羥基聚合氯化鋁的形態(tài)轉(zhuǎn)化是無機(jī)高分子絮凝劑的核心問題.其形態(tài)學(xué)應(yīng)包括研制、生產(chǎn)和應(yīng)用三方面內(nèi)容.鋁的羥基聚合物形態(tài)主要有六員環(huán)連續(xù)模式和聚十三鋁聚集模式兩類論點(diǎn).形態(tài)控制參數(shù)應(yīng)以水解度和堿化度并用.Ferron逐時(shí)絡(luò)合比色法可作為形態(tài)分類常規(guī)測(cè)定方法.聚十三鋁的生成條件是提高聚合鋁絮凝效能的重要研究方向.它具有相對(duì)穩(wěn)定性,但在自發(fā)水解中很難生成.羥基聚合物與顆粒物的相互作用機(jī)理特征介于傳統(tǒng)混凝劑和有機(jī)高分子絮凝劑之間.
無機(jī)高分子絮凝劑的形態(tài)學(xué)
混凝過程（混和、凝聚、絮凝 )是用水和廢水處理工藝中應(yīng)用最普遍的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，它在很大程度上影響著后續(xù)流程的運(yùn)行工況、最終出水質(zhì)量和成本費(fèi)用，因而成為環(huán)境工程中重要的科技研究開發(fā)領(lǐng)域.高效的混凝技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)該由優(yōu)異的絮凝劑、反應(yīng)器和自控投藥三方面緊密組合而成,其中絮凝劑的特性及形態(tài)轉(zhuǎn)化又起著核心作用.
水處理無機(jī)高分子絮凝劑近年來有迅速的發(fā)展，再加上在我國(guó)市場(chǎng)上形成熱點(diǎn)的復(fù)合型絮凝劑,出現(xiàn)的品種很多,已可歸納成系列,如表1所示.不過就它們的基本實(shí)體而言，主要都是鋁鹽和鐵鹽的水解過程中間產(chǎn)物與不同陰離子和負(fù)電溶膠的結(jié)合體,亦即各種類型的羥基多核絡(luò)合物或無機(jī)高分
聚合氯化鋁和聚合氯化鋁鐵在水溶液中水解-絡(luò)合-聚合-膠凝-沉淀-晶化等系列反應(yīng)過程中的形態(tài)轉(zhuǎn)化及分布,一直是歷年化學(xué)文獻(xiàn)中研究與爭(zhēng)論的熱點(diǎn),其定量規(guī)律迄今尚無統(tǒng)一定論.因此,研究其溶液化學(xué)及形態(tài)分布規(guī)律，仍是發(fā)展高效絮凝劑的重要理論前提.它們與各種陰離子、溶膠以及有機(jī)高分子結(jié)合的形態(tài)結(jié)構(gòu),以及不同制備過程中的形態(tài)轉(zhuǎn)化更是有待深入探索的領(lǐng)域.
絮凝劑投加到被處理的水中后.進(jìn)入更為復(fù)雜的物理-化學(xué)環(huán)境.它們一方面按照本身固有的規(guī)律轉(zhuǎn)化形態(tài),同時(shí)與水中形形色色的雜質(zhì)相互作用.這時(shí)的作用機(jī)理又加上界面上的吸附、水解、絡(luò)合、沉淀、晶化、電中和等多相反應(yīng),以及顆粒碰撞、絮團(tuán)粘附、水力剪切、微渦旋推動(dòng)等動(dòng)態(tài)作用.在包含著如此眾多反應(yīng)和作用的混和-凝聚-絮凝-分離的水處理過程中,絮凝產(chǎn)物的形態(tài)和結(jié)構(gòu)將隨之發(fā)生不斷地轉(zhuǎn)化.水處理的功能、效果和控制方法與各時(shí)刻的形態(tài)緊密相關(guān),因而絮凝過程的研究和爭(zhēng)論始終是圍繞著其形態(tài)學(xué)進(jìn)行的.當(dāng)然,除絮凝劑一方外,還要同時(shí)考慮被絮凝物質(zhì)一方以及雙方結(jié)合后的形態(tài)結(jié)構(gòu).
因此,絮凝形態(tài)學(xué)應(yīng)包括三個(gè)方面的內(nèi)容.(1)研制:在實(shí)驗(yàn)室中以較低濃度溶液研究其形態(tài)轉(zhuǎn)化的規(guī)律、配方和參數(shù)、絮凝效能等,以求得到最優(yōu)的絮凝劑品種;(2)生產(chǎn):在模擬實(shí)驗(yàn)中以較濃溶液研究最佳形態(tài)的生產(chǎn)工藝,在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)研究各工藝環(huán)節(jié)的形態(tài)轉(zhuǎn)化藉以調(diào)整設(shè)施和參數(shù);(3)應(yīng)用:在實(shí)驗(yàn)室模擬研究水處理過程中各種形態(tài)的的作用機(jī)理和定量模式,在水處理現(xiàn)場(chǎng)研究動(dòng)態(tài)流程中形態(tài)轉(zhuǎn)化對(duì)絮凝效能的影響,改進(jìn)工藝條件、反應(yīng)器設(shè)施和最佳投藥控制技術(shù).總之,絮凝形態(tài)學(xué)的研究應(yīng)貫穿絮凝劑研制、生產(chǎn)和應(yīng)用的全過程,綜合達(dá)到優(yōu)異的水處理絮凝功效.
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