混凝沉淀技术在污水处理中的应用

混凝沉淀技术在污水处理中的应用

摘要：水是生命之源，它孕育和滋养了地球上的一切生命．并从各个方面为人类社会服务。水资源的短缺和水环境污染已经严重威胁着人类的健康和安全，制约着经济的进一步发展。水资源保护和水污染防治已成为人类能否实施可持续发展战略的关键问题，引起全世界的普遍关注。

关键词: 水环境污染 混凝沉降 混凝剂 资源利用

1前言

随着我国经济的迅速发展,人口的增加,人民生活水平的逐步提高,工业化和城市化步伐的加快,用水量急剧增加,污水排放量也相应增加,加剧了淡水资源的短缺和水环境的污染,使地表水,尤其是城市河流水水质逐年变差,水质恶化失去了水源水的利用价值。为保证水资源的可持续利用,解决水环境污染问题,国内外在水处理方面做了大量工作,开发了多种水处理工艺,如生化法、离子交换法、吸附法、化学氧化法、电渗析法和污水生态处理技术等。与这些方法相比,混凝沉淀法以其处理效率高、经济、简便的特点成为世界各国普遍使用的一种水质处理技术。

2混凝沉淀的应用

2.1混凝沉淀的基本原理

废水中的胶体物质具有巨大的比表面积，可以吸附液体介质中的正离子或负离子或极性分子等，使固液两相界面上的电荷呈不平衡分布，在界面两边产生电位差，这就是胶体微粒的双电层结构。形成双电层结构的微粒的整个胶体结构就称为胶团，整个胶团是电中性的。胶团中心是带有电荷的固体微粒本

身，称为胶核。胶核所带电荷的符号就是胶体所带电荷的符号。胶体微粒之所

以能在水中保持稳定性，原因在于

胶体粒子之间的静电斥力（胶体常

常带有同种电荷而具有斥力）、胶

体表面的水化作用及胶粒之间相互

吸引的范德华力共同作用。胶体微

粒带电越多，其电位就越大，带电

荷的胶粒和反离子与周围水分子发

生水化作用越大，水化壳也越厚，越具有稳定性。向水中投加药剂，使胶体失

去稳定性而形成微小颗粒，而后这些均匀分散的微小颗粒再进一步形成较大的

颗粒，从液体中沉淀下来，这个过程称为凝聚。这种过程一般分为3种作用形式：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

2.1.1压缩双电层作用

水中粘土胶团含有吸附层和扩散层，合称双电层。双电层中正离子浓度由

内向外逐渐降低，最后与水中的正离子浓度大致相等。因此双电层有一定的厚度。如向水中加入大量电解质，则其正离子就会挤入扩散层而使之变薄；进而

挤入吸附层，使胶核表面的负电性 降低。这种作用称压缩双电层。 （胶体双电层结构）

也就是说通过加入电解质压缩扩散层而导致胶粒脱稳凝聚的作用机理。脱

稳：胶粒因ζ电位降低而失去稳定性的过程；凝聚：脱稳胶体相互凝结形成微小絮凝体的过程。【1】

2.1.2 吸附-电中和作用：

对于混凝剂投量过多而使胶体重新稳定的现象，可以用电中和作用机理解释：若混凝剂投加量过多，会使水中原来带负电荷的胶体变化为正电荷的胶体，这是因为胶核表面吸附了过多正离子的结果，从而使胶体又重新稳定。

若混凝剂投加量适中，带有正电荷的高分子物质或高聚合离子吸附了带负电荷的胶体离子以后，就产生电性中和作用，从而导致胶粒ζ电位的降低，并达到临界电位，再通过吸附作用，使胶体达到脱稳凝聚的目的。

2.1.3吸附架桥作用：

对高分子絮凝剂，有的表面不带电，为非离子型，有的表面带负电荷，仍然能对负电荷的胶体杂质起混凝作用，这个现象可用吸附架桥作用机理来解释。

高分子絮凝剂为线性分子、网状结构， 其中碳碳单键一般情况下是可以旋转的，聚合度较大，即主链较长，在水介质中主链是弯曲的，其表面积较大，吸附能力强。在主链的各个部位吸附了很多固体颗粒，就象是为固体颗粒架了许多桥梁，让这些固体颗粒相对地聚集起来形成大的颗粒。【2】

（高分子物质或高聚合物在不同情况下对胶粒的吸附架桥作用）

2.1.4 絮体的网捕作用：

无机混凝剂（如铝盐或铁盐）投量很多时，会在水中形成高聚合度的多羟基化合物的絮体或大量氢氧化物沉淀，形成一张絮凝网状结构，在沉淀过程中可以吸附、卷带水中胶体颗粒共同沉淀，此过程称为絮凝剂的网捕作用机理，是一种机械作用。

对于低浊度水，可以利用这个作用机理，在水中投加大量混凝剂，以达到去除胶体杂质的目的。

2.2混凝剂的种类

常用的混凝剂有无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂、生物絮凝剂等。无机絮凝剂主要产品有硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁和聚合硫酸铁、聚合硅酸铝、聚合硅酸铁、聚合氯化铝铁、聚合硅酸铝铁和聚合硫酸氯化铝等。有机高分子絮凝剂以聚丙烯酰胺类产品为代表，生物絮凝剂是一类由微生物产生的具有絮凝能力的高分子有机物，主要有蛋白质、黏多糖、纤维素和核酸。下面简单介绍部分常用的混凝剂。

2.2.1聚合氯化铝（又称碱式氯化铝PAC）

聚合氯化铝是应用最广泛的一种絮凝剂，它在常温下化学性能稳定，久储不变质，固体裸露易吸潮，但不变质，无毒无 …… 此处隐藏：3287字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……