第十三章絮凝分离技术一、絮凝分离技术概述2.絮凝技术的应用：除杂，尤其是水的净化。水的净化方面：饮用水；工业用水；各种废水（石油、纺织印染、采矿、造纸、食品、化学等工业）制糖工业：各类糖浆、泥汁、混合汁、甜水和废水的澄清脱色处理二、絮凝作用机理2）运动特性：布朗运动3）颗粒表面带电荷：胶体和悬浮物在溶液中稳定的主要原因颗粒表面电荷形成原因：电离作用离子的离解离子吸附晶格取代胶核2.絮凝作用机理：DLVO理论胶体颗粒间的吸引能和排斥能的相互作用决定了胶体的稳定性和产生絮凝沉淀的情况。1）颗粒凝集：颗粒布朗运动动能足够大，达到颗粒间范德华力>颗粒间排斥力，颗粒出现脱稳定状态。颗粒脱稳定状态的三种情形：A.凝聚：颗粒水化膜有特殊粘滞力时，范德华力不足以完全排斥水化膜，颗粒虽能集结，但不能直接接触。加入电解质，能中和颗粒表面电荷，减小扩散层厚度，降低排斥能，颗粒间以吸引力为主，出现凝聚现象。B.凝结：颗粒间水化膜粘滞力较弱时，范徳华力大到足以排挤水化膜，颗粒间直接接触。C.絮凝：凝聚和凝结所形成的细小凝聚体在絮凝剂的进一步侨联作用下，形成更大的絮凝体，从水中分离出来。2）双电层压缩和电荷中和作用双电层压缩：胶体结构中的双电层变薄时能降低排斥能，当排斥能降低到相当小时，颗粒能因相互吸引产生疏松的絮凝体。电解质能中和颗粒表面电荷而压缩胶体中的双电层。电荷的中和作用：胶体颗粒表面对相反电荷的吸附中和了胶粒部分电荷，使排斥能降低到颗粒足以克服排斥力障碍而产生絮凝沉淀。加入絮凝剂等化学试剂可以使胶体表面电荷被中和甚至带上相反电荷。电荷中和常用试剂：过量表面活性剂；高分子絮凝剂（5～20万可产生细小疏松絮凝体，200万可完全絮凝，产生大的絮凝体）3）侨联作用：胶体或悬浮物颗粒通过有机或无机高分子絮凝剂吸附，形成桥架式空间结构的絮凝体而沉淀的现象。絮凝剂以氢键、配位键或范徳华力等作用力与颗粒作用，形成环式、尾式、列车式等结构，以环式和尾式更易形成侨联作用。4）沉淀物网捕机理金属盐、金属氧化物和氢氧化物作絮凝剂时，可以形成金属氢氧化物或金属碳酸盐沉淀，沉淀过程中会网捕水中胶粒。三、絮凝剂的种类和性质由上式可知：Fc1:Fc2:Fc3＝1:0.0156:0.00137即：絮凝剂的化合价对絮凝值的影响至关重要。化合价越高絮凝作用越强。化合价相同的絮凝剂对三硫化二砷胶体的絮凝值见书P123水合离子半径越小，布朗运动频率越大，和胶体颗粒碰撞机会越多，絮凝作用越大，絮凝值越小。注意：有机高分子除电荷中和作用外还有侨联作用，故不适合上述结论。2.絮凝剂的分类四、影响絮凝作用的因素五、絮凝分离技术的应用