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废水处理中的混凝是什么?

混凝是一种化学水处理工艺,通过操纵水中悬浮颗粒的静电电荷,将固体从水中去除。这个过程将小的、高电荷的分子引入水中,从而使悬浮颗粒、胶体或含油物质上的电荷不稳定。为系统选择合适的混凝剂将提高系统的整体性能,尤其是通过提高过滤器和澄清器的性能来提高固体去除效率。

有许多废水处理应用需要进行混凝反应,如从水中去除胶体固体、破乳油乳液(“破乳剂”)和油漆脱层。还有许多类型的混凝剂可用于满足处理过程的特定需要。一般来说,在化学水处理过程中,混凝先于絮凝

水中的粒子表面带有静电电荷。常见的例子包括粘土、二氧化硅、铁、油漆,甚至石油。这些小的悬浮颗粒在悬浮液中稳定,难以通过机械方法去除。

固体在水中的悬浮液通常包含各种大小的颗粒。“粒度分布”的实验室分析将有助于确定颗粒的大小以及悬浮液中每种粒度颗粒的相对数量。

超过100μm的颗粒通常被认为是“可沉降固体”,并且容易从悬浮液中沉降出来。粒径为10-100μm的颗粒通常被视为“浊度”,通常在具有混凝作用的废水处理系统中处理。小于10μm的颗粒是“胶体颗粒”,几乎总是通过混凝处理,因为仅使用机械水处理(如过滤)去除小颗粒非常昂贵。

胶体颗粒进一步分为疏水胶体和亲水胶体。它们各自的“疏水”或“亲水”性质在废水处理中很重要。疏水胶体不会与混凝剂发生化学反应,而亲水胶体可能与处理过程中使用的混凝剂发生化学反应。因此,亲水胶体,如染料,比疏水胶体需要更多的凝固剂。

水中粒子的静电荷与人们熟悉的关于磁学的说法“相似排斥相似,相反吸引”。用来描述电荷的术语是“阳离子”指正电荷,“阴离子”指负电荷。由于水的化学性质,大多数粒子带有负电荷。

除了电荷的正负特性外,静电电荷的强度称为“Zeta电位”。电荷的强度在废水处理中非常重要,因为电荷越强,颗粒在水中的悬浮越稳定。Zeta电位的测量范围为-61→ +61,其中离0越远,负电荷或正电荷越强,悬浮在水中越稳定。接近0时,颗粒很容易从悬浮液中脱落,而上升到±10以上则需要凝固。

在大多数化学水处理工艺中,混凝应发生在絮凝的上游。在凝固过程中,不稳定的粒子开始碰撞并产生小质量,通常称为“针状絮体”或“微絮体”,因为它们在50μm左右时肉眼几乎看不见。絮凝是将颗粒聚集在一起形成较大团块的过程。这个过程引入了一个带有静电电荷结合位点的大分子,以吸引带相反电荷的粒子或微颗粒。絮凝反应本身非常明显,因为产生的“絮体”很容易从水中分离出来。

请注意,“凝聚”和“絮凝”这两个术语经常互换使用,但它们实际上是不同的功能。

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