coagulation
定义:投加药剂破坏胶体及悬浮物在液体中形成的稳定分散系,使其聚集并增大至能自然重力分离的过程。
学科:化工_炼油与化工企业健康-安全-环境管理_环境保护
相关名词:胶体 凝聚 絮凝、
【延伸阅读】
各种废水都是以水为分散介质的分散系。根据分散相粒度不同,废水可分为三类:分散相粒度为0.1~1纳米间的称为真溶液;分散相粒度在1~100纳米间的称为胶体溶液;分散相粒度大于100纳米的称为悬浮液。其中粒度在100纳米以上的悬浮液可采用沉淀或过滤处理,而粒度在1~100纳米间的部分悬浮液和胶体溶液可采用混凝处理。
混凝就是在废水中预先投加化学药剂来破坏胶体的稳定性,使废水中的胶体和细小悬浮物聚集成具有可分离性的絮凝体,再加以分离除去的过程。脱稳的胶粒相互聚集为较大颗粒的过程称为凝聚。未经脱稳的胶体也可形成大的颗粒,这种现象称为絮凝。凝聚与絮凝结合在一起使用的过程称为混凝。
胶体能保持稳定主要有两个原因:首先,由于同类的胶体微粒电性相同,它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大的颗粒;其次,带电荷的胶粒和反离子都能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。一种胶体的胶粒带电越多,其电位就越大;扩散层中与胶粒电荷相反的离子(反离子)越多,水化作用越大,水化层越厚,因此扩散层也越厚,稳定性越强。
不同的化学药剂能使胶体以不同的方式脱稳、凝聚或絮凝。按机理的不同,混凝可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、沉淀物网捕四种。
压缩双电层:加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力,把原有部分反离子挤压到吸附层中,从而使扩散层厚度减小,电位相应降低,胶粒间的相互排斥力也减小。
吸附电中和:胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用。由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷,减少了静电斥力,降低了电位,使胶体的脱稳和凝聚易于发生。
吸附架桥:主要指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下,通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥联。
沉淀物网捕机理:当采用硫酸铝、石灰或氯化铁等高价金属盐类作凝聚剂时,当投加量大得足以迅速沉淀金属氢氧化物或带金属碳酸盐时,水中的胶粒和细微悬浮物可被这些沉淀物在形成时作为晶核或吸附质所网捕。
以上介绍的混凝的四种机理,在水处理中往往是同时或交叉发挥作用的,只是在一定情况下以某种机理为主而已。
责任编辑:张鹏辉