混凝消毒机理

3.3 生产工艺过程

3.3.1 生产工艺原理

本装置的生产是以鸣矣河水为水源，采用澄清和消毒的常规处理工艺系统。

3.3.1.1 澄清

澄清工艺系统通常包括混凝、沉淀和过滤。处理对象是水中悬浮物和胶体杂质。原水加药后，经混凝使水中悬浮物和胶体形成大颗粒絮凝体，然后通过沉淀池进行重力分离。絮凝沉淀池是絮凝和沉淀综合于一体的构筑物，用以进一步降低水的浑浊度。完整而有效的混凝、沉淀和过滤，不仅能有效地降低水的浊度，对水中某些有机物、细菌及病毒等的去除也是相当有效的。

3.3.1.2混凝机理

a）压缩双电层和电性中和作用

天然水中的胶体大多属于负电荷胶体如粘土胶体，粘土胶团里面是胶核，胶团内部滑动面上存在ζ电位，由胶体化学知道，ζ电位愈高，两胶粒间静电斥力愈大，胶粒愈不易相互接触以至凝聚，这种使胶粒保持单个分散状态而不凝聚的现象，称为凝聚稳定性。如果凝聚稳定性破坏，动力稳定性也将随之破坏，小颗粒便凝聚成大颗粒而下沉，因此稳定性的关键是凝聚稳定性；

要使胶体微粒碰撞结合，必须降低或消除排斥作用。对于天然水中粘土等负电荷胶体而言，投入的电解质—混凝剂应能提供大量正离子。由于正离子浓度增加，胶体滑动面上的ζ电位从而降低，当ζ电位降至某一程度而使胶粒间排斥势能小于布朗运动能时，胶体便开始凝聚，这种通过投加电解质压缩扩散层以导致胶粒间相互凝聚的作用称压缩双电层作用机理。

当三价铝盐或铁盐投量过多时，水中原来带负电荷的粘土胶体将有可能变成带正电荷的胶体，这是胶核表面吸附了过多正离子的结果，从而使粘土胶体重新稳定。这种吸附作用，绝非单纯静电作用，还存在其它物理化学作用，例如范德华力，共价键或氢键等。由此只要混凝剂投量适当，通过吸附作用，可直接使胶体电荷中和，简称附—电性中和作用。其结果，同样使胶体扩散层厚度减小，ζ电位降低；

b）吸附架桥作用

QB/YFRJ04.15-2007 作为混凝剂的高分子物质一般具有链状结构。当它的某一链节上的基团吸附某一胶粒后，

→ ←

→ ←

另一链节上的基团可伸展于水中又吸附另一胶粒，于是形成“胶粒—高分子物质—胶粒”的聚集体。高分子物质在这里似乎起了胶粒与胶粒之间互相结合的桥梁作用，故称吸附架桥作用；

c ）沉淀物的卷扫作用

当铝盐或铁盐混凝剂投量很多而形成大量聚合度的氢氧化物时，可以吸附卷带水中胶粒进行沉淀分离，这种现象称沉淀物卷扫作用。卷扫作用所需混凝剂投量很大，只有当原水浊度很低而难于处理时，方可考虑采用；

上述几种混凝机理，对不同类型的混凝剂以及在不同条件下，发挥的程度也不相同。对高分子混凝剂特别是有机高分子混凝剂来说，吸附架桥起决定性作用；对硫酸铝等金属盐混凝剂来说，将同时具有

吸附架桥和电性中和脱稳作用。当投量很多时，还具有卷扫作用。

3.3.1.3 消毒

水经混凝、沉淀和过滤，可以去除大多数细菌和病毒，但消毒则起了保证饮用水或工业用水的细菌学指标的作用。

消毒是消灭水中致病微生物，通常在过滤以后进行。对于以水库水作为水源的预处理，由于库水含藻类较多，可采用二次消毒的方法，一是在配水井之前投加氯气，主要是杀藻灭菌；二是在过滤之后投加氯气，杀灭病原微生物。加氯后经过一定接触时间，水中尚含剩余的游离性余氯量，它可保证在供水过程中继续维持消毒效果，抑制水中残存的病原微生物在管网中再度繁殖。

消毒方法包括物理法(如加热、紫外线和超声波杀菌)和化学法(如加氯、臭氧和二氧化氯、甲醛)两种，给水处理中最常用的是加氯水消毒法。

当氯溶解在清水中时，下列两个反应几乎瞬时发生：

第一 Cl 2+H 2O HOCl+HCl 第二 HOCl H ++OCl - 其平衡常数 [HOCl]

]][OCl [H Ki --= 式中，温度越高，[HOCl]越低；PH 值越低，[HOCl]越高。

氯消毒原理：主要通过HOCl 起作用。HOCl 为很小的中性分子，只有它才能扩散到带负电的细菌表面，并通过细菌的细胞壁穿透到细菌内部。当HOCl 分子到达细菌内部时，能起氧化作用破坏细菌的酶系统(酶是促进葡萄糖吸收和新陈代谢作用的催化剂）而使细菌死

亡。OCl-虽亦具有杀菌能力的有效QB/YFRJ04.15-2007

氯，但是带负电，难以接近带负电的细菌表面，杀菌能力比HOCl差得多。生产实践表明，PH值越低则消毒作用越强，温度越高，则消毒作用越弱，证明HOCl是消毒的主要因素。