给水工程课后思考题答案

第十五章混凝

思考题

1、何谓胶体稳定性?试用胶粒间互相作用势能曲线说明胶体稳定性的原因。

答: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。原因P255最后一段。

2、混凝过程中,压缩双电层和吸附-电中和作用有何区别?简要叙述硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系。

答:压缩双电层机理:由胶体粒子的双电层结构可知,反离子的浓度在胶粒表面处最大,

并沿着胶粒表面向外的距离呈递减分布,最终与溶液中离子浓度相等。当向溶液中投加电解

质,使溶液中离子浓度增高,则扩散层的厚度减小。该过程的实质是加入的反离子与扩散层

原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中,从而使扩散层厚度减小。

由于扩散层厚度的减小,电位相应降低,因此胶粒间的相互排斥力也减少。另一方面,

由于扩散层减薄,它们相撞时的距离也减少,因此相互间的吸引力相应变大。从而其排斥力

与吸引力的合力由斥力为主变成以引力为主(排斥势能消失了),胶粒得以迅速凝聚。

吸附-电中和机理:胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部

位有强烈的吸附作用,由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷,减少了静电斥力,降低

了ξ电位,使胶体的脱稳和凝聚易于发生。此时静电引力常是这些作用的主要方面。上面提

到的三价铝盐或铁盐混凝剂投量过多,凝聚效果反而下降的现象,可以用本机理解释。因为

胶粒吸附了过多的反离子,使原来的电荷变号,排斥力变大,从而发生了再稳现象。

硫酸铝混凝作用机理及其与水的pH值的关系:Ph<3时,压缩扩散双电层作用。

Ph>3时,吸附-电中和作用。Ph>3时水中便出现聚合离子及多核羟基配合物,这些物质会吸附在胶核表面,分子量越大,吸附作用越强。

3,高分子混凝剂投量过多时,为什么混凝效果反而不好?

答:在废水处理中,对高分子絮凝剂投加量及搅拌时间和强度都应严格控制,如投加量

过大时,一开始微粒就被若干高分子链包围,而无空白部位去吸附其他的高分子链,结果造

成胶粒表面饱和产生再稳现象。已经架桥絮凝的胶粒,如受到剧烈的长时间的搅拌,架桥聚

合物可能从另一胶粒表面脱开,重又卷回原所在胶粒表面,造成再稳定状态。

4、目前我国常用的混凝剂有哪几种?各有何优缺点?

答:铝系:硫酸铝明矾聚合氯化铝(PAC)聚合硫酸铝(PAS)

铁系:三氯化铁硫酸亚铁聚合硫酸铁(PFS)聚合氯化铁(PFC)

有机高分子混凝剂:聚丙烯酰胺(PAM)

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