不同的化學(xué)混凝劑會(huì)引起膠體顆粒以不同形式失穩(wěn)。膠體失穩(wěn)是膠體聚集在一起而沉降的前提。在水處理中,常見的方式或方法有以下幾種。
1.雙電層壓縮作用
當(dāng)向水中加入電解質(zhì)時(shí),電解質(zhì)產(chǎn)生的大量導(dǎo)電離子(或稱反離子)對(duì)膠體的擴(kuò)散層有明顯壓縮作用,隨著搞基層被壓縮,膠粒的ζ電位下降,膠粒間的相互作用力下降,當(dāng)范德華力在兩顆粒作用中起支配地位時(shí),膠粒能很快聚集成大顆粒而沉降下來(lái)。
對(duì)某種水源,四種類型的混凝劑的投加與水中濁度的關(guān)系如圖所示。從圖(a)中可以看出,使帶電的膠體失穩(wěn)的Na+、Ca2+和Al3+濃度幾乎是1:10-2:10-3。
一般來(lái)說(shuō),離子價(jià)數(shù)越高,對(duì)擴(kuò)散層的壓縮作用越強(qiáng)烈。
2.吸附而產(chǎn)生的電性中和作用
對(duì)于一些聚合物如十二烷胺作為混凝劑用于水處理時(shí),它們吸附帶電的膠體,產(chǎn)生異電中和作用,使顆粒聚集沉降,從而使水中濁度下降。
從圖(a)(b)可看出,Na+(或Ca2+)與十二烷胺作為混凝劑的區(qū)別在于:
(1)Na+的濃度大于10-1mol/L時(shí),可使水中濁度明顯下降,即此時(shí)Na+可成為**的混凝劑,而十二烷胺的劑量?jī)H需要6*10-5mol/L,便可使膠體失穩(wěn)。
(2)從圖中曲線可知,Na+的過(guò)劑量是沒有必要的,只會(huì)增加水中電解質(zhì)的含量,而十二烷胺超過(guò)一定劑量時(shí),反而會(huì)使膠體重新穩(wěn)定(稱再穩(wěn))。這一現(xiàn)象可以解釋為由于膠體顆粒表面吸附過(guò)量的異電離子而使其負(fù)電變?yōu)檎�,造成膠體的再穩(wěn)。
此外,水解鋁鹽和陽(yáng)離子聚電解質(zhì)等作為混凝劑時(shí),也會(huì)出現(xiàn)類似的情況
3.吸附而產(chǎn)生顆粒間的架橋作用
向水中投加高分子量的陽(yáng)離子或非離子或陰離子聚合物,聚合物的活性基團(tuán)會(huì)吸附膠體顆粒,并通過(guò)聚合物的長(zhǎng)長(zhǎng)的鏈,把多個(gè)膠體顆粒聚集在一起,即架橋作用,形成絮狀的沉淀物(稱礬花)而沉降下來(lái),見下圖(a)
如果過(guò)量的聚合物加入水中,顆粒表面會(huì)由于過(guò)飽和而使顆粒再穩(wěn),見下圖(b)
由陰離子聚合電解質(zhì)引起的膠體顆粒的失穩(wěn)和再穩(wěn),見上圖(d)
4.沉淀物的網(wǎng)捕作用