掉。
物理絮凝是指通过物理手段使水中的悬浮物和胶体粒子发生凝聚作用。
常用的
物理絮凝方法包括搅拌、沉淀、过滤等。
通过搅拌可以使水中的悬浮物和胶体粒子发生碰撞和凝聚,形成较大的絮凝体。
沉淀则是利用重力作用,使絮凝体在水中沉降下来。
过滤则是通过过滤介质将水中的絮凝体拦截下来。
絮凝剂的原理可以简单总结为改变水中悬浮物和胶体粒子的性质,使其聚集成
较大的团聚体,从而便于后续的处理。
在水处理过程中,合理选择和使用絮凝剂是非常重要的。
不同的水质和水处理工艺需要选择合适的絮凝剂和合适的投加方式,以达到最佳的絮凝效果。
总之,絮凝剂的原理是通过化学或物理手段改变水中悬浮物和胶体粒子的性质,使其聚集成较大的絮凝体,便于后续的处理。
合理选择和使用絮凝剂对于水处理工艺的稳定运行和水质的提高至关重要。
希望本文的内容能够对絮凝剂的原理有所了解,对水处理工艺有所帮助。
絮凝剂的工作原理绪论:絮凝剂是一种常用的水处理药剂,广泛应用于污水处理、饮用水净化等领域。
它能够有效地去除水中的悬浮物、胶体物质和有机物,从而改善水质,提高水处理效果。
本文将详细介绍絮凝剂的工作原理及其应用。
一、絮凝剂的定义和分类1.1 定义絮凝剂是一种能够使水中的悬浮物和胶体物质聚集成较大颗粒物质的化学物质。
1.2 分类根据絮凝剂的来源和化学性质,可以将其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,常用的有氯化铁、硫酸铝和聚合硅酸铝等。
有机絮凝剂主要包括聚合物絮凝剂和有机胶体絮凝剂等,常用的有聚丙烯酰胺、聚乙烯酰胺和聚丙烯酸等。
二、絮凝剂的工作原理2.1 絮凝剂的作用机理絮凝剂作用于水中的悬浮物和胶体物质,通过物理和化学作用使其聚集成较大的颗粒物质,从而便于后续的沉淀和过滤处理。
2.2 物理作用絮凝剂在水中形成的沉淀或胶体颗粒具有一定的电荷性,这种电荷性使它们之间发生相互作用。
当带有相同电荷的颗粒相遇时,会发生静电斥力,使它们分散在水中。
而当带有不同电荷的颗粒相遇时,会发生静电吸引,使它们聚集在一起。
2.3 化学作用絮凝剂中的化学物质能够与水中的悬浮物和胶体物质发生化学反应,形成胶状物质或沉淀物。
这些化学反应包括络合反应、氧化反应、水解反应等。
通过这些化学作用,絮凝剂能够有效地去除水中的有机物和无机物。
三、絮凝剂的应用3.1 污水处理在污水处理过程中,絮凝剂被广泛应用于初次沉淀、二次沉淀和深度处理等环节。
它能够快速聚集悬浮物和胶体物质,使其形成较大的颗粒,便于沉淀和过滤处理。
同时,絮凝剂还能够去除水中的有机物和重金属等有害物质,提高污水处理效果。
3.2 饮用水净化在饮用水净化过程中,絮凝剂被用于去除水中的浑浊物质、有机物和微生物等。
它能够迅速聚集水中的悬浮物和胶体物质,使水变得清澈透明。
同时,絮凝剂还能够去除水中的异味和色素,提高饮用水的口感和品质。
3.3 其他应用领域除了污水处理和饮用水净化,絮凝剂还被广泛应用于工业生产、农业灌溉和环境保护等领域。
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。
水处理絮凝剂分类、原理及应用问题汇总一、絮凝剂的作用机理1、凝聚凝聚:主要是指胶体脱稳并生成微小聚集体的过程。
凝聚的作用机理一般有:压缩双电子层、吸附—电性中和、吸附架桥作用、网捕—卷扫作用四种解释。
(1)压缩双电层作用根据DLVO理论,加入含有高价态正电荷离子的电解质时,高价态正离子通过静电引力进入到胶体颗粒表面,置换出原来的低价正离子,这样双电层仍然保持电中性,但正离子的数量却减少了,也就是双电层的厚度变薄,胶体颗粒滑动面上的ξ电位降低。
当ξ电位降至0时,称为等电状态,此时排斥势垒完全消失。
ξ电位降至某一数值使胶体颗粒总势能曲线上的势垒E max=0,胶体颗粒即发生聚集作用,此时的ξ电位称为临界电位ξk。
