coagulation
定義:投加藥劑破壞膠體及懸浮物在液體中形成的穩(wěn)定分散系,使其聚集并增大至能自然重力分離的過(guò)程。
學(xué)科:化工_煉油與化工企業(yè)健康-安全-環(huán)境管理_環(huán)境保護(hù)
相關(guān)名詞:膠體 凝聚 絮凝、
【延伸閱讀】
各種廢水都是以水為分散介質(zhì)的分散系。根據(jù)分散相粒度不同,廢水可分為三類:分散相粒度為0.1~1納米間的稱為真溶液;分散相粒度在1~100納米間的稱為膠體溶液;分散相粒度大于100納米的稱為懸浮液。其中粒度在100納米以上的懸浮液可采用沉淀或過(guò)濾處理,而粒度在1~100納米間的部分懸浮液和膠體溶液可采用混凝處理。
混凝就是在廢水中預(yù)先投加化學(xué)藥劑來(lái)破壞膠體的穩(wěn)定性,使廢水中的膠體和細(xì)小懸浮物聚集成具有可分離性的絮凝體,再加以分離除去的過(guò)程。脫穩(wěn)的膠粒相互聚集為較大顆粒的過(guò)程稱為凝聚。未經(jīng)脫穩(wěn)的膠體也可形成大的顆粒,這種現(xiàn)象稱為絮凝。凝聚與絮凝結(jié)合在一起使用的過(guò)程稱為混凝。
膠體能保持穩(wěn)定主要有兩個(gè)原因:首先,由于同類的膠體微粒電性相同,它們之間的靜電斥力阻止微粒間彼此接近而聚合成較大的顆粒;其次,帶電荷的膠粒和反離子都能與周圍的水分子發(fā)生水化作用,形成一層水化殼,也阻礙各膠粒的聚合。一種膠體的膠粒帶電越多,其電位就越大;擴(kuò)散層中與膠粒電荷相反的離子(反離子)越多,水化作用越大,水化層越厚,因此擴(kuò)散層也越厚,穩(wěn)定性越強(qiáng)。
不同的化學(xué)藥劑能使膠體以不同的方式脫穩(wěn)、凝聚或絮凝。按機(jī)理的不同,混凝可分為壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀物網(wǎng)捕四種。
壓縮雙電層:加入的反離子與擴(kuò)散層原有反離子之間的靜電斥力,把原有部分反離子擠壓到吸附層中,從而使擴(kuò)散層厚度減小,電位相應(yīng)降低,膠粒間的相互排斥力也減小。
吸附電中和:膠粒表面對(duì)異號(hào)離子、異號(hào)膠粒、鏈狀離子或分子帶異號(hào)電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用。由于這種吸附作用中和了電位離子所帶電荷,減少了靜電斥力,降低了電位,使膠體的脫穩(wěn)和凝聚易于發(fā)生。
吸附架橋:主要指鏈狀高分子聚合物在靜電引力、范德華力和氫鍵力等作用下,通過(guò)活性部位與膠粒和細(xì)微懸浮物等發(fā)生吸附橋聯(lián)。
沉淀物網(wǎng)捕機(jī)理:當(dāng)采用硫酸鋁、石灰或氯化鐵等高價(jià)金屬鹽類作凝聚劑時(shí),當(dāng)投加量大得足以迅速沉淀金屬氫氧化物或帶金屬碳酸鹽時(shí),水中的膠粒和細(xì)微懸浮物可被這些沉淀物在形成時(shí)作為晶核或吸附質(zhì)所網(wǎng)捕。
以上介紹的混凝的四種機(jī)理,在水處理中往往是同時(shí)或交叉發(fā)揮作用的,只是在一定情況下以某種機(jī)理為主而已。
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