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四川混凝剂使胶体颗粒的脱稳方法

来源:四川PAM作者:源正化工发布时间:2020-11-17 11:05:17点击:131次
[导语]:在水中加入混凝剂聚合氯化铝降低胶体颗粒的ξ电位,破坏它的稳定性,使相互碰撞的颗粒能黏结成大的絮状颗粒,最后从水中沉降下来,这种使胶体颗粒失去稳定性的过程叫脱稳。
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  在水中加入混凝剂聚合氯化铝降低胶体颗粒的ξ电位,破坏它的稳定性,使相互碰撞的颗粒能黏结成大的絮状颗粒,最后从水中沉降下来,这种使胶体颗粒失去稳定性的过程叫脱稳。

投加电解质

  向含有负电荷胶体的天然水中投加带高价反离子的电解质后,水中反离子浓度增大,此时水中胶体微粒的扩散层在反离子的压缩作用下减薄,ξ电位下降。当ξ电位降至零时,胶粒间的排斥势能完全消失,此时胶体达到完全脱稳的状态,胶粒间的吸引势能达到最大值,胶粒很容易凝聚,我们将这种状态称为等电点状态。研究表明,聚合氯化铝凝聚不一定非要在等电点时才进行,在ξ电位值约为0.03V时,排斥势能已降到足能使胶粒相互接近,此时在吸引力的作用下,胶粒开始凝聚,因此可以认为这一ξ电位值是胶体稳定的限度,故称为临界电位值。

  实验表明,向水中投加的电解质,其反离子价数愈高,脱稳效果愈高。在投加量相同的情况下,二价离子的脱稳效果是一价离子的50-60倍、三价离子为一价离子的700-1000倍。要使天然水中负电荷胶体脱稳,所需的一价、二价、三价离子的投加量之比大致为1:102:103。实验还表明,天然水中的腐殖质和黏土微粒的扩散层中的阳离子易于同水中二价或三价反离子进行交换,胶粒吸收水中二价或三价离子后,其稳定性大大降低。这条规则就是有名的叔采-哈代(Schulzc-Hardy)法则。

  对于亲水性胶体微粒,要使其脱稳,主要是压缩水化膜的厚度,也可以采用投加电解质来完成,只是投加量要比憎水性胶体大得多。

投加与天然水中胶体电荷相反的胶体

  向天然水中投加与原有胶体电荷相反的胶体后,两者由于电荷相反发生电中和,它们的ξ电位的绝对值随之降低。为使两种胶体凝聚,必须控制适当的投加量。投加量不足时,在相互凝聚过程中,两者的ξ电位虽有所降低,但仍保持有一定的值,故凝聚效果不好。投加量过大时,会发生胶体再带电现象,因为原有胶体脱稳后形成的絮凝体具有较大的吸附能力,它能吸附过量的带相反电荷的胶体而重新带电,即原有胶体电荷发生变化。

投入高分子絮凝剂

  高分子絮凝剂聚合氯化铝是水溶性线型高分子化合物,分子呈链状。投加高分子絮凝剂,能直接引起胶体聚沉,这种能使胶体发生聚沉的高分子称高分子絮凝剂。

  高分子絮凝剂在浓度较稀时,同一高分子链同时吸附在多个胶体颗粒表面上,通过“搭桥”将两个或多个胶体颗粒拉扯在一起,导致絮凝,如图2-3(a),这种胶体与絮凝剂的结合物称凝聚体或絮凝体。

  “搭桥”的必要条件是胶体颗拉上存在空闲的吸附活性点以及同一高分子链上有多个对胶体有很强亲和力的停靠基团。倘若高分子浓度很大,胶体表面已完全被吸附的高分子所覆盖,阻止了胶体颗粒间的聚结,即胶体不再会通过“搭桥”而絮凝,此时高分子对胶体的空间稳定作用,又简称保护作用。如图2-3(b)所示。

四川混凝剂使胶体颗粒的脱稳方法

高分子絮凝模式示意如图2-4所示。

  高分子絮凝剂聚合氯化铝的分子量、电离度、用量及水流的搅拌强度对絮凝效果影响较大。

  (1)分子量大对搭桥有利,絮凝效率高;但是分子量太大会发生链段间的重叠,削弱搭桥作用。

四川混凝剂使胶体颗粒的脱稳方法

  (2)高分子电离度越大,分子越扩展,越有利搭桥。但是,若它的带电符号与胶体相同,则电离度越大,越不利于它在胶体上的吸附。所以,往往存在最佳电离度,此时高分子絮凝剂的絮凝效果最好。聚丙烯酰胺通常在水中电离30%左右使用,正是这个道理。

  (3)用量太小,搭桥少;用量太高,反而起保护作用。实验证明,最佳絮凝区大约相当于胶体颗粒表面积的一半为吸附的高分子所覆盖。

  (4)水流紊动或搅拌可为高分子和胶体提供碰撞机会,也是搭桥的必要条件。当搅拌强度不够时,胶体难以脱稳生成絮粒;相反,搅拌强度太大,又会将已生成的凝状体打碎。

  由上述可知,对某一胶体体系应有一最优高分子絮凝剂聚合氯化铝剂量问题,这一最优剂量可通过试验求得。


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