(2)吸附—电性中和胶体颗粒表面吸附异号离子、异号胶体颗粒或带异号电荷的高分子,从而中和了胶体颗粒本身所带部分电荷,减少了胶粒间的静电引力,使胶体颗粒更易于聚沉。
驱动力包括静电引力、氢键、配位键和范德华力等。
可以解释水处理中胶体颗粒的再稳定现象。
(3)吸附架桥作用分散体系中的胶体颗粒通过吸附有机物或无机高分子物质架桥连接,凝集为大的聚集体而脱稳聚沉。
分为长链高分子架桥和短距离架桥。
三种类型:①胶粒与不带电荷的高分子物质发生架桥,涉及范德华力、氢键、配位键等吸附力。
②胶粒与带异号电荷的高分子物质发生架桥,除范德华力、氢键、配位键外,还有电中和作用。
③胶粒与带同号电荷的高分子物质发生架桥,“静电斑”作用。
(4)网捕—卷扫作用投加到水中的铝盐、铁盐等混凝剂水解后形成较大量的具有三维立体结构的水合金属氧化物沉淀,当这些水合金属氧化物体积收缩沉降时,象筛网一样将水中胶体颗粒和悬浊质颗粒捕获卷扫下来。
网捕—卷扫作用主要是一种机械作用。
2、絮凝絮凝:絮凝主要是指脱稳的胶体或微小悬浮物聚集成大的絮凝体的过程。
异向絮凝(Perikinetic flocculation):由布朗运动所引起的胶体颗粒碰撞聚集。
布朗运动随着颗粒粒径增长而逐渐减弱,当粒径增长到一定尺寸,布朗运动不再起作用。
《水处理絮凝剂研究与应用进展》篇一一、引言随着工业的快速发展和城市化进程的加速,水资源的污染问题日益严重,如何高效、安全地处理废水成为了环保领域亟待解决的难题。
在各种水处理方法中,絮凝剂作为实现水质改善的重要手段,得到了广泛的关注和研究。
本文旨在阐述水处理絮凝剂的研究进展和应用情况,探讨其在环保领域的潜在应用价值。
二、水处理絮凝剂概述水处理絮凝剂是一种通过吸附、电性中和等作用,使水中的悬浮物、胶体等颗粒物凝聚成大颗粒,从而方便从水中去除的化学物质。
根据其化学成分,水处理絮凝剂可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。
三、无机絮凝剂研究与应用进展无机絮凝剂主要包括铁盐、铝盐等,具有价格低廉、制备简单等优点。
近年来,研究者们对无机絮凝剂进行了诸多改进和优化。
1. 新型无机复合絮凝剂:针对单一无机絮凝剂的局限性,研究者们开发了多种新型无机复合絮凝剂,如聚合氯化铝铁(PAFC)、复合铁盐等。
这些新型絮凝剂具有更好的絮凝效果和更低的毒性。
2. 纳米无机絮凝剂:纳米技术为无机絮凝剂的开发提供了新的方向。
纳米无机絮凝剂具有更大的比表面积和更强的吸附能力,能有效提高絮凝效果。
四、有机絮凝剂研究与应用进展有机絮凝剂主要包括天然有机高分子絮凝剂和合成有机高分子絮凝剂两大类。
1. 天然有机高分子絮凝剂:如淀粉、壳聚糖等,具有生物相容性好、易降解等优点。
研究者们通过改性等方法,提高了其絮凝效果和稳定性。
2. 合成有机高分子絮凝剂:如聚丙烯酰胺(PAM)等,具有优异的水溶性和分子链柔韧性。
针对其安全性问题,研究者们正在开发新型的、低毒性的合成有机高分子絮凝剂。
五、新型水处理技术中的絮凝剂应用随着水处理技术的发展,一些新型技术如膜分离技术、生物处理技术等也开始应用絮凝剂。
这些技术结合了絮凝剂的优点,进一步提高了水处理的效率和质量。
六、水处理絮凝剂的未来发展趋势未来,水处理絮凝剂将朝着高效、安全、环保的方向发展。
一方面,研究者们将继续开发新型的、低毒性的絮凝剂;另一方面,将更加注重对现有絮凝剂的优化和改进,提高其性能和降低成本。
三氯化铁絮凝原理三氯化铁是一种常用的絮凝剂,广泛应用于水处理领域。
它通过与水中的悬浮物和溶解物发生反应,形成大颗粒的絮凝物,从而使水中的杂质快速沉淀,达到净化水质的目的。
本文将详细介绍三氯化铁絮凝的原理及其在水处理中的应用。
