2019级混凝技术复习

发布 2020-01-28 17:02:28 阅读 7471

为什么要调节ph值?

答:1、通过调节ph值形成胶体和悬浮物;

2、使后面絮凝反应能够在最佳的ph值下进行。

加入cacl3的作用是什么?

答:1、生成难溶的沉淀物;

2、中和胶体和悬浮物颗粒表面电荷,使其克服胶体和悬浮物颗粒的静电排斥力,从而使颗粒脱稳,起一个破乳的作用。

加入fecl3的作用是什么?

答:中和胶体和悬浮物颗粒表面电荷,使其克服胶体和悬浮物颗粒的静电排斥力,从而使颗粒脱稳的过程,相当于起一个凝集的作用。

加入助凝剂的作用是什么?

答:胶体和悬浮物颗粒在高分子絮凝剂的作用下,桥连成为粗大的絮凝体的过程,絮凝作用是量变过程达到一定程度时的质变过程。

沉淀后为什么还要过滤?又为什么还要经离子交换处理?

答:因为沉淀后还会产生一定的ss,而这些ss会产生一定的codcr,为了保证codcr和ss能够达标排放,所以必须进行过滤。离子交换处理是为了保证出水的重金属能够稳定达标排放。

胶体的特性是什么?

答:1、布朗运动;2、光散射效应;3、带电荷、稳定。

胶体的大小、水体中哪些物质能形成胶体?

答:胶体:0.1~0.001μ的粒子,工程范围:1~0.001μ

金属氢氧化物、蛋白质、有机高分子、粘土等。线性分子:含有103~109个原子的分子都属于胶体颗粒,而不论其绝对尺寸。

水中绝大部分粘土颗粒(<4μ),大部分细菌(0.2~80nm),病毒(10~300nm)都为胶体,蛋白质为线性分子分子量约104~3×105,聚丙烯酰胺在分子量500万时,展开长度约为20μ,相当于含有7×105个原子的线性分子,亦为胶体颗粒。

无机低分子絮凝剂存在哪些缺点?

答:铝盐:常受盐类影响。当水中含盐量高时,需增加药量,活性污泥的含水率增高,体积大,水分高,增加污泥处理难度。

氯离子的影响,很活泼、不水合、带负电荷,穿透性。

含硫化合物废水(例如:纺织印染废水、石油工业废水、酸法造纸废水、某些化工废水),用铁盐不利。硫化物使fe3+ 还原成fe2+ ,同时生成三硫化二铁和硫化亚铁的混合物。

该混合物呈胶体状态,带负电荷,很难形成絮凝沉淀。

使用铁盐的另一个问题是,三氯化铁具有很强的腐蚀性和在水中残留铁离子。设备受到限制,水质受影响。

使用无机低分子絮凝剂时,一般反应较慢,沉淀速度较慢。

有机高分子絮凝剂的分子量发布怎样?

答:≥1千万分子量很(极)高的高分子絮凝剂。

1百万~1千万分子量高的高分子絮凝剂。

二十万~1百万分子量中等的高分子絮凝剂。

十万~二十万分子量低的高分子絮凝剂。

五万~十万分子量比较低的高分子絮凝剂。

<五万分子量很(极)低的高分子絮凝剂。

图4-7 高分子絮凝剂的分子量分布。

图(a)中,分子量的分布很窄,理想分布;

图(b)中,低分子量部分含量高,而高分子量部分含量低。适合于阳离子型有机高分子絮凝剂,过滤方法分离。低分子量部分,首先将悬浮颗粒捕获,形成细小的絮凝体,然后再由分子量高的部分,将细小的絮凝体结合成粗大的絮状物沉淀下来。

图(c)中,分子量大的部分含量高,而分子量低的部分含量少。适合于阴离子型有机高分子絮凝剂。分子量高的部分,有利于形成絮凝沉淀,而分子量小的部分严重削弱固体颗粒的捕获。

故分子量高的部分含量越多越好,而分子量低的部分越少越好。

图(d)中,分子量的分布是哑铃形的。分子量小的部分与分子量大的部分几乎相同。这种分布在大多数废水处理中,絮凝效果是比较好的。

适合于阳离子型絮凝剂。但是,在使用阴离子型絮凝剂处理带负电荷的胶体颗粒时,效果较差。

有机高分子絮凝剂的特点与缺限?

