混凝的应用

2009-11-13 15:02:47

混凝的应用

混凝过程的目的是为了改变水中粘土和细菌等悬浮固体的存在性质和状态，以利于后续工序的过滤去除。由于过滤罐中的石英沙对微小杂质的滤净能力是有限的，在游泳池中，有许多直径只有几微米到十几微米的微小污物和人体活动过程分泌的汗液、油脂、化妆品、及微生物、有机物等都会引起水质混浊，仅用机械过滤的方法是难以去除的。所以，为了增加过滤效果，一般都需要向循环水中投加混凝剂，混凝剂在水中通过电离和水解等化学作用形成胶体，然后通过胶体的压缩双电层作用、吸附电性中和、吸附架桥作用和沉析物网捕作用等与水体中的杂质和有机物胶体结合形成更大的颗粒，再经过石英沙过滤罐进行过滤去除。

1、目前常用的絮凝剂

a、明矾：分子式为Al2(SO4)3•K2S04•24H2O

由于明矾溶于水后也同样产生氢氧化铝胶体，能与水中粘土等带负电荷的胶体杂质互相吸引、中和并凝聚下来，达到了澄清水质的目的。

b、聚合氯化铝(PAC)

它是无机高分子物质，聚合氯化铝一般表示为[Al2(OH)nCl6-n]mn其中n可取1到5中间的任何整数，m则为<(=)10的整数。当n=2时得[Al2(OH)2Cl4]m，说明它是m个[Al2(OH)2Cl4]的聚合物。是多种成分的混合物，不像硫酸铝那样，有一个固定的分子式。聚合氯化铝作为混凝剂的特点是，它是以各种聚合物质和固体Al(OH)3(s)形式直接存在于水中，不再出现Al3+的水解过程。所以，当在水中按铝的同样剂量投加混凝剂时，聚合氯化铝所产生的Al(OH)3的数量和它所占的比例必然高于硫酸铝，因而，就可能获得比用硫酸铝处理水时更佳的效果。此外聚合氯化铝的有效铝含量较高，可以使得它的投药量较少，而且与硫酸铝相比其矾花的形成也较快，因而混凝效果更好。

2、影响混凝效果的主要因素

a、水温的影响

由于水的温度会影响混凝剂的水解，如水温低时，混凝剂的水解反应速度较慢。此外水温低时，水的粘度升高，水分子的布朗运动减弱，絮体不易形成。因此，低水温时的混凝效果一般较差，对同样的混凝剂投加量，热水中产生的矾花比低温水中反应快，如下表所示。不同的水温对絮凝的影响

温度（度）	混凝时间（秒）
1	1
20	0.33~0.5

b、pH值

由于不同pH值的铝盐水解以后产物的形态不同，混凝的效果也不一样。铝盐水解以后生成的是具有两性的氢氧化铝，在酸性条件下，pH<4时氢氧化铝易溶于水，其反应为：Al(OH)3+3H+-Al3++3H2O此时铝盐在水中以大量的铝离子Al3+形式存在，由于铝离子没有吸附架桥作用，不能使水中杂质粘结在一起，因此混凝效果不好。而在碱性条件下，当PH值大于8时，氢氧化铝也溶于水，

其反应为：[Al(OH)2(H2O)3]-+H2O----[Al(OH)4(H2O)2]-+H3O+

所以，当选用铝盐如聚合氯化铝为混凝剂时，pH值应控制在6.5-7.5之间最为合适，这时才能形成稳定的氢氧化铝胶状沉淀。

c、水中杂质的性质及其含量

当水中含有二价金属离子M+时，对天然水形成压缩双电层是有利的，因此混凝效果较好。如果水中杂质含量过低，则因不利于颗粒的碰撞而不利于凝聚，即水中浊度低时往往混凝效果较差。尽管混凝剂本身并不杀菌，但却对去除水中的微生物等有害物质起到很大作用。由于微生物多附着于悬浮微粒和有机物上，当微粒和有机物因絮凝作用而去除时，多达60%-90%的微生物也随之去除。从这一点可以看出，在水处理过程中，使用混凝剂能收到很好的澄清效果。