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解答聚合氯化鋁混凝作用機(jī)理詳解
來(lái)源：www.huertalavega.com 發(fā)布時(shí)間：2020年12月16日
各種廢水都是水和水中均勻分布的細(xì)小顆粒所組成的分散體系，按照顆粒大小，分散體系可以分成三類：
1、顆粒尺寸小于1nm的分子和離子為真溶液，它們的尺寸很小，不會(huì)引起光線散射，水溶液呈透明狀；
2、顆粒尺寸為1nm-100nm的稱為膠體溶液；
3、顆粒尺寸大于100nm的稱懸浮液，膠體溶液與懸浮液中的顆粒能使光散射，水呈渾濁。膠體溶液中的分散物質(zhì)即為上述的膠體顆粒。
福建聚合氯化鋁膠體的脫穩(wěn)：
混凝的機(jī)理：混凝可分為壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀物網(wǎng)捕四種機(jī)理。
(1)壓縮雙電層機(jī)理
由膠體粒子的雙電層結(jié)構(gòu)可知，反離子的濃度在膠粒表面大，并沿著膠粒表面向外的距離呈遞減分布，與溶液中離子濃度相等。當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)，使溶液中離子濃度增高，則擴(kuò)散層的厚度將減少。該過(guò)程的實(shí)質(zhì)是加入的反離子與擴(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咐層中，從而使擴(kuò)散層厚度減小。
由于擴(kuò)散層厚度的減小，∈電位相應(yīng)降低，因此膠粒間的相互排斥力也減少。另一方面，由于擴(kuò)散層減薄，它們相撞的距離也減少，因此相互間的吸引力相應(yīng)變大。使其排斥力與吸引力的合力由斥力為主變成以引力為主（排斥勢(shì)能消失），膠粒得以迅速凝聚。
(2)吸附電中和機(jī)理
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。當(dāng)二價(jià)鋁鹽PAC混凝劑投量過(guò)多，混凝效果反而下降的現(xiàn)象，可以用本機(jī)理解釋。因?yàn)槟z粒吸附了過(guò)多的反離子，使原來(lái)帶的負(fù)電荷轉(zhuǎn)變?yōu)檎姾?，排斥力變大，從而發(fā)生了再穩(wěn)定現(xiàn)象。
(3)吸附架橋機(jī)理
吸附架橋作用主要是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)的過(guò)程。
當(dāng)三價(jià)鋁鹽或鐵鹽及其他高分子PAC混凝劑溶于水后，經(jīng)水解、縮聚反應(yīng)形成高分子聚合物，具有線形結(jié)構(gòu)。這類高分子物質(zhì)可被膠粒所強(qiáng)烈吸附。聚合物在膠粒表面的吸附來(lái)源于各種物理化學(xué)作用，如范德華引力、靜電引力、氫鍵、配位鍵等，取決于聚合物同膠粒表面二者化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。因其線形長(zhǎng)度較大，當(dāng)它的一端吸附某一膠粒后，另一端又吸附另一膠粒，在相距較遠(yuǎn)的兩膠粒間進(jìn)行吸附架橋，使顆粒逐漸變大，形成粗大絮凝體。
(4)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PAC混凝劑時(shí)，當(dāng)投加量大得足以迅速沉淀金屬氫氧化物[如Al(OH)3、Fe(OH)3]或帶金屬碳酸鹽（如CaCO3）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。水中膠粒本身可作為這些沉淀所形成的核心時(shí)，凝聚劑投加量與被除去物質(zhì)的濃度成反比，即膠粒越多，金屬凝聚劑投加量越少。
以上介紹的混凝的四種機(jī)理，在水處理中往往可能是同時(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。低分子電解質(zhì)的福建聚合氯化鋁混凝劑，以雙電層作用產(chǎn)生凝集為主；高分子聚合劑則以架橋聯(lián)結(jié)產(chǎn)生絮凝為主。故通常將低分子電解質(zhì)稱為混凝劑，而把高分子聚合物單獨(dú)稱為絮凝劑。
