水质工程学弟3章凝聚和絮凝 [Fe(OHXH,O)F+H,OFe(OH)(H,O)]+H.O* Fe(OH)(HO)+H Fe(OH)(HO)]+HO 和铝盐相似,在由[Fe(H,O)63向[Fe(OH),(H,O]的转变过程中,伴有许多羟 基侨联或缩聚反应以形成高分子物质。但铁盐水解性能优于铝盐 1)水解产物溶解度极小。当PH<3时,水解才受到严重抑制: 2)氢氧化铁并非典型的两性化合物,只有在强碱性条件下,形成的F©(OH) 才有可能重新溶解。因此三价铁盐适应的PH范围较宽,除浊时,最佳PH值为6.0 8.4之间,除色时,PH=3.5-5.0之间: 3)当使用硫酸亚铁时,在PH<8.5时,反应如下(略去配位水分子): Fe24+H,0台Fc(OH)+H' Fe(OH)'+HO Fe(OH),+H* F©(OH)2溶解度较大,只能形成较简单的络合物,混凝效果甚差。当水中有足够的 溶解氧或当PH>8时,Fe2可被迅速氧化成Fe3+,即 4Fe2++02+2H,0=4Fe3++4OH 4FeS0,+O2+10H,0-4Fc(OH)+4H,S0 但天然水的PH<8.5,故上述氧化反应极其缓慢,很难在净化构筑物内完成, 解决的方法是:一是投加石灰以提高原水的PH值,但这种方法使设备和操作复杂 化:二是采用C来进行氧化,叫作“亚铁氧化法”: 6FeSO+3Cl=2Fe:(SO)+2FeCl 4)高分子混凝剂尤其是有机高分子混凝剂,混凝效果受PH值影响较小。 从铝盐和铁盐水解反应式可以看出,水解过程中不断产生的H必将导致水的 PH值的下将。天然水中含有一定的碱度(HCO;),它对PH值有级冲作用 HCO;+H台CO,+H,O,当原水碱度充分时,PH值略有下降,不致影响混凝效 果,不过,PH值的下降是必然的,因为水中HCO的减小和CO2的增加,破坏了 水中原有的碳酸平衡。当原水碱度不足或混凝剂投量甚高时,水的PH值将大幅度 下降,以至下降到最优混凝条件以下,为此投加石灰以中和混凝剂水解过程中产 生的矿,反应如下: 第11贞共33贞
水质工程学第3章凝聚和絮凝 Al,(S0:)2+3H,0+3Ca0=2AI(OH),+3CaS0 2FeCl,+3H.O+3CaO 2Fe(OH)+3CaCla 在决定石灰投量时,应将水中原有碱度储备考虑在内,因为,只要碱度足以 中和盐类水解产生的酸并略有多余,PH值变化是很小的。其投量可通过实验决定 或按下式初步估算: [Cao]=3[a]-[x]+[8] 式中:[CaO]一纯石灰CaO投量,mmo/L: [a]一混凝剂投量,mmol/L: [x]一原水碱度,mmoL: [6]一剩余碱度,一殷取0.5~1.0,mmol/L。 [例题]:P21,估算石灰投量。(略) 3、水中悬浮物浓度的影响 当水中悬浮物浓度很低时,颗粒碰撞速率大大减小,混凝效果差。为提高低浊 度原水混凝效果,采取的措施有: 1)在投加铝盐或铁盐的同时,投加高分子助凝剂,如活化硅酸或聚丙烯酰胺 等: 2)投加矿物颗粒以增加混凝剂水解产物的凝结中心,提高颗粒碰撞速率并增 加絮凝体密度。 3)采用直接过滤法。 3.3混凝剂 一、混凝剂 对混凝剂的要求为:混凝效果好,对人体健康无害,使用方便,货源充足,价 格低廉。 混凝剂种类较多,归纳起来有以下两大类: 无机混凝剂 混凝剂 (有机高分子混凝剂 无机混凝剂主要为金属盐类混凝剂,尽管其品种和性能各不相同,但它的作用 第12贞共3贞