一、三氯化铁絮凝的原理三氯化铁具有良好的絮凝性能,其絮凝原理主要包括以下几个方面:1. 化学絮凝作用三氯化铁可以与水中的悬浮物和溶解物发生化学反应,生成稳定的絮凝物。
其主要作用是通过与水中的阴离子和胶体物质发生复杂的络合反应,形成大分子复合物,使悬浮物和溶解物凝聚成较大的颗粒,从而方便沉淀和过滤。
2. 硬水效应三氯化铁可以与硬水中的钙和镁离子发生反应,生成难溶性的铁钙镁氢氧化物。
这种氢氧化物具有良好的絮凝性能,可以有效地去除水中的悬浮物和胶体物质。
3. 电化学絮凝作用三氯化铁在水中可以形成氢氧化铁胶体颗粒,并通过电化学作用吸附和凝聚水中的悬浮物和胶体物质。
这种电化学絮凝作用可以加速絮凝过程,提高絮凝效果。
二、三氯化铁絮凝的应用三氯化铁广泛应用于水处理领域,其絮凝原理使其成为一种常用的水处理剂。
以下是几个常见的应用场景:1. 污水处理在污水处理过程中,三氯化铁可以与污水中的有机物和颗粒物发生反应,形成絮凝物,方便沉淀和过滤。
通过加入适量的三氯化铁,可以有效地去除污水中的悬浮物和溶解物,提高水质。
2. 自来水处理在自来水处理过程中,三氯化铁可以帮助去除水中的浑浊物质和微生物。
通过加入适量的三氯化铁,可以促使水中的杂质凝聚成大颗粒,从而方便沉淀和过滤,提高自来水的清洁度和透明度。
3. 工业废水处理在工业废水处理中,三氯化铁可以与废水中的有机物和重金属离子发生反应,生成难溶性的絮凝物。
这种絮凝物可以有效地去除废水中的有害物质,减少对环境的污染。
4. 池塘养护在池塘养护过程中,三氯化铁可以帮助去除池塘水中的浮游生物和藻类。
通过加入适量的三氯化铁,可以促使池塘水中的浮游生物和藻类凝聚成大颗粒,方便沉淀和过滤,提高池塘的水质和观赏价值。
絮凝剂的工作原理引言:絮凝剂是一种常用于水处理、污水处理和工业生产中的化学药剂。
它作为一种助剂,能够促使悬浮在水中的固体颗粒迅速聚集成团,形成较大的絮凝团。
这样,固体颗粒就能够迅速被沉淀或滤除,从而提高水质的净化效果并减少固体废物的排放。
本文将重点讨论絮凝剂的工作原理,并探讨其在不同领域的应用。
工作原理:絮凝剂的工作原理基于物理和化学的相互作用过程。
在水中存在许多微小的悬浮颗粒,如沉积物、胶体、藻类等,这些颗粒对水的质量和透明度有影响。
絮凝剂的加入会改变水中的电荷分布,并产生化学反应。
此过程可分为三个阶段:混合、缩聚和沉淀。
1. 混合阶段:絮凝剂通常以液态或固态形式添加到水中,通过机械搅拌或其他混合方法,在水中均匀分散。
这样做的目的是让絮凝剂能够与水中的颗粒接触,并开始发挥其作用。
2. 缩聚阶段:在混合阶段后,絮凝剂开始与水中的颗粒发生相互作用。
絮凝剂中的活性化学物质会与颗粒表面的电荷相互吸引。
当颗粒表面带有正电荷时,絮凝剂中的活性化学物质会带有负电荷,反之亦然。
这种电荷相互作用会导致颗粒之间的吸引力增强,从而促使颗粒迅速聚集成较大的絮凝团。
3. 沉淀阶段:在聚集过程中,由于絮凝团的尺寸增大和聚集程度增强,重力的作用会导致絮凝团下沉。
这个过程称为沉淀,可以通过重力沉淀或离心等操作加快。
应用领域:絮凝剂的应用广泛,常见的领域包括:1. 水处理:絮凝剂被广泛用于净化自来水、地下水和河水,去除其中的悬浮固体、颜色、异味和有机物质。
2. 污水处理:絮凝剂在污水处理中发挥着重要的作用,通过加速悬浮颗粒的聚集和沉淀,提高污水处理效率。
3. 酿造和食品加工:絮凝剂可以被用于酿造过程中的酒精和果汁澄清,以去除其中的悬浮颗粒和浑浊物质。
4. 纸浆和造纸工业:絮凝剂能够帮助去除纸浆中的杂质、沉淀和净化浆水。
5. 矿石浮选:在矿石浮选过程中,絮凝剂可以促使固体颗粒与气泡迅速结合并浮出水面,从而方便分离固体和液体。
结论:絮凝剂的工作原理基于其在水中改变电荷分布和促进颗粒聚集的作用。
絮凝剂的工作原理综述:絮凝剂是一种常用于水处理和废水处理中的化学药剂,其主要功能是将悬浮在水中的微小颗粒聚集成较大的絮凝体,便于后续的沉淀或过滤操作。