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1、顆粒尺寸小于1nm的分子和離子為真溶液，它們的尺寸很小，不會(huì)引起光線散射，水溶液呈透明狀；
2、顆粒尺寸為1nm-100nm的稱為膠體溶液；
3、顆粒尺寸大于100nm的稱懸浮液，膠體溶液與懸浮液中的顆粒能使光散射，水呈渾濁。膠體溶液中的分散物質(zhì)即為上述的膠體顆粒。
福建聚合氯化鋁膠體的脫穩(wěn)：
通常情況下，膠體溶液和懸浮液采用混凝方法處理。膠體顆粒保持分散的懸浮狀態(tài)的特性稱為膠體的穩(wěn)定性。膠體因投加電解質(zhì)使δ電位降低或消除，從而失去穩(wěn)定性的過(guò)程稱為脫穩(wěn)。
混凝的機(jī)理：混凝可分為壓縮雙電層、吸附電中和、吸附架橋、沉淀物網(wǎng)捕四種機(jī)理。
(1)壓縮雙電層機(jī)理
由膠體粒子的雙電層結(jié)構(gòu)可知，反離子的濃度在膠粒表面大，并沿著膠粒表面向外的距離呈遞減分布，與溶液中離子濃度相等。當(dāng)向溶液中投加電解質(zhì)，使溶液中離子濃度增高，則擴(kuò)散層的厚度將減少。該過(guò)程的實(shí)質(zhì)是加入的反離子與擴(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咐層中，從而使擴(kuò)散層厚度減小。
由于擴(kuò)散層厚度的減小，∈電位相應(yīng)降低，因此膠粒間的相互排斥力也減少。另一方面，由于擴(kuò)散層減薄，它們相撞的距離也減少，因此相互間的吸引力相應(yīng)變大。使其排斥力與吸引力的合力由斥力為主變成以引力為主（排斥勢(shì)能消失），膠粒得以迅速凝聚。
(2)吸附電中和機(jī)理
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。當(dāng)二價(jià)鋁鹽PAC混凝劑投量過(guò)多，混凝效果反而下降的現(xiàn)象，可以用本機(jī)理解釋。因?yàn)槟z粒吸附了過(guò)多的反離子，使原來(lái)帶的負(fù)電荷轉(zhuǎn)變?yōu)檎姾?，排斥力變大，從而發(fā)生了再穩(wěn)定現(xiàn)象。
(3)吸附架橋機(jī)理
吸附架橋作用主要是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)的過(guò)程。
當(dāng)三價(jià)鋁鹽或鐵鹽及其他高分子PAC混凝劑溶于水后，經(jīng)水解、縮聚反應(yīng)形成高分子聚合物，具有線形結(jié)構(gòu)。這類高分子物質(zhì)可被膠粒所強(qiáng)烈吸附。聚合物在膠粒表面的吸附來(lái)源于各種物理化學(xué)作用，如范德華引力、靜電引力、氫鍵、配位鍵等，取決于聚合物同膠粒表面二者化學(xué)結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。因其線形長(zhǎng)度較大，當(dāng)它的一端吸附某一膠粒后，另一端又吸附另一膠粒，在相距較遠(yuǎn)的兩膠粒間進(jìn)行吸附架橋，使顆粒逐漸變大，形成粗大絮凝體。
(4)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PAC混凝劑時(shí)，當(dāng)投加量大得足以迅速沉淀金屬氫氧化物[如Al(OH)3、Fe(OH)3]或帶金屬碳酸鹽（如CaCO3）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。水中膠粒本身可作為這些沉淀所形成的核心時(shí)，凝聚劑投加量與被除去物質(zhì)的濃度成反比，即膠粒越多，金屬凝聚劑投加量越少。
以上介紹的混凝的四種機(jī)理，在水處理中往往可能是同時(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。低分子電解質(zhì)的福建聚合氯化鋁混凝劑，以雙電層作用產(chǎn)生凝集為主；高分子聚合劑則以架橋聯(lián)結(jié)產(chǎn)生絮凝為主。故通常將低分子電解質(zhì)稱為混凝劑，而把高分子聚合物單獨(dú)稱為絮凝劑。
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