絮凝查看源代码讨论查看历史
 |
水处理时，会透过常不同药剂进行絮凝以利除去水中悬浮物质，例如为混拟使用之硫酸铝、氯化铁、PAC等混拟剂等，以及强化胶凝作用之各种助凝剂等，为调整酸碱度之石灰、苏打等碱剂，或硫酸等酸剂、消毒用之氯剂，吸附用之活性炭等等，该等药剂，或为液体，或为固体均应依一定之剂量连续或间歇性注入处理水体进行净化工作，为此净水厂内就需要不同用途之加药设备。[1]
药品处理设备处应不同水质处理之需要，根据实验比较效果与经济所得最合适之药品及剂量配置外，应同时考虑选用其他药品及剂量之可能性，为药剂应在卫生上对水质无不良影响者为限。
絮凝与反絮凝
微粒表面带有同种电荷，在一定条件下相互排斥而稳定。双电层的厚度越大，则相互排斥的作用力就越大，微粒就越稳定，在体系中加入一定量的某种电解质，可能和微粒表面的电荷，降低表面带电量、降低双电层的厚度，使微粒间的斥力下降，出现絮状聚集，但振摇后可重新分散均匀。这种现象叫作絮凝（flocculation），加入的电解质叫絮凝剂（floceulant）。
将电解质加入微粒分散系时，离子被选择性地吸附于微粒表面，中和电荷而影响微粒的带电量及双电层厚度．从而形成絮凝。因此电解质的离子强度、离子价数、离子半径等都会对絮凝产生影响。一般离子价数越高，絮凝作用越强，如化合价为2、3价的离子，其絮凝作用分别为1价离子的大约10倍与100倍。当絮凝剂的加入，使电位降至20~25mV时，形成的絮凝物疏松、不易结块，而且易于分散。
如果在微粒体系中加入某种电解质使微粒表面的专电位升高，静电排斥力增加，阻碍了微粒之间的碰撞聚集，这个现象称为反絮凝（deftocculation），加入的电解质称为反絮凝剂（deflocculant）。对粒径较大的微粒粗分散体系，如果出现反絮凝，就不能形成疏松的纤维状结构．微粒之问没有支撑，沉降后易产生严重结块，不能再分散，对物理稳定性是不利的．
同一电解质可因加入量的不同，在微粒分散系中起絮凝作用(或反絮凝作用。如枸橼酸盐或枸橼酸的酸式盐、酒石酸盐或酸式酒石酸盐、磷酸盐和一些氯化物等，既可作絮凝剂义可作反絮凝剂。
絮凝机理
絮凝效果依赖于颗粒的特性和流体混合条件。向含有小颗粒的水中投加混凝剂会引起颗粒脱稳、开始絮凝。下面描述颗粒絮凝的机理。下图《絮凝机理》表示混凝和絮凝过程中控制颗粒聚集速率的过程示意。
- 微观絮凝
微小颗粒的絮凝速率与颗粒问的扩散速率有关。因此，对于小颗粒（粒径小于0.1μm）聚集的主要机理是布朗运动或微观絮凝。微观絮凝也被称为异向絮凝。小颗粒进行聚集时，形成更大的颗粒。很短时间（数秒）之后，就形成了1~100μm的微絮体。
- 宏观絮凝
在水处理过程中对于粒径大于1μm的颗粒絮凝主要机制是水的慢速混合，常采用机械搅拌器。搅拌产生的速度梯度导致悬浮颗粒间的碰撞被称为宏观絮凝或同向絮凝。然而，在宏观絮凝的混合过程中，絮体颗粒会受到剪切力的作用，从而导致一些絮体聚集体的瓦解、破损或絮体的破碎。混合一段时间之后，形成稳定尺寸分布的絮体。絮体颗粒的形成和破碎几乎平衡。因此，可以通过控制溶液的水力条件及化学絮凝剂的使用来保证悬浮颗粒形成稳定分布的絮体。
- 差异沉降
颗粒以不同的速率沉降会造成絮体的聚集和增长。当水中形成较大颗粒时，较大颗粒会由于重力作用开始下沉。在水中密度相似颗粒的沉降速度与其尺寸的平方成正比。当水中颗粒的沉降速度不同时，导致不同尺寸和/或密度的颗粒碰撞和絮凝。因此，在沉淀过程中，在非均相悬浮液（不同粒径）中形成的不同沉降颗粒为促进絮凝提供了额外的机理。对于包含粒径范围大的悬浮液来说，差异沉降是个重要的絮凝机理。差异沉降造成的絮凝对直接过滤、溶气气浮及高速沉淀过程（如斜板）均不会产生影响。因为沉淀距离或沉淀时间都太短了。