絮凝剂的工作原理可以分为两个方面:电化学作用和物理化学作用。
一、电化学作用:1. 电中和作用:絮凝剂中的阳离子和阴离子通过与水中带电颗粒表面的反离子相互作用,中和表面电荷,减小颗粒间的静电排斥力。
这样一来,颗粒之间的吸引力增强,有利于颗粒的聚集。
2. 吸附作用:絮凝剂中的阳离子和阴离子可以吸附在颗粒表面,形成吸附层,使颗粒之间的距离缩小,增加颗粒间的碰撞概率,促进絮凝体的形成。
3. 絮凝剂的电荷中性化作用:絮凝剂中的阳离子和阴离子可以与水中的多价阴离子或阳离子结合,使其电荷中性化,降低其稳定性,从而促进絮凝体的形成。
二、物理化学作用:1. 桥联作用:絮凝剂中的多价阳离子可以与两个或多个颗粒表面的带电物质相互作用,形成桥联结构,将颗粒连接在一起,促进颗粒的聚集。
2. 凝聚作用:絮凝剂中的高分子聚合物可以通过与颗粒表面的物质相互作用,形成凝聚物,使颗粒之间的距离缩小,促进絮凝体的形成。
3. 增大颗粒的有效碰撞概率:絮凝剂的添加可以增大颗粒之间的有效碰撞概率,使颗粒更容易聚集成较大的絮凝体。
4. 形成较大的絮凝体:絮凝剂的作用下,微小颗粒逐渐聚集形成较大的絮凝体,这些絮凝体的密度大于水,便于后续的沉淀或过滤操作。
总结:絮凝剂的工作原理主要包括电化学作用和物理化学作用。
通过电中和作用、吸附作用、电荷中性化作用、桥联作用、凝聚作用等作用机制,絮凝剂能够促进微小颗粒的聚集,形成较大的絮凝体,便于后续的处理操作。
在实际应用中,根据水质特点和处理目标的不同,可以选择不同类型的絮凝剂,并进行合理的剂量控制,以达到最佳的絮凝效果。
絮凝池的原理和作用絮凝池是一种常见的水处理设备,主要用于去除水中的悬浮物、浮油和胶体物质。
其原理是利用化学药剂或物理力学作用使悬浮物凝聚成大颗粒,然后在池底沉淀。
下面就来详细介绍一下这种设备的原理和作用。
一、原理絮凝池的原理可以分为两种:化学凝聚和物理力学凝聚。
1. 化学凝聚化学凝聚是利用化学药剂与水中悬浮物发生反应,使悬浮物凝聚成大颗粒,从而便于沉淀。
常用的化学药剂有铁盐、铝盐、高分子凝聚剂等。
其中,铁盐和铝盐是常见的凝聚剂,可以与水中的悬浮物发生化学反应,形成不溶性物质,从而使悬浮物凝聚成大颗粒。
2. 物理力学凝聚物理力学凝聚是利用物理力学作用,如电荷作用、引力作用等,使悬浮物凝聚成大颗粒,便于沉淀。
常见的物理力学凝聚方式有超声波凝聚、电凝聚、磁凝聚等。
二、作用絮凝池的主要作用是去除水中的悬浮物、浮油和胶体物质。
在水处理过程中,水中常常含有微小的悬浮物和胶体物质,这些物质如果不去除,会对后续的处理过程产生影响,如降低过滤效果、缩短滤料寿命等。
此外,水中还可能含有浮油,如果不去除,会对后续的处理设备产生损害。
絮凝池通过凝聚水中的悬浮物、浮油和胶体物质,使其形成大颗粒,便于沉淀,从而达到去除杂质的目的。
同时,凝聚后的大颗粒还可以作为滤料层的初级过滤层,进一步去除水中的杂质,提高水的质量。
三、结构絮凝池的结构一般由池体、进水口、出水口、污泥排放口、药剂加入装置等组成。
池体一般采用圆形或方形,材质有混凝土、钢筋混凝土、玻璃钢等。
进水口和出水口分别位于池体的上部和下部,以便进水和出水。
污泥排放口一般位于池体底部,用于排放沉淀下来的污泥。
药剂加入装置用于加入化学药剂,促进凝聚作用。
四、应用絮凝池广泛应用于各种水处理领域,如污水处理、工业废水处理、饮用水处理等。
在污水处理中,絮凝池通常作为预处理设备,用于去除水中的悬浮物和胶体物质,提高后续处理设备的处理效果。
在工业废水处理中,絮凝池可以去除水中的悬浮物、浮油和胶体物质,减少后续处理设备的负担。
絮凝剂的工作原理综述:絮凝剂是一种常用的水处理化学品,它能够帮助去除水中的悬浮物和浑浊物质,使水变得清澈透明。
絮凝剂的工作原理主要包括物理作用和化学作用两个方面。
