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沉淀物網捕機理
當金屬鹽(如硫酸鋁或氯化鐵)或金屬氧化物和氫氧化物(如石灰)作凝聚劑時,反滲透藥劑當投加量大得足以迅速沉淀金屬氫氧化物(如Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2或金屬碳酸鹽(如CaCO3)時,水中的膠粒可被這些沉淀物在形成時所網捕。當沉淀物是帶正電荷(Al(OH)3及Fe(OH)3在中性和酸性pH范圍內)時,沉淀速度可因溶液中存在陰離子而加快,例如硫酸銀離子。此外水中膠粒本身可作為這些金屬氧氧化物沉淀物形成的主體,所以凝聚劑較佳投加量與被除去物質的濃度成反比,即膠粒越多,金屬凝聚劑投加量越少。
根據(jù)這個機理,當溶液中外加電解質超過發(fā)生凝聚的臨界凝聚濃度很多時,也不會有更多超額的反離子進入擴散層,不可能出現(xiàn)膠粒改變符號而使膠粒重新穩(wěn)定的情況。這樣的機理是藉單純靜電現(xiàn)象來說明電解質對膠粒脫穩(wěn)的作用,但它沒有考慮脫穩(wěn)過程中其它性質的作用(如吸附),因此不能解釋復雜的其它一些脫穩(wěn)現(xiàn)象,例如三價鋁鹽與鐵鹽作混凝劑投量過多,凝聚效果反而下降,甚至重新穩(wěn)定;又如與膠粒帶同電號的聚合物或高分子有機物可能有好的凝聚效果:等電狀態(tài)應有較好的凝聚效果,但往往在生產實踐中ξ電位大于零時混凝效果卻較好……等。
實際上在水溶液中投加混凝劑使膠粒脫穩(wěn)現(xiàn)象涉及到膠粒與混凝劑,膠粒與水溶液,混凝劑與水溶液三個方面的相互作用,是一個綜合的現(xiàn)象。
壓縮雙電層:膠團雙電層的構造決定了在膠粒表面處反離子的濃度較大,隨著膠粒表面向外的距離越大則反離子濃度越低,與溶液中離子濃度相等。當向溶液中投加電解質,使溶液中離子濃度增高,則擴散層的厚度減小。
當兩個膠粒互相接近時,由于擴散層厚度減小,ξ電位降低,因此它們互相排斥的力就減小了,也就是溶液中離子濃度高的膠間斥力比離子濃度低的要小。膠粒間的吸力不受水相組成的影響,但由于擴散層減薄,它們相撞時的距離就減小了,這樣相互間的吸力就大了。可見其排斥與吸引的合力由斥力為主變成以吸力為主(排斥勢能消失了),膠粒得以迅速凝聚。這個機理能較好地解釋港灣處的沉積現(xiàn)象,因淡水進入海水時,鹽類增加,離子濃度增高,淡水挾帶膠粒的穩(wěn)定性降低,所以在港灣處粘土和其它膠體顆粒易沉積。
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