第二章 预处理与配水站.pdfVIP

第二章 水的预处理 第一节 理论基础 一.水的混凝处理： 水的混凝处理主要目的是除去水中的悬浮物及胶体杂质。悬浮物易除去，而胶体杂质由于其结 构的特性，稳定地存在于水中，不易除去。 1.胶体的结构及其脱稳方法； (1)胶体的结构 胶体颗粒由胶核，吸附层，扩散层三部分组成。胶核通常由数十，数百甚至数千个分子组成 的集合体，它不溶于水而成为胶体颗粒的核心，成为胶核。由于胶核表面分之的电离作用和溶解 作用，或由于胶核表面巨大的吸附能力，在溶解中优先吸附那些有共同成分的离子，而使胶核表 面拥有一层离子，称为电位决定离子，电位决定离子由于静电作用吸附水溶液中符号相反，电荷 量相等的离子到胶核周围成为反粒子，其以中和电量决定离子的电量。这样在胶核与周围水溶液 间的界面区域内形成一个双电层结构，内层 为胶核的电位决定离子层 ，它与 胶核结合紧密，很 难分开；外层为水溶液中的反离子，反离子在胶体表面以外的溶液中成为一个松散的平衡分布， 其中一部分反离子紧抱着胶体，称为吸附层；吸附层以外的反离子层叫扩散层。 胶核．电位决定离子层和反离子的吸附层一起叫胶粒。 以Al （OH ） 形成的胶体颗粒为例可表示如下图 ； 3 mAl （OH ） ·nAl3=(3n-P)Cl-p= pCl 3 胶核 吸附层 扩散层 胶粒 胶团 胶体颗粒在水中运动时，扩散层中的大量反离子脱离胶核形成一个脱开的界面叫滑动面，滑动面 与溶液本体间的电位差叫电动电位或分电位，分电位越大胶体间的排斥力越大越稳定，分电位越小 ， 颗粒间的斥力越小越不稳定 。 (2)..胶体颗粒的脱稳方法； 脱稳凝聚过程:在水中加入一种称为混凝剂的药剂，降低胶体颗粒的分电位，破坏它的稳定性， 使相互碰撞的胶体颗粒粘结成大的絮凝物，最后从水中沉降分离。水处理工艺中常用的脱稳方法 有以下几种； a.投加带高价反离子的电解质。由于水中加入电解质以后水中反离子浓度增加，使胶体颗粒的扩 散层受到压缩 ，厚度减小，分电位降低，颗粒间的斥力减弱，胶体颗粒脱稳。电解质的反粒子价数 对凝聚效果有明显影响，反离子价数越高，凝聚效果越好。 b.投加带相反电荷的胶体。当原水中加入带相反电荷的胶体以后，原水中的胶体颗粒的分电位会 降低而发生脱稳作用，这种胶体加入过量则使胶体颗发生再稳。 c.投加少量的高分子聚合物。高分子聚合物是水溶性线性聚合物。其分子呈链状，由大量链节组 成，每一个链节是一个化学本体。如果高分子聚合物加入量适当，这时一个高分子链状物一端吸附 5 在一个胶体颗粒表面上的一个或几个吸附位上，未被吸附的一端伸展到溶液中。若伸展的链节其它 颗粒所吸附，则一个高分子聚合物同时比吸附在两个或两个以上的胶体颗粒表面上，使水中的胶体 颗粒连接成一个大的絮凝物而脱稳，这称为吸附架桥作用，此时水质浊度减小。 若继续投加的高分子聚合物过多，胶体颗粒吸附了过量的聚合物，使每一个胶体颗粒的表面吸位 位完全被高分子所战据而失去了再吸附其它胶体颗粒难得可能性，使其无法架桥，稳定性不但不能 破坏反而得到加强，此现象叫胶体的保护作用此时水质浊度会先减小后上升，直到与原水浊度相等。 若已经吸附在一个胶体颗粒上的高分子聚合物其伸展部分，在一定时间内没有碰到其它颗粒的 吸附位，就有可能伸展的链节转折过来，吸附在所在胶体颗粒表面的其它吸附位上，不但使高分子 聚合物失去颗粒间的架桥作用，而且使胶体处于保护状态而不发生絮凝作用，此时水质浊度无变化。 已经形成的絮凝物如果受到长期的剧烈搅拌，架桥的高分子聚合物有可能从胶体颗粒表面断开， 重新回到原来的胶体颗粒上，有成为分散状态。 铝盐、铁盐的水解产物及无机高分子化合物都可以产生吸附架桥凝聚作用。 2 混凝处理原理 （1）混凝处理过程。从原水投加混凝剂开始到产生颗粒的絮