有机羧酸对硫酸铝混凝絮体特性的影响分析

第31卷第1期2015年1月中国给水排水CHINAWATER＆WASTEWATERVo1．31No．1Jan．2015有机羧酸对硫酸铝混凝絮体特性的影响分析吴志荣，徐磊，王彤(1．中国市政工程华北设计研究总院有限公司，天津300074；2．长安大学环境科学与工程学院，陕西西安710064)摘要：原水中有机物的成分对混凝絮体特性的影响直接关系到混凝工艺的处理效果。以草酸和柠檬酸为研究对象，分析了混凝过程中有机羧酸的存在对混凝过程形成的絮体颗粒大小、分形维数、Zeta电位的影响。结果表明：当有机羧酸浓度在一定范围内时，随着其浓度的增加，絮体颗粒的Zeta电位及分形维数降低，同时絮体颗粒的成长速率及其稳定成长后的大小均呈下降趋势，并且柠檬酸带来的这种抑制作用更加显著，这是因为有机羧酸占据了微絮体表面而导致絮体活性及致密性降低。关键词：混凝；硫酸铝；有机羧酸；絮体大小；分形维数中图分类号：TU991文献标识码：C文章编号：1000—4602(2015)O1—0061—04EfectofCarboxylicAcidonCharacteristicsofFlocsFormedduringCoagulationUsingAluminumSulfateasCoagulantWUZhi—rong，XULei，WANGTong(1．NorthChinaMunicipalEngineeringDesignandResearchInstitute，Tianfin300074，China；2．SchoolofEnvironmentalScienceandEngineering，Chang’anUniversity，Xi’an710064，China)Abstract：Theorganicmatterinrawwaterhassignificantinfluenceonthecharacteristicofflocsformedduringcoagulationprocess，whichdirectlydeterminestheeficiencyofcoagulation．Theimpactofcarboxylicacid(oxalicacidandcitricacid)onthesize，fractaldimensionandZetapotentialoftheflocsformedduringcoagulationprocesswasanalyzed．Theresultsshowedthatastheconcentrationofcarboxyl—icacidwasincreasedtoacertainextent，Zetapotentialandfactaldimensionoftheflocsweredecreased．Meanwhile，thesizeandgrowthvelocityoftheflocsshowedatendencytodecrease，andtheinhibitoryeffectcausedbycitricacidwasmorenotablecomparedtooxalicacid．Alltheresultsindicatedtheoccup—yingoftheflocsurfacebycarboxylicacidresultedinthedecreaseinactivityandcompactivityoftheflocs．Keywords：coagulation；aluminumsulfate；carboxylicacid；flocsize；fractaldimension混凝去除水体中的有机污染物及颗粒主要是依靠电中和、网捕卷扫、吸附架桥等作用机制完成的¨J，但对于在这些机制下形成絮体的过程以及颗粒间的连接机制还不是非常了解，特别是羟化物絮体不可逆的破碎成长特性J，所以了解混凝过程中絮体的特性变化对于更深层次地理解混凝过程是有必要的。相关研究表明，絮体的结构特性与混凝剂的种类有直接关系，并且混凝过程中有机物的去除并不是单纯的电吸附，还存在絮体形成初期有机物与微絮体颗粒的直接化学键的结合J。同时Jarvis等人H针对有机物对混凝过程中铁盐絮体的特性影响做了相关研究，表明当水中可溶性有机物与Fe盐的质量比超过1时，絮体的尺寸、沉降速率、分形维数与絮体强度等都会下降。还有研究表明，金属·61·吴志荣，等：有机羧酸对硫酸铝混凝絮体特性的影响分析第31卷第1期碎㈨。2．3有机物对絮体颗粒成长的影响在混凝去除有机物的同时，由于天然水体中的大部分有机物都是负电性的，所以对于金属盐类的}昆凝剂而言，其水解进而形成絮体颗粒的过程必然受到这类有机物的影响。同时相关研究表明，有机物的吸附会在一定程度上改变絮体的结构特性，从而使得吸附它的胶体