物理作用主要是通过絮凝剂与悬浮物颗粒之间的相互作用力,使颗粒聚集成较大的团块,从而便于沉降或过滤。
化学作用则是通过絮凝剂与水中的溶解物质发生化学反应,生成沉淀物或凝胶,从而使水中的悬浮物和浑浊物质凝结成团块。
一、物理作用:1. 絮凝剂的电荷中和作用:絮凝剂通常具有正电荷或负电荷,而水中的悬浮物颗粒通常带有相反的电荷,根据电荷中和原理,正负电荷之间会发生吸引作用,导致颗粒聚集成团块。
例如,阳离子絮凝剂可以中和水中的阴离子悬浮物,使其聚集成团块;而阴离子絮凝剂则可以中和阳离子悬浮物,促使其凝结沉淀。
2. 絮凝剂的桥联作用:絮凝剂分子中的功能基团可以与悬浮物颗粒表面的功能基团发生化学反应,形成桥联结构,将颗粒聚集在一起。
例如,聚合铝硫酸盐絮凝剂中的铝离子能够与水中的硅酸根离子发生反应,形成氢氧化铝胶体,将悬浮物颗粒聚集成较大的团块。
二、化学作用:1. 水合作用:絮凝剂分子中的水合能力使其能够吸附水分子,形成水合层。
水合层的存在可以改变悬浮物颗粒表面的电荷特性,增加颗粒之间的吸引力,促使颗粒聚集成团块。
2. 化学反应:絮凝剂分子中的功能基团能够与水中的溶解物质发生化学反应,生成沉淀物或凝胶。
例如,聚丙烯酰胺絮凝剂中的酰胺基团能够与水中的钙离子反应,生成不溶性的钙酰胺沉淀物,从而促使水中的悬浮物凝结成团块。
三、应用示例:1. 污水处理:在污水处理过程中,絮凝剂常用于去除污水中的悬浮物和浑浊物质。
通过添加絮凝剂,可以使污水中的悬浮物颗粒聚集成较大的团块,方便后续的沉淀和过滤操作,从而达到净化水质的目的。
2. 饮用水处理:在饮用水处理中,絮凝剂可以帮助去除水中的浑浊物质,提高水的透明度和口感。
通过添加絮凝剂,可以使水中的悬浮物颗粒聚集成较大的团块,然后通过沉淀或过滤等操作将其分离出去。
絮凝剂的作用
絮凝剂是一种用于水处理的化学物质,它的主要作用是将水中悬浮的固体颗粒聚集在一起形成较大的沉淀物,从而使水变得清澈透明。
它通常被广泛应用于污水处理厂、工业生产、饮用水净化等领域。
在污水处理过程中,絮凝剂可以与水中的悬浮颗粒发生化学反应,通过电中和、吸附和交联等方式,将颗粒聚集成较大的絮凝体,从而方便后续的沉淀和过滤操作。
絮凝剂的添加有助于提高污水的处理效率,减少处理时间和成本,并改善最终的水质。
在工业生产中,水往往需要用于冷却、清洗和供应等多个环节。
然而,水中常常含有悬浮颗粒、胶体物质和微生物等杂质,这些杂质会降低工艺设备的工作效率,甚至损坏设备。
絮凝剂的添加可以有效地去除这些杂质,从而维护设备的正常运行。
在饮用水净化方面,絮凝剂被用于去除水中的浑浊物质和有机污染物。
通过絮凝剂的添加和混合,水中的悬浮物和胶体颗粒会被聚集在一起,形成较大的絮状物,使其易于沉淀和过滤。
这样处理后的水质更清澈、透明,符合饮用水的标准要求。
综上所述,絮凝剂在水处理过程中起到了聚集和分离固体颗粒的作用,从而改善水质。
它在污水处理、工业生产和饮用水净化等领域具有广泛的应用前景。
絮凝剂的工作原理絮凝剂是一种常用于水处理和废水处理的化学品,它的工作原理是通过改变水中悬浮物和胶体颗粒的表面电荷状态,使其发生凝聚和聚集,从而形成较大的团聚体,方便后续的沉淀和过滤处理。
絮凝剂的工作原理可以分为两个方面:电荷中和和凝聚聚集。
首先,絮凝剂的工作原理之一是电荷中和。
在水中,悬浮物和胶体颗粒表面带有电荷,这些电荷会导致颗粒之间的相互斥力,使它们无法聚集成较大的团聚体。
絮凝剂中的活性成分可以与这些带电颗粒表面的电荷发生反应,中和其电荷,减小颗粒之间的相互斥力,从而使颗粒之间发生吸引力,有利于团聚体的形成。
其次,絮凝剂的工作原理之二是凝聚聚集。
絮凝剂中的活性成分可以通过吸附、化学反应或物理作用与水中的颗粒发生作用,使颗粒之间发生凝聚和聚集。
这些活性成分可以在颗粒表面形成吸附层,增加颗粒之间的接触面积,促进颗粒之间的相互作用力,从而使颗粒聚集成较大的团聚体。