答:绝大多数人工合成的有毒性;有些产品只能是稀溶液,运输、储存有困难;产生的污泥体积庞大。

硫化物与阳离子型有机高分子絮凝剂起化学反应,形成共价键。这样会降低电荷的中和作用和桥联作用,对阳离子絮凝剂的絮凝作用干扰很大。因此,在处理含硫废水时,会增加用药量。

什么叫凝聚?什么叫絮凝?

答:凝聚作用:中和胶体和悬浮物颗粒表面电荷,使其克服胶体和悬浮物颗粒的静电排斥力,从而使颗粒脱稳的过程称作凝聚作用。

絮凝作用:胶体和悬浮物颗粒在高分子絮凝剂的作用下,桥连成为粗大的絮凝体的过程。

凝聚作用是颗粒由小到大的量变过程;絮凝作用是量变过程达到一定程度时的质变过程。

简述胶体颗粒间的相互作用能曲线。

答。图5-1 颗粒表面电荷相互作用能曲线。

va—吸引能 vr—排斥能 vt—相互作用能。

vm—能峰d—颗粒表面间距离。

1) 颗粒间的距离很小和很大时,相互作用能以吸引能为主,能够形成絮。

凝体。2) 当颗粒间的距离处于中等程度时,相互作用能以排斥能为主,颗粒处。

于稳定状态,不能形成絮凝体。

3) 颗粒相距很远时,吸引能和排斥能都等于零。

4) 曲线vt有两个最小能量值。颗粒间的相互作用能达到第一或第二最。

小能量值时,便产生絮凝沉淀。

5) 曲线vt存在能量障碍。颗粒间相互作用能曲线vt有一个能量峰vm。

能量峰vm是颗粒凝聚和絮凝的能量最大障碍。

只有减少排斥力,降低能量峰vm,才能缩小颗粒间的距离,增加吸引力。

形成絮凝体。

搅拌能使粒径较大的颗粒絮凝。粒径越大,搅拌对絮凝作用越有利。搅拌对粒径很小的颗粒絮凝作用影响不大。

从图5—1中还可看出,在距离颗粒表面较远的地方,存在第二个最小能量值。从第二个最小能量值开始缩短颗粒间的距离时,会使相互作用能vt增高,使絮凝体变得疏松,并向着絮凝作用的反方向进行。对于直径小于200埃的细小颗粒,第二个能量最小值不会使絮凝体变得疏松,也不会向絮凝作用的反方向进行。

在这种情况下,能量障碍vm足以防止絮凝作用达到第以个能量最小值。这样,要使细小颗粒脱稳,则要求中和电荷,降低z电位。

简述絮凝作用的四大机理。

答:1、通过絮凝作用捕集和“清扫”胶体颗粒;

胶体颗粒的清扫过程:

水解高分子三维空间立体结构捕获胶体颗粒。

随着高分子化合物体积的收缩、沉淀物和悬浮物象多孔的网子一样,从水中将胶体颗粒清扫下来,形成絮状沉淀。

2、 压缩双电层,减少表面电荷;

从dlvo理论可知,比较薄的双电层能够降低排斥能。如果排斥能(z电位)降低到相当小时,颗粒就能够被第二最小能量值的吸引力所吸引,产生疏松的絮凝体,这样的絮凝体不易沉降,容易扩散,而且只适合于静止沉积分离。

3、 由于吸附作用而使电荷中和。

电荷中和作用是指胶体颗粒的z电位降低到足以克服能量障碍而产生絮凝沉淀的过程。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。

4、 高分子絮凝剂的桥连;

“捕集”和“清扫”作用主要针对什么絮凝剂?

答:通常使用铝盐和铁盐。

压缩双电层与电荷中和对絮凝而言有何区别?

