聚硅酸氯化铝絮凝剂的研制及性能研究

聚硅酸氯化铝絮凝剂的研制及性能研究　1. 前 言： 　　聚硅酸盐是近年来发展起来的一类新型的无机高分子絮凝剂，它是在活化硅酸及传统的铝盐﹑铁盐等无机絮凝剂的基础上发展起来的聚硅酸与金属盐的复合物，用

聚硅酸氯化铝絮凝剂的研制及性能研究 1. 前言 ： 聚硅酸盐是近年来发展起来的一类新型的无机高分子絮凝剂，它是在活化硅酸及传统的铝盐﹑铁盐等 无机絮凝剂的基础上发展起来的聚硅酸与金属盐的复合物，用于废水处理时，同时具有电中和作用和吸附 架桥作用，因而絮凝效果较好。且其原料来源广泛，价格低廉，安全无毒，已成为目前国内外无机高分子 [3] 絮凝剂研究领域内的一个热点。 本实验主要研究影响聚硅酸氯化铝絮凝剂絮凝性能和稳定性的因素。为工业生产及应用提供可行性报 告。 工业废水的处理方法有很多，有生化法﹑絮凝沉降法﹑电渗析法﹑离子交换法和化学氧化法等。其中 絮凝沉降法是应用广，成本低的常用处理方法，它往往决定着后续流程的运行，最终出水质量和成本费用， [9] 是一种经济又简便的水处理技术。而高效的絮凝沉降过程关键在于恰当的选择和投加性能优良的絮凝剂。 1.1絮凝沉降过程机理 ： -9-3 废水中所含的悬浮物和溶胶其大小在10～10m范围内。由于这些微粒不是以分子状态分散到介质水 中的，所形成的体系仍具有很大的界面，属于热力学不稳定体系，但这些颗粒物自动聚集由小颗粒变成大 颗粒从分散介质中沉淀出来的速率却很慢，其主要原因之一是悬浮物及溶胶表面是带电的，由于颗粒间同 性电相斥而不相互聚集。投加絮凝剂是悬浮体或溶胶聚集与介质分开。这种处理叫絮凝分离。絮凝过程分 为两个部分：一，凝聚作用：在胶体体系中添加化学药剂，使溶胶相互接触脱稳而聚结成一定粒径的聚集 体；二，絮凝作用：已经脱稳的聚集体由于碰撞、化学沉积、共同沉淀等作用进一步聚集成絮状体（矾花）， 成为可借重力下降的粒子。 根据DLVO理论，用胶体颗粒间的吸引能和排斥能的相互作用产生的相互作用能来解释胶体的稳定性和 产生絮凝沉淀的原因。胶体的脱稳的作用机理主要是以下几个方面。 胶体的捕集：在化学处理中，为了捕集胶体，要使用大良的絮凝剂。通常为铝盐和铁盐。在水溶液中 铝盐和铁盐无机絮凝剂发生水解，形成水合金属氢氧化合物高分子。其高分子的聚合度取决于水溶液的PH 值和温度。 双电层压缩：胶体是带电的，但整个溶液是呈电中性的。故介质中应有相应的反离子存在。表面吸附 的离子于溶液中的反离子构成双电层。废水中的电解质能压缩胶体颗粒的双电层，中和颗粒表面电荷。当 盐分达到一定浓度时双电层厚度变小，两个胶体颗粒相互接近，产生聚集和絮凝沉淀。 胶体双电层的压缩 能使胶体颗粒脱稳，产生絮凝沉淀。通过沉降分离可以除去固体的絮凝物。 电中和作用：电中和作用是指胶体颗粒物的z电位降低到足以克服DLVO理论中说的能量障碍而产生絮 凝沉淀的过程。胶体颗粒表面的电荷被中和时，胶体颗粒之间距离缩小，在范德华力的作用下，胶体颗粒 间的相互作用能处于第一最小能量值结果形成稳定的絮凝体。电荷作用与双电层的压缩是不同的，电荷中 和作用是第一最小能量的吸引力作用的结果，这个作用力是很强的；而双电层的压缩是第二最小能量作用 的结果，比较弱。前者产生的絮凝体坚实、体积小、不能再变为胶体，后者作用力产生的絮凝体体积庞大