这些团聚体的大小和密度可以通过调整絮凝剂的投加量和混合时间来控制。
絮凝剂的工作原理还与水中的pH值、温度、离子强度等因素有关。
不同的絮凝剂对不同的水质和悬浮物有不同的适用性,因此在实际应用中需要根据具体情况选择合适的絮凝剂类型和投加量。
在水处理和废水处理中,絮凝剂的工作原理起到了重要的作用。
通过使用絮凝剂,可以有效地去除水中的悬浮物、胶体颗粒、有机物等,提高水的澄清度和透明度,减少水处理设备的负荷,改善水质。
同时,絮凝剂也可以在废水处理中帮助沉淀和过滤固体颗粒,减少悬浮物的排放,达到环保要求。
总之,絮凝剂的工作原理是通过改变水中悬浮物和胶体颗粒的表面电荷状态,使其发生凝聚和聚集,从而形成较大的团聚体。
这种化学物质在水处理和废水处理中起到了重要的作用,提高了水质和环境的保护效果。
水处理过程中化学絮凝的原理和应用摘要: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[1]。
本文介绍了采用絮凝剂絮凝的原理、絮凝剂的分类、在生产生活中的应用以及研究进展。
关键词:絮凝剂原理应用共聚物衍生物一、化学絮凝原理絮凝剂的化学絮凝原理是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。
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]。
二、化学絮凝剂的简述在絮凝过程中用到的助剂称为絮凝剂。
絮凝剂有不少品种,其共通特点是能够将溶液中的悬浮微粒聚集联结形成粗大的絮状团粒或团块。
化学絮凝剂简述如下。
1.无机絮凝剂1.1无机絮凝剂的分类和性质[3]无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两大类。
在传统的铝盐和铁盐的基础上发展合成出聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等新型的水处理剂,它的出现不仅降低了处理成本,而且提高了功效。
这类絮凝剂中存在多羟基络离子,以oh-为架桥形成多核络离子,从而变成了巨大的无机高分子化合物,无机聚合物絮凝剂之所以比其他无机絮凝剂能力高、絮凝效果好,其根本原因就在于它能提供大量的如上所述的络合离子,能够强烈吸附胶体微粒,通过粘附、架桥和交联作用,从而促使胶体凝聚。
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zeta电位,使胶体粒子由原来的相斥变成相吸,破坏了胶团的稳定性,促使胶体微粒相互碰撞,从而形成絮状混凝沉淀,而且沉淀的表面积可达(200~1000)m2/g,极具吸附能力。
也就是说,聚合物既有吸附脱稳作用,又可发挥黏附、桥联以及卷扫絮凝作用。
1.2改性的单阳离子无机絮凝剂除常用的聚铝、聚铁外,还有聚活性硅胶及其改性品,如聚硅铝(铁)、聚磷铝(铁)。
改性的目的是引入某些高电荷离子以提高电荷的中和能力,引入羟基、磷酸根等以增加配位络合能力,从而改变絮凝效果,其可能的原因是[4]:某些阴离子或阳离子可以改变聚合物的形态结构及分布,或者是两种以上聚合物之间具有协同增效作用。
近年来国内相继研制出复合型无机絮凝剂和复合型无机高分子絮凝剂[5]。
聚硅酸絮凝剂(psaa)由于制备方法简便,原料来源广泛,成本低,对油田稠油采出水的处理具有更强的除油能力,故具有极大的开发价值及广泛的应用前景。
聚硅酸硫酸铁(pfss)絮凝剂[6],发现高度聚合的硅酸与金属离子一起可产生良好的混凝效果。
将金属离子引到聚硅酸中,得到的混凝剂其平均分子质量高达2×105,有可能在水处理中部分取代有机合成高分子絮凝剂。