答:电荷中和作用与双电层压缩是不同的,电荷的中和作用是第一最小能量的吸引力的结果,这个吸引力是很强的。强作用力—絮凝体密实、体积小,不能再变成胶体。

而双电层压缩是第二最小能量的作用力的结果。弱作用力—絮凝体体积庞大、疏松,能够再变成胶体。

带相同电荷的物质的桥连的主要原因是什么?

答:颗粒表面的电荷是净的库仑电荷,颗粒表面带有正电荷,也带有负电。

荷。虽然总的负电荷多于总的正电荷,但是颗粒表面上仍然有只带正电荷的区域,比如,沿着晶面边沿上就只带正电荷。这些只带正电荷的区域成为吸引点,它吸引带负电荷的阴离子有机高分子絮凝剂的羧基官能团。

与其结合形成絮凝体。

当固体颗粒具有很高的负z电位时,庞大的絮凝体将颗粒包裹在里面,由于周围都是带负电荷的絮凝体,颗粒受各方面的排斥作用,不能从絮凝体中逃脱。与絮凝体一同沉淀下来。但当庞大的絮凝体破裂时,排斥力不能平衡,颗粒容易从絮凝体中跑掉。

所以,絮凝体一定不要遇到剪切力,以免破坏絮凝体。只能采用沉积澄清。

法固液分离。

(3)反号离子的作用,分子量非常高的极性有机高分子絮凝剂的特性和反号离子的迁移。

影响絮凝作用的七个主要因素是什么?

答:溶液的ph值,温度,搅拌速度、时间,絮凝剂的性质、结构,分子量,用量,分离方法和工艺设计。

简述化学絮凝模型一。

答:高分子絮凝剂带电荷的球面,把位于胶体颗粒表面双电层中的反号离子吸引住,使反号离子保持在双电层中,而不被溶剂的静电引力拉走。

在胶体颗粒表面与高分子絮凝剂的球面相接近的地方,电荷不平衡,负电荷过剩,负的库仑电位增加。

增加的负库仑电位,将高分子絮凝剂电位隧道中的可流动反号离子吸引过来。

高分子絮凝剂的电位隧道作为反号离子的导管,反号离子从此导管中流出,中和一部分胶体颗粒表面电荷。

由于电荷的中和作用,降低了胶体颗粒表面上的局部地区的排斥能。颗粒间的距离变小,相互作用能以吸引能为主。

局部地区上正的相互作用能,使高分子絮凝剂胶体颗粒间的第一或第二最小能量的吸引力起作用,并反应形成絮凝体。

简述化学絮凝模型二。

答:胶体和悬浮物颗粒带的电荷与絮凝剂带的电荷符号相反的絮凝模型。

高分子絮凝剂很容易与带相反电荷的胶体颗粒起反应。

许多研究人员假设这种反应是定量吸附的 ,吸附使电荷中和直到等电点。

电荷中和效果取决于高分子絮凝剂的类型和官能团的含量。

分子量高的阳离子有机高分子絮凝剂的桥连作用和镶嵌作用的原因。

生物絮凝模型属于哪类絮凝模型,为什么?

答:生物絮凝模型属于第一类絮凝模型。

胶体颗粒的z电位是切面和溶液间的电荷差。

微生物的切面较小,在荚膜的外边,没有固定的距离。

假设切面以外的部分类似于胶体双电层模型中反号离子的扩散层部分,切面边上的荚膜类似于--电位隧道。

在细菌软层的最外层表面上,酸性聚糖至少会部分地使细菌表面带上负电荷。

易流动反号离子在荚膜和溶液之间建立平衡。荚膜中被束缚的反号离子能平行地移动到微生物的细胞壁上。

高分子絮凝剂的电位隧道和生物电位隧道(荚膜)的主要区别是荚膜的体积大。

四种絮凝作用机理。

1、 通过絮凝作用捕集和“清扫”胶体颗粒。

2、 压缩双电层,减少表面电荷。

3、 高分子絮凝剂的桥连。

4、 由于吸附作用而使电荷中和。

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