第六章混凝
第六章 混 凝
6.1混凝机理。 611基本概念 ■混凝:水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集 过程称为混凝,是凝聚和絮凝的总称。 凝聚:胶体失去稳定性的过程称为凝聚。 絮凝:脱稳胶体相互聚集称为絮凝。 混凝过程涉及:①水中胶体的性质;②混凝 剂在水中的水解;③胶体与混凝剂的相互作 用
6．1混凝机理. 6.1.1 基本概念 ◼ 混凝：水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集 过程称为混凝，是凝聚和絮凝的总称。 ◼ 凝聚：胶体失去稳定性的过程称为凝聚。 ◼ 絮凝：脱稳胶体相互聚集称为絮凝。 ◼ 混凝过程涉及：①水中胶体的性质；②混凝 剂在水中的水解；③胶体与混凝剂的相互作 用
612水中胶体的稳定性 胶体稳定性:是指胶体粒子在水中长期保持分散 悬浮状态的特性 胶体稳定性分“动力学稳定性”和“聚集稳定” 两种。 动力学稳定性:无规则的布朗运动强,对抗重力 影响的能力强。 聚集稳定性包括:①胶体带电相斥(憎水性胶 体);②水化膜的阻碍(亲水性胶体) ■在动力学稳定性和聚集稳定两者之中,聚集稳 定性对胶体稳定性的影响起关键作用。胶体颗粒 的双电层结构见图6-1。 ■滑动面上的电位:称为电位,决定了憎水胶体 的聚集稳定性。也决定亲水胶体的水化膜的阻碍, 当ξ电位降低,水化膜减薄及至消失
6.1.2 水中胶体的稳定性 ◼ 胶体稳定性：是指胶体粒子在水中长期保持分散 悬浮状态的特性。 ◼ 胶体稳定性分“动力学稳定性”和“聚集稳定” 两种。 ◼ 动力学稳定性：无规则的布朗运动强，对抗重力 影响的能力强。 ◼ 聚集稳定性包括：①胶体带电相斥（憎水性胶 体）；②水化膜的阻碍（亲水性胶体） ◼ 在动力学稳定性和聚集稳定两者之中，聚集稳 定性对胶体稳定性的影响起关键作用。胶体颗粒 的双电层结构见图6-1。 ◼ 滑动面上的电位：称为电位，决定了憎水胶体 的聚集稳定性。也决定亲水胶体的水化膜的阻碍， 当ξ电位降低，水化膜减薄及至消失
滑动面 胶核 图6-1胶体双电层结构示意
Ⅰ δ d Ⅱ 胶 核 滑动面 ζ の 图 6-1 胶体双电层结构示意
613DLⅴO理论 胶体颗粒之间的相互作用决定于排斥能与吸引能, 分别由静电斥力与范德华引力产生 排斥势能:ER-1(d2 吸引势能:EA-1/d6(有些认为是1/d2或1d3) 由此可画出胶体颗粒的相互作用势能与距离之间 的关系,见图6-2。当胶体距离x0a或x>oc时,吸引 势能占优势;当oa<x<oc时,排斥势能占优势; x=ob时,排斥势能最大,称为排斥能峰。 胶体的布朗运动能量Eb=1.5kT,当其大于排斥 能峰时,胶体颗粒能发生凝聚。 以上称为DLVO理论,只适用于憎水性胶体,由德加 根( derjaguin)、兰道( Landon)(苏联,1938年 独立提出),伏维( Verwey)、奥贝克( Overbeek) 荷兰,1941年独立提出)
6.1.3 DLVO理论 胶体颗粒之间的相互作用决定于排斥能与吸引能， 分别由静电斥力与范德华引力产生。 排斥势能：ER－1/d2 吸引势能：EA－1/d6（有些认为是1/d2或1/d3） 由此可画出胶体颗粒的相互作用势能与距离之间 的关系，见图6-2。当胶体距离x<oa或x>oc时，吸引 势能占优势；当oa <x< oc时，排斥势能占优势；当 x=ob时，排斥势能最大，称为排斥能峰。 胶体的布朗运动能量Eb＝1.5kT，当其大于排斥 能峰时，胶体颗粒能发生凝聚。 以上称为DLVO理论，只适用于憎水性胶体，由德加 根（derjaguin）、兰道（Landon）(苏联，1938年 独立提出〕，伏维（Verwey）、奥贝克（Overbeek） （荷兰，1941年独立提出）