聚磷氯化铁(ppfc)中po43-高价阴离子与fe3+有较强的亲和力,对fe3+的水解溶液有较大的影响,能够参与fe3+的络合反应并能在铁原子之间架桥,形成多核络合物;对水中带负电的硅藻土胶体的电中和吸附架桥作用增强,同时由于po43-的参与使矾花的体积、密度增加,絮凝效果提高。
聚磷氯化铝(ppac)也是基于磷酸根对聚合铝(pac)的强增聚作用,在聚合铝中引入适量的磷酸盐,通过磷酸根的增聚作用,使得ppac产生了新一类高电荷的带磷酸根的多核中间络合物。
聚硅酸铁(psf)[7]它不仅能很好地处理低温低浊水,而且比硫酸铁的絮凝效果有明显的优越性,如用量少,投料范围宽,矾花形成时间短且形态粗大易于沉降,可缩短水样在处理系统中的停留时间等,因而提高了系统的处理能力,对处理水的ph值基本无影响。
1.3改性的多阳离子无机絮凝剂聚合硫酸氯化铁铝(pafcs)[8]在饮用水及污水处理中,有着比明矾更好的效果;在含油废水及印染废水中pafcs比pac的效果均优,且脱色能力也优;絮凝物比重大,絮凝速度快,易过滤,出水率高;其原料均来源于工业废渣,成本较低,适合工业水处理。
铝铁共聚复合絮凝剂也属这类产品,它的生产原料氯化铝和氯化铁均是廉价的传统无机絮凝剂,来源广,生产工艺简单,有利于开发应用。
铝盐和铁盐的共聚物不同于两种盐的混合物[9],它是一种更有效地综合了pac和fecl3的优点,增强了去浊效果的絮凝剂。
2.有机高分子絮凝剂[3]有机高分子絮凝剂出现于20世纪50年代,它们应用前途广阔,发展非常迅速。
已用于给水净化,水/油体系破乳,含油废水处理,废水再资源化及污泥脱水等方面;还可用作油田开发过程的泥浆处理剂,选择性堵水剂,注水增稠剂,纺织印染过程的柔软剂,静电防止剂及通用的杀菌、消毒剂等。
2.1有机高分子絮凝剂种类和性质有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类。
从化学结构上可以分为以下3种类型:(1)聚胺型-低分子量阳离子型电解质;(2)季铵型-分子量变化范围大,并具有较高的阳离子性;(3)丙烯酰胺的共聚物-分子量较高,可以几十万到几百万、几千万,均以乳状或粉状的剂型出售,使用上较不方便,但絮凝性能好。
根据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子型、阴离子型、非离子型3大类。
有机高分子絮凝剂大分子中可以带-coo-、-nh-、-so3、-oh等亲水基团,具有链状、环状等多种结构。
因其活性基团多,分子量高,具有用量少,浮渣产量少,絮凝能力强,絮体容易分离,除油及除悬浮物效果好等特点,在处理炼油废水,其它工业废水,高悬浮物废水及固液分离中阳离子型絮凝剂有着广泛的用途。
特别是丙烯酰胺系列有机高分子絮凝剂以其分子量高,絮凝架桥能力强而显示出在水处理中的优越性。
2.2非离子型有机高分子絮凝剂非离子型有机高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺。
它由丙烯酰胺聚合而得。
2.3阴离子型有机高分子絮凝剂2.3.1阴离子型有机高分子絮凝剂主要有聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙以及聚丙烯酰胺的加碱水解物等聚合物。
2.3.2丙烯酰胺和苯乙烯磺酸盐、木质磺酸盐、丙烯酸、甲基丙烯酸等共聚物。
2.4阳离子型有机高分子絮凝剂2.4.1季铵化的聚丙烯酰胺季铵化的聚丙烯酰胺阳离子均是将-nh2经过羟甲基化和季铵化而得,可以分为聚丙烯酰胺阳离子化和阳离子化丙烯酰胺聚合。
2.4.2聚丙烯酰胺的阳离子衍生物这类产品多是由丙烯酰胺与阳离子单体共聚合得到的。
2.5两性聚丙烯酰胺聚合物以部分水解聚丙烯酰胺加入适量甲醛和二甲胺,通过曼尼兹反应合成出具有羧基和胺甲基的两性型聚丙烯酰胺絮凝剂。
