一、混凝的主要作用
混凝的主要作用是去除水中懸浮顆粒和膠體微粒。一般認為混凝過程是混凝劑水解產物對水中膠體進行電中和、使其脫穩(wěn),從而形成細小的顆粒,繼而絮凝為大而密實的礬花,并通過吸附架橋或網捕作用使脫穩(wěn)的膠體生成粒度較大的絮凝體,再通過沉淀與過濾進行分離去除。而水中相對分子質量較小、溶解度較大的有機物(主要是腐殖酸類中的富里酸等)在一般混凝條件下去除率很低。主要原因是由于其具有良好的親水性而不易被混凝劑的水解產物——金屬氫氧化物所吸附。但是,如果通過改善混凝處理條件,即在低pH值、高混凝劑用量的強化混凝條件下形成大量金屬氫氧化物,改善混凝劑水解產物的形態(tài)且使其正電荷密度上升,同時低pH值條件會影響有機物離解度和改變水中有機物存在形態(tài),有機物質子化程度提高,電荷密度降低,進而降低其溶解度及親水性,成為較易被吸附的形態(tài)。
二、混凝的作用的實現(xiàn)方式
在中水水源中存在數(shù)量不等的膠體物質,如黏土、礦物質、二氧化硅等,混凝工藝正是針對膠體的處理過程?;炷酆托跄^程,凝聚過程主要是通過加入的絮凝劑與水中膠體顆粒迅速發(fā)生電中和/雙電層壓縮而凝聚脫穩(wěn),脫穩(wěn)顆粒再相互聚結而形成初級微絮凝體。絮凝過程則是促使微絮凝體繼續(xù)增長形成粗大而密實的沉降絮體。實際上,凝聚與絮凝兩個階段間隔是瞬間的,幾乎同時發(fā)生。混凝機理有雙電層壓縮、電中和、吸附架橋及沉淀物網捕機理。投加電解質后,電解質在溶液中形成的反離子使雙電層被壓縮,ε膠體電位下降,最終使膠體脫穩(wěn);投加具有帶相反電荷膠體的混凝劑,可中和水中的帶電膠體,ε電位的絕對值隨之下降,膠體脫穩(wěn),但過量加入混凝劑,會使膠體重新帶電而再穩(wěn);吸附架橋機理是指線狀或分支長鏈狀的高分子物質與膠體接觸時,其化學官能團被兩個或兩個以上的膠體吸附,而使膠粒凝聚為大的絮凝體。已架橋絮凝的膠粒,如受到劇烈的攪拌,架橋聚合物可能由另一膠體表面脫開,并重又卷回所在膠粒表面,使膠體再穩(wěn),投加過量的高分子聚合物,也會使膠體再穩(wěn)。
用無機鹽脫除水中膠體污染物需要掌握好用藥量,用藥量不夠,膠體脫穩(wěn)不徹底,過量了不僅浪費藥劑,還會因為電解質帶來膠體電荷逆轉,惡化膠體脫穩(wěn)凝聚。另外,處理效果還與水中膠體性質有關,對于親水性膠體,還因溶劑化作用形成膠體外包裹一層水化膜,阻礙電解質的凝聚作用而耗藥量大,難以達到預期的處理結果。因此,實際應用前,一般是先通過對污水做“燒杯試驗”,篩選適宜藥劑并確定合適的投藥量。