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關(guān)于污水處理中絮凝、混凝的作用機(jī)理

一、引言

在污水處理過程中，絮凝和混凝是兩種重要的物理-化學(xué)處理技術(shù)，被廣泛應(yīng)用于各種水處理場合。它們通過改變水中懸浮顆粒和膠體的物理化學(xué)性質(zhì)，使其聚集成較大的絮體，從而便于后續(xù)的沉淀、過濾或吸附等操作，實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化。本文將詳細(xì)探討絮凝和混凝在污水處理中的作用機(jī)理，以期為相關(guān)領(lǐng)域的研究和實(shí)踐提供參考。

二、絮凝的作用機(jī)理

（一）概念定義

絮凝是指通過添加絮凝劑，使水中懸浮顆粒和膠體在物理或化學(xué)作用下相互聚集，形成較大絮體的過程。這些絮體具有較大的沉降速度，可以迅速從水中分離出來。

（二）作用方式

吸附架橋作用：當(dāng)向水中投加絮凝劑后，絮凝劑分子會(huì)首先通過電中和作用吸附到帶異號(hào)電荷的膠體顆粒上。隨后，這些吸附了絮凝劑分子的膠體顆粒會(huì)通過高分子鏈的架橋作用相互連接，形成更大的絮體。這種作用方式被稱為吸附架橋作用。

網(wǎng)捕作用：在某些情況下，當(dāng)向水中投加大量高分子絮凝劑時(shí)，這些高分子鏈會(huì)在水中形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。當(dāng)水中的膠體顆粒或懸浮物進(jìn)入這些網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)時(shí)，它們會(huì)被網(wǎng)捕并聚集在一起形成絮體。這種作用方式被稱為網(wǎng)捕作用。

（三）影響因素

絮凝劑種類和性質(zhì)：不同種類的絮凝劑具有不同的分子結(jié)構(gòu)和電荷性質(zhì)，因此其絮凝效果也會(huì)有所不同。一般來說，高分子絮凝劑的絮凝效果優(yōu)于低分子絮凝劑。

絮凝劑投加量：絮凝劑的投加量對(duì)絮凝效果具有顯著影響。投加量過少會(huì)導(dǎo)致絮凝效果不佳，而投加量過多則可能使絮體過大，影響后續(xù)處理效果。

水質(zhì)特性：水中的pH值、懸浮物濃度、膠體顆粒性質(zhì)等因素都會(huì)對(duì)絮凝效果產(chǎn)生影響。因此，在選擇絮凝劑和確定ZUI佳投加量時(shí)，需要充分考慮水質(zhì)特性。

攪拌條件和時(shí)間：攪拌可以促進(jìn)絮凝劑與水中膠體顆粒的充分接觸和反應(yīng)，從而提高絮凝效果。然而，過強(qiáng)的攪拌強(qiáng)度或過長的攪拌時(shí)間可能會(huì)破壞已形成的絮體結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致絮凝效果下降。

三、混凝的作用機(jī)理

（一）概念定義

混凝是指通過添加混凝劑，使水中膠體顆粒脫穩(wěn)并相互聚集形成較大顆粒的過程。這些較大顆粒在重力作用下可以迅速沉降下來，從而實(shí)現(xiàn)水質(zhì)凈化。

（二）作用方式

壓縮雙電層作用：當(dāng)向水中投加混凝劑時(shí)，混凝劑中的正離子會(huì)進(jìn)入膠體顆粒的雙電層中，中和膠體顆粒表面的負(fù)電荷。隨著正離子的不斷進(jìn)入，膠體顆粒的雙電層被壓縮，ζ電位逐漸降低。當(dāng)ζ電位降低到一定程度時(shí)，膠體顆粒會(huì)失去穩(wěn)定性并相互聚集形成較大顆粒。這種作用方式被稱為壓縮雙電層作用。

電中和作用：除了壓縮雙電層作用外，混凝劑還可以通過電中和作用使膠體顆粒脫穩(wěn)。當(dāng)混凝劑投加量足夠大時(shí)，混凝劑中的正離子會(huì)完全中和膠體顆粒表面的負(fù)電荷，使膠體顆粒變?yōu)殡娭行浴４藭r(shí)，膠體顆粒之間的排斥力消失，它們會(huì)相互聚集并沉降下來。

吸附架橋作用：與絮凝相似，混凝過程中也存在吸附架橋作用。當(dāng)混凝劑分子吸附到膠體顆粒上時(shí)，它們可以通過高分子鏈的架橋作用將多個(gè)膠體顆粒連接在一起形成更大的顆粒。這些大顆粒在重力作用下可以迅速沉降下來。

（三）影響因素

混凝劑種類和性質(zhì)：不同種類的混凝劑具有不同的離子性質(zhì)和分子量大小，因此其混凝效果也會(huì)有所不同。一般來說，高價(jià)金屬離子鹽類混凝劑的混凝效果優(yōu)于低價(jià)金屬離子鹽類混凝劑。

混凝劑投加量：與絮凝劑類似，混凝劑的投加量對(duì)混凝效果具有顯著影響。投加量過少會(huì)導(dǎo)致混凝效果不佳，而投加量過多則可能使形成的顆粒過大或產(chǎn)生膠體保護(hù)現(xiàn)象。

水質(zhì)特性：水中的pH值、懸浮物濃度、膠體顆粒性質(zhì)等因素都會(huì)對(duì)混凝效果產(chǎn)生影響。因此，在選擇混凝劑和確定ZUI佳投加量時(shí)，需要充分考慮水質(zhì)特性。

攪拌條件和時(shí)間：適當(dāng)?shù)臄嚢杩梢源龠M(jìn)混凝劑與水中膠體顆粒的充分接觸和反應(yīng)，從而提高混凝效果。然而，過強(qiáng)的攪拌強(qiáng)度或過長的攪拌時(shí)間可能會(huì)破壞已形成的顆粒結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致混凝效果下降。

四、結(jié)論與展望

本文詳細(xì)探討了絮凝和混凝在污水處理中的作用機(jī)理。通過了解這兩種技術(shù)的原理和應(yīng)用條件，我們可以更好地優(yōu)化污水處理過程中的加藥方案和操作條件，實(shí)現(xiàn)更高效的水質(zhì)凈化。未來隨著科技的不斷進(jìn)步和XIN型絮凝劑、混凝劑的開發(fā)應(yīng)用，我們相信污水處理技術(shù)將不斷完善和發(fā)展，為環(huán)境保護(hù)和人類健康做出更大的貢獻(xiàn)。