2.6丙烯酰胺接枝共聚物因为淀粉价廉来源丰富,其本身也是高分子化合物,它具有亲水的刚性链,以这种刚性链为骨架,接上柔性的聚丙烯酰胺支链,这种刚柔相济的网状大分子除了保持原聚丙烯酰胺的功能之外,还具有某些更为优异的性能。
由于大多数有机高分子絮凝剂本身或其水解、降解产物有毒,且合成用丙烯酰胺单体有毒,能麻醉人的中枢神经,应用领域受到一定限制,迫使絮凝剂向廉价实用、无毒高效的方向发展。
3.无机- 有机高分子复合絮凝剂虽然无机高分子絮凝剂对各种复杂成分的水处理适用性强,但生成的絮体却不及有机高分子絮凝剂生成的絮体大,且投加量大.有机高分子絮凝剂正好可以弥补这一缺点,因此若把二者结合起来,形成无机-有机高分子复合絮凝剂,两种絮凝剂复合使用,则效果更明显。
文献[10]表明:无机絮凝剂加pam,处理高浊度水,悬浮物除去率大于99%,剩余浊度5~6;丹宁与三氯化铁和聚丙烯酰胺一起使用,处理钻井废水,cod去除率为91.6%;硫酸铝碱式氯化铝加石灰再加聚丙烯酸胺处理油田助剂厂废水,色度去除率大于98%。
三、化学絮凝剂及其在水处理中的应用1.无机高分子絮凝剂早在1960年,无机高分子絮凝剂就发展成为一种新型聚剂。
近年来[11],它的生产和应用在全世界发展迅速都取得。
由于这类化合物与传统无机絮凝剂(如硫酸铝、氯化铁等)相比具有多方面的特色,被称为第二代无机絮凝剂。
目前,无机高分子絮凝剂由一般的无机铝盐和铁盐向高分子聚合铝和聚合铁盐方向发展,聚合铝(铁)的主要形态向高电荷多核络合物方向发展,聚合铝(铁)的共存阴离子从低价向高价方向发展复合型无机高分子絮凝剂的发展势头更是看好。
由于无机高分子絮凝剂絮凝效能优异,现已成功应用在给水、工业废水以及城市污水的各种处理流程(包括前处理、中间处理和深度处理)中,逐步成为主流絮凝剂。
一般型无机高分子絮凝剂是目前使用最广泛的一种无机絮凝剂。
由于al3+的水解产物有很好的絮凝作用,对水中杂质有强烈的吸附作用。
溶液中被吸附的带正电荷的多核络离子通过压缩扩散层和降低表面电位等使微粒间的排斥力降低,相互接近,当引力达到优势时,各微粒即连接、结合在一起。
这时,如果同一多核聚合物为两个以上的杂质微粒所吸附,就会在两微粒间黏结架桥,借范德华力和黏结架桥不断地结合凝聚,逐步扩大形成大絮体。
聚合硫酸铁(pas),是我国上20世纪80年代崛起的一种性能优越的无机高分子絮凝剂,它在硫酸铁分子簇的网络结构中引入羟基,以oh-架桥形成多核络离子。
pas是硫酸铁在水解-絮凝过程中的一种中间产物。
在制备过程中,控制加酸量,使三价铁盐发生水解、聚合反应。
液体pas中含有大量的聚合阳离子,例如[fe3(oh)4]5+、[fe4o(oh)4]6+、[fe6(oh)l2]6+等,可迅速发挥电荷中和和絮凝架桥作用。
与低分子絮凝剂相比,其絮凝体形成速度快,颗粒密度大,沉降速度快,对于cod和bod以及色度、微生物等有较好的去除效果,对处理水的温度和ph值适应范围广,原料价格低廉,生产成本较低。
近年研究发现,镁离子在处理废水中发挥着一定的絮凝作用,当被处理废水在较高ph值条件下。
含有mg2+的聚合物有较好的絮凝性能,用于处理生产石灰废水效果良好[12]。
此外,还出现了锌盐和钛系絮凝剂[13]。
2.有机高分子絮凝剂根据有机絮凝剂所带基团能否离解及离解后所带离子的电性,可将其分为:2.1阴离子型人工合成类有机高分子絮凝剂目前广泛应用的有聚丙烯酰胺(pam)和聚丙烯酸钠(paa),其中阴离子型pam的阴离子基团是通过酰胺基水解制得,或通过酰胺基的反应接枝聚合上去的。
pam最早在1893年由moureu用丙烯酰氯与氨在低温下反应制得的,1954年首先在美国实现商业化生产。
它是一种线型水溶性有机高分子化合物。
其聚合度高达20000~90000,相应的分子量高达50~1700万,聚丙烯酰胺易溶于冷水,而在有机溶剂中溶解度有限。
分子链长,具有优良的絮凝性能。