明矾净水时间（明矾净水放多少）

第1节混凝的去除对象

混凝可去除的颗粒大小是胶体及部分细小的悬浮物，是一种化学方法。

范围在：1nm~0.1mm（有时认为在1mm）

混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚生长成大矾花。

水处理中主要杂质：粘土（50nm-4 mm）

细菌（0.2mm-80mm）

病毒（10nm-300nm）

蛋白质（1nm-50nm）、腐殖酸

1637年我国开始使用明矾净水

1884年西方才开始使用

混凝过程涉及到三个方面的问题：水中胶体的性质

混凝剂在水中的水解与形态

胶体与混凝剂的相互作用

第2节胶体的性质

一、胶体的稳定性

1．动力学稳定性：布朗运动对抗重力。

2．聚集稳定性：胶体带电相斥（憎水性胶体）

水化膜的阻碍（亲水性胶体）

两者之中，聚集稳定性对胶体稳定性的影响起关键作用。

明矾净水时间,明矾净水放多少(1)

k：波兹曼常数，T：温度

Eb<Emax（势垒）

胶体距离x<oa, 凝聚（一次凝聚）

x>oa，稳定（二次凝聚除外）

以上称为DLVO理论。只适用于憎水性胶体。

德加根（derjaguin）、兰道（Landon）(苏联，1938年独立提出〕

伏维（Verwey）、奥贝克（Overbeek）（荷兰，1941年独立提出）

胶体的凝聚：

降低静电斥力――z电位¯――势垒¯――脱稳――凝聚

办法：加入电解质，但只适用于憎水性胶体

第3节水的混凝机理与过程

一、铝盐在水中的化学反应

铝盐最有代表的是硫酸铝Al2(SO4)3×18H2O，溶于水后，立即离解铝离子，通常是以[Al(H2O)6]3 存在。在水中，会发生下列过程。

1．水解过程

配位水分子发生水解：

[Al(H2O)6]3 ――[Al(OH)(H2O)5]2 H

…….

其结果是：价数降低，pH降低，最终产生――Al(OH)3沉淀

2．缩聚反应

－OH－发生架桥，产生高价聚合离子（多核羟基络合物）

……..

其结果是：电荷升高，聚合度增大

同时多核羟基络合物还会继续水解。

因此，产物包括：未水解的水合铝离子

单核羟基络合物

多核羟基络合物

氢氧化铝沉淀

各种产物的比例多少与水解条件（水温、pH、铝盐投加量）有关。

二、混凝机理

水的混凝现象比较复杂。至今尚未有统一认识。

凝聚（Coagulation）、絮凝（Flocculation ）

混凝：包括两者

1．压缩双电层

根据DLVO理论，加入电解质对胶体进行脱稳。

电解质加入――与反离子同电荷离子――压缩双电层――z电位¯――稳定性¯――凝聚

明矾净水时间,明矾净水放多少(2)

明矾净水时间,明矾净水放多少(3)

4．网捕或卷扫

金属氢氧化物在形成过程中对胶粒的网捕

小胶粒与大矾花发生接触凝聚

―――澄清池中发生的现象

根据以上机理，可以解释在不同pH条件下，铝盐可能产生的混凝机理。

pH<3 简单的水合铝离子起压缩双电层作用

pH=4－5 多核羟基络合物起吸附电性中和

pH=6.5-7.5 多核羟基络合物起吸附电性中和；氢氧化铝起吸附架桥、网捕

天然水体一般pH=6.5-7.8

三、混凝过程

1．凝聚（coagulation）

带电荷的水解离子或高价离子压缩双电层或吸附电中和――z电位¯――脱稳――凝聚，生长成约d=10m

特点：剧烈搅拌，瞬间完成

®®在混合设备中完成

2．絮凝（flocculation）

高聚合物的吸附架桥

脱稳胶粒――生长成大矾花d=0.6-1.2mm

特点：需要一定时间，搅拌从强®弱

®®在絮凝中设备完成

第4节混凝剂和助凝剂

一、混凝剂

种类有不少于200－300种。

分类：

无机	铝系	硫酸铝明矾聚合氯化铝（PAC）聚合硫酸铝（PAS）	适宜pH：5.5~8
无机	铁系	三氯化铁硫酸亚铁硫酸铁（国内生产少）聚合硫酸铁聚合氯化铁	适宜pH：5~11，但腐蚀性强
有机	人工合成	阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物	国外开始增多，国内尚少
		阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）
		非离子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）
		两性型：	使用极少
	天然	淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等
	天然	微生物絮凝剂