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聚合氯化鋁講堂-絮體破碎再生對不同投加量下形成絮體分形結構的影響

來源:皓泉水處理發布日期:21-11-02 作者:www.diogoo.com 瀏覽:

      絮體破碎再生對不同投加量下形成絮體分形結構的影響在HA(10mg/L)原pH值條件下,采用聚合氯化鋁和Al13進行絮體的破碎和再生實驗,混凝劑投加量為2mg/L、4mg/L、6mg/L、8mg/L和10mgL。采用Mastersizer2000對絮體動態過程進行監測,并計算絮體破碎前及破碎再生后的分形維數,可以看出,在4~10mg/L范圍內,破碎前、后絮體的分形維數隨投加量的增加逐漸降低。這是因為,在低投加量(除2.0mg/L)時,混凝劑濃度較低,鋁鹽水解產物濃度較低,吸附架橋和卷掃作用較弱,絮體的形成主要依靠吸附電中和作用;隨著投加量的增加,水體中混凝劑達到定的濃度,絮體的形成除了電中和作用,還受到吸附架橋和網捕卷掃作用的影響,此時形成的絮體主要以枝狀或者網狀的氫氧化物沉淀為骨架形成,絮體枝狀結構明顯,纖維狀的分支較多,絮體結構較蓬松,所以分形維數較低。另外,在投加量過高時,即10.0mg/LPAC或8.0mg/LAl13下,混凝體系zeta電位由負值變為正值,顆粒物之間產生斥力,也會降低絮體結構的密實程度。值得注意的一點是,在投加量為2.0mgL時HA-PAC的分形維數為2.21,而HAAl13絮體的分形維數為2.38,均小于在投加量為4.0mg/L的分形維數。

    這是因為盡管在投加量為2.0mg/L吸附架橋和網捕作用機理很小,由于混凝劑濃度太低,電中和作用也很弱,不能有效中和顆粒表面的負電荷,懸浮和膠體顆粒之間存在的靜電斥力使其不能緊密聚集結合在一起,從而降低了絮體結構的密實程度。相同投加量下,與聚合氯化鋁相比,Al3形成的絮體分形維數較高,這也是由于Al13較高的電中和作用引起的,而聚合氯化鋁混凝過程中,鋁鹽水解產物的吸附架橋和共沉淀作用較顯著。破碎再生后,絮體的分形維數有了明顯的增長,在投加量為2mg/L、4mg/L、6mg/L、8mg/L和10mg/L時,HA-PAO絮體的分形維數分別為2.32、2.44、2.29、2.22和2.17;HAA13絮體的分形維數為2.47、2.57、2.40、2.34和2.27。這是因為當施加高強度剪切力時,膠體顆粒之間黏結力較弱的部位被破碎,破碎的絮體顆粒會重新以更加穩固的方式聚合在一起,重新生成的絮體更加密實,抗剪切能力更強。然而,破碎再生后,Al13形成的絮體分形維數的增加程度更高。這是因為Al13的高正電荷可以中和破碎后的絮體顆粒的表面負電荷,從而更好地重新凝聚在起;而聚合氯化鋁的電中和能力較低,絮體破碎后顆粒之間存在靜電斥力相對較大,難以再聚集在一起。另外,聚合氯化鋁中的鋁水解產物通過吸附架橋及卷掃作用形成的絮體在破碎過程中可能導致了化學鍵的破碎,較難恢復,使絮體難以以更加緊密的形式重新結合在一起。

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