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化學沉淀絮凝劑的工作原理是什么?

來源:廊坊北諾環保科技有限公司   2025年06月04日 15:23  

化學沉淀絮凝劑的工作原理是通過化學作用與物理作用的協同效應,實現水中懸浮物、膠體顆粒及溶解性污染物的聚集和分離。其核心機制可分為以下兩類:


一、化學作用機制

  1. 電荷中和與電層壓縮

    • 絮凝劑(如無機金屬鹽)溶于水后釋放出高價金屬離子(如Al3?、Fe3?),中和懸浮顆粒表面的負電荷,降低靜電斥力,使顆粒脫穩并相互靠近14

    • 金屬離子還可壓縮膠體顆粒的雙電層厚度,進一步減少顆粒間排斥力,促進凝聚。

  2. 化學沉淀反應

    • 鐵鹽/鋁鹽與磷酸根結合生成磷-金屬沉淀(如FePO?);

    • 石灰(Ca(OH)?)調節pH,使重金屬離子(如Cu2?、Pb2?)生成氫氧化物沉淀。

    • 金屬離子與溶解性污染物(如磷酸鹽、重金屬離子)發生化學反應,生成難溶的沉淀物。例如:

    • 水解生成膠體吸附

      • 金屬離子(如Al3?、Fe3?)水解生成氫氧化物膠體(如Al(OH)?),通過吸附作用捕獲細微顆粒,形成“網捕”效應。


    二、物理作用機制

    1. 橋聯作用

      • 有機高分子絮凝劑(如聚丙烯酰胺PAM)通過長鏈分子吸附多個顆粒,形成“橋梁”,將分散的顆粒連接成大絮體。

    2. 吸附與架橋協同

      • 無機絮凝劑(如PAC)通過電荷中和使顆粒脫穩,隨后有機絮凝劑(如PAM)通過長鏈吸附鞏固絮體結構,增強沉降性能。

    3. 顆粒碰撞與聚集

      • 攪拌或水流剪切作用下,脫穩的顆粒相互碰撞,通過范德華力、氫鍵等物理作用形成更大絮體,最終沉降或被過濾去除。


    三、關鍵協同過程

    1. 化學沉淀優先:金屬離子先與溶解性污染物反應生成沉淀核,再通過絮凝劑將沉淀顆粒與懸浮物共同聚集。

    2. 復配增效:無機絮凝劑(如PAC)與有機助凝劑(如PAM)分步投加,前者壓縮雙電層,后者橋聯絮體,顯著提高處理效率。

    3. 環境條件依賴

      • pH控制:化學沉淀需特定pH范圍(如重金屬沉淀需堿性條件,鋁鹽除磷需中性偏酸);

      • 攪拌強度:快速攪拌分散藥劑,慢速攪拌促進絮體生長。


    四、典型應用場景

    1. 重金屬廢水:投加石灰調pH→硫酸鈉沉淀Cu2?/Pb2?→PAC+PAM絮凝。

    2. 市政污水除磷:FeCl?生成FePO?沉淀→陰離子PAM助凝。

    3. 砷/氟去除:鈣鹽(如CaO)生成CaF?沉淀→鋁鹽共沉淀砷→PAC/PAM強化絮凝4


    總結

    化學沉淀絮凝劑通過電荷中和、化學沉淀、橋聯吸附等多維度作用,實現污染物的高效去除。其優勢在于適應復雜水質(如高濁度、含重金屬或有機物),但需精準控制投加量、順序及環境條件(如pH、攪拌),以避免二次污染或成本浪費。


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