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吸附架桥作用机理主要是指高分子物质与胶粒的吸附与桥连。还可以理解成两个大的同号胶粒中间由于有一个异号胶粒而连接在一起。
高分子絮凝剂具有线性结构,它们具有能与胶粒表面某些部位起作用的化学基团,当高聚合物与胶粒接触时,基团能与胶粒表面产生特殊的反应而相互吸附,而高聚物分子的其余部分则伸展在溶液中,可以与另一个表面有空位的胶粒吸附,这样聚合物就起了架桥连接的作用。
假如胶粒少,上述聚合物伸展部分粘连不着第二个胶粒,则这个伸展部分迟早还会被原先的胶粒吸附在其他部位上,这个聚合物就不能起架桥作用了,而胶粒又处于稳定状态。高分子絮凝剂投加量过大时,会使胶粒表面饱和产生再稳现象。
已经架桥絮凝的胶粒,如受到剧烈的长时间的搅拌,架桥聚合物可能从另一胶粒表面脱开,重又卷回原所在胶粒表面,造成再稳定状态。
聚合物在胶粒表面的吸附来源于各种物理化学作用,如范德华引力、静电引力、氢键、配位键等,取决于聚合物同胶粒表面二者化学结构的特点。这个机理可解释非离子型或带同电号的离子型高分子絮凝剂能得到好的絮凝效果的现象。
聚合硫酸铁属高分子混凝剂,属三价铁盐,相对于硫酸亚铁,三氯化铁等二价铁盐的混凝性能要好,效果也要优于硫酸铝与聚合铝等铝盐,其生产方法有多种,多为硫铁矿生产法与硫酸亚铁生产法。下面介绍一种为常见的以硫酸亚铁与双氧水硫酸为主要原材料,利用氧化法生产聚合硫酸铁。利用双氧水为原料生产聚合硫酸铁硫酸亚铁生产聚铁双氧水制取聚合硫酸铁是以硫酸亚铁为主要原料,以双氧水为氧化剂进行强氧化反应,在制作过程中加上水和硫酸进行反应而成的一种氧化法。
按所需盐基度和产量对硫酸亚铁水和硫酸的投加量进行计算,并将温度稳定在~℃。先将硫酸亚铁置于反应釜中,按比例加入所需水和硫酸进行混合搅拌,边搅拌边缓慢加入双氧水,以双氧水作为氧化剂发生下列反应FeSO+HO+-n/)HSO—→FeOH)nSO)-n/+-n)HO将亚铁氧化为三价铁,直至亚铁浓度降至规定浓度方可停止。聚合硫酸铁不具备氧化性是由于双氧水只作为氧化剂使用,不作为原料。而它不具有硫酸亚铁的还原性是由于在此反应过程中,亚铁被氧化成三价铁。
根据这个机理,当溶液中外加电解质超过发生凝聚的临界凝聚浓度很多时,也不会有更多超额的反离子进入扩散层,不可能出现胶粒改变符号而使胶粒重新稳定的情况。这样的机理是藉单纯静电现象来说明电解质对胶粒脱稳的作用,但它没有考虑脱稳过程中其它性质的作用(如吸附),因此不能解释复杂的其它一些脱稳现象,例如三价铝盐与铁盐作混凝剂投量过多,凝聚效果反而下降,甚至重新稳定;又如与胶粒带同电号的聚合物或高分子有机物可能有好的凝聚效果:等电状态应有好的凝聚效果,但往往在生产实践中ξ电位大于零时混凝效果却少等。
实际上在水溶液中投加混凝剂使胶粒脱稳现象涉及到胶粒与混凝剂,胶粒与水溶液,混凝剂与水溶液三个方面的相互作用,是一个综合的现象。吸附电中和作用指粒表面对异号离子,异号胶粒或链状离分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用,由于这种吸附作用中和了它的部分电荷,减少了静电斥力,因而容易与其它颗粒接近而互相吸附。此时静电引力常是这些作用的主要方面,但在不少的情况下,其它的作用了超过静电引力。
举例来说,用Na与十二烷基铵离子(C12H25NH)去除带负电荷的碘化银溶液造成的浊度,发现同是一价的有机胺离子脱稳的能力比Na大得多,Na过量投加不会造成胶粒再稳,而有机胺离子则不然,超过一定投置时能使胶粒发生再稳现象,说明胶粒吸附了过多的反离子,使原来带的负电荷转变成带正电荷。铝盐、铁盐投加量高时也发生再稳现象以及带来电荷变号。
聚合氯化铝的作用机理:聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂,由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂,分子式:ALn(OH)mCL(3n-m) 0 < m < 3n,其混凝作用表现如下:
a、水中胶体物质的强烈电中和作用;
b、水解产物对水中悬浮物的优良架桥吸附作用;
c、对溶解性物质的选择性吸附作用。
聚合氯化铝的性能:
1、使用聚合氯化铝净化后的水质优于*铝混凝剂,净水成本与之相比低15-30%;
2、絮凝体形成快、沉降速度快,比*铝等传统产品处理能力大;
3、消耗水中碱度低于各种无机混凝剂,因而可不投或少投碱剂;
4、适应的源水PH5.0-9.0范围均可凝聚;
5、腐蚀性小,操作条件好;
6、溶解性优于*铝;
7、处理水中盐分增加少,有利于离子交换处理和高纯制水;
8、对源水温度的适应性优于*铝等无机混凝剂。
聚合氯化铝在实际中的应用,能除菌、除臭、除氟、铝、铬、除油、除浊、除重金属盐、除放射性污染物、在净化各种水源过程中具有广泛的用途:
a、净化生活饮用水,生活污水;
b、净化工业用水、工业废水、矿山、油田回注水、净化造水、治金、洗煤、皮革及各种化工污水处理等;
c、工业生产应用,造纸施胶、印染漂染、水泥速凝剂、精密铸造硬化剂、耐火材料粘剂、甘油精制、布匹防皱、医药、等其它行业,废水可循环使用;
d、在炼钢工业中,用于污水分离,效果甚佳。
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