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聚合硫酸铁的混凝作用原理

  (1)压缩双电层作用:水中胶粒能维持稳定的分散悬浮状态,主要是由于胶粒的ζ电位。如能消除或降低胶粒的ζ电位,就有可能使微粒碰撞聚结,失去稳定性。在水中投加聚合硫酸铁可达此目的。

  (2)吸附架桥作用:聚合硫酸铁混凝剂溶于水后,经水解和缩聚反应形成高分子聚合物,具有线性结构。这类高分子物质可被胶体微粒所强烈吸附。因其线性长度较大,当它的一端吸附某一胶粒后,另一端又吸附另一胶粒,在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥,使颗粒逐渐结大,形成肉眼可见的粗大絮凝体。这种由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程,称为絮凝。

  (3)网捕作用:聚合硫酸铁水解生成沉淀物。这些沉淀物在自身沉降过程中,能集卷、网捕水中的胶体等微粒,使胶体粘结。

  上述三种作用产生的微粒凝结理象-凝聚和絮凝,总称为混凝。影响聚合硫酸铁混凝效果的因素较复杂,主要有水温、水质和水力条件等。

  聚合硫酸铁的水解是吸热反应,水温低时,水解困难。当水温低于0℃时,水解速率非常缓慢。且水量低,粘度大,不利于脱稳胶粒相互絮凝,影响絮凝体的结大,进而影响后续的沉淀处理的效果。

  用硫酸铝去除水中浊度时,最佳pH值范围在6.5-7.5之间;用于除色时,pH值在4.5~5之间。用三价铁盐时,最佳pH值范围在6.O-8.4之间。如用硫酸亚铁,只有在pH8.5和水中有足够溶解氧时,才能迅速形成Fe3+,这就使设备和操作较复杂。为此,常采用加氯氧化的方法。聚合硫酸铁混凝的效果受pH值的影响较小。

  例如,天然水中含粘土类杂质为主,需要投加的混凝剂的量较少;而污水中含有大量有机物时,需要投加较多复杂,论上只限于作些定性推断和估计。

  整个混凝过程可以分为两个阶段:混合和反应。水力条件的配合对这两个阶段非常重要。混合阶段的要求是使药剂迅速均匀地扩散到全部水中以创造良好的水解和聚合条件,使胶体脱稳并借颗粒的布朗运动和紊动水流进行凝聚。在此阶段并不要求形成大的絮凝体。混合要求快速和剧烈搅拌,在几秒钟或一分钟内完成。反应阶段的要求是使混凝剂的微粒通过絮凝形成大的具有良好沉淀性能的絮凝体。反应阶段的搅拌强度或水流速度应随着絮凝体的结大而逐渐降低,以免结大的絮凝体被打碎。

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