第3章-凝聚与絮凝(新)

1.1.何谓胶体的稳定性？胶体的稳定性的原因有何谓胶体的稳定性？胶体的稳定性的原因有哪些？哪些？2.2.试用胶粒间相互作用势能曲线说明胶体稳定试用胶粒间相互作用势能曲线说明胶体稳定的原因。的原因。3.3.胶体的凝聚机理有哪些？胶体的凝聚机理有哪些？1.1.何谓同向絮凝和异向絮凝？何谓同向絮凝和异向絮凝？2.2.影响混凝效果的因素有那些？这些因素是如影响混凝效果的因素有那些？这些因素是如何影响混凝效果的？何影响混凝效果的？作业二作业二作业一作业一第22篇水的物理、化学及物理化学处理水的物理、化学及物理化学处理第3章凝聚和絮凝凝聚和絮凝本章内容：本章内容：3.13.1胶体的稳定性胶体的稳定性3.23.2混凝机理混凝机理3.33.3混凝剂混凝剂3.43.4混凝动力学混凝动力学3.53.5混凝过程混凝过程3.63.6混凝设施混凝设施本章重点：本章重点：水中胶体的稳定性、凝聚与絮凝机理、影响水中胶体的稳定性、凝聚与絮凝机理、影响混凝效果的主要因素、混凝剂的特性、絮凝混凝效果的主要因素、混凝剂的特性、絮凝池的设计与计算。池的设计与计算。本章难点：本章难点：混凝机理、混凝动力学。混凝机理、混凝动力学。概述凝聚：凝聚：水中胶体失去稳定（脱稳）并生成微小聚集体的水中胶体失去稳定（脱稳）并生成微小聚集体的过程。过程。絮凝：絮凝：脱稳的胶体相互聚结成大的絮凝体的过程。脱稳的胶体相互聚结成大的絮凝体的过程。混凝：混凝混凝：混凝是凝聚凝聚和絮凝絮凝的总称，是指水中胶体粒子失的总称，是指水中胶体粒子失去稳定并相互聚结成大的絮凝体的过程。它是通去稳定并相互聚结成大的絮凝体的过程。它是通过向水中投加混凝剂实现的。过向水中投加混凝剂实现的。混凝去除对象混凝去除对象:水中胶体粒子及微小悬浮物。水中胶体粒子及微小悬浮物。应用：应用：广泛应用于给水处理，也可用于工业水处理及城广泛应用于给水处理，也可用于工业水处理及城市污水的三级处理和深度处理等。另外，还可用市污水的三级处理和深度处理等。另外，还可用于水的除油、脱色。于水的除油、脱色。思考：思考：水处理中，为什么需要进行混凝处理？水处理中，为什么需要进行混凝处理？3.13.1胶体的稳定性胶体的稳定性水中胶体稳定性：水中胶体稳定性：指胶体粒子在水中长期保持分散悬指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。浮状态的特性。处理目标：处理目标：通过适当的技术手段使均匀分散的稳定胶通过适当的技术手段使均匀分散的稳定胶体颗粒失去稳定性，相互碰撞聚结成大颗粒，达到沉体颗粒失去稳定性，相互碰撞聚结成大颗粒，达到沉降分离目的。降分离目的。作为水中的胶体颗粒杂质，其粒子尺寸大约在作为水中的胶体颗粒杂质，其粒子尺寸大约在1nm1nm到1m之间，直接进行沉淀分离处理几乎是不可能。因此之间，直接进行沉淀分离处理几乎是不可能。因此从水从水处理的角度而言，认为胶体在水中是稳定的。处理的角度而言，认为胶体在水中是稳定的。思考：思考：为什么水中胶体具有稳定性？为什么水中胶体具有稳定性？3.1.13.1.1胶体的双电层结构胶体的双电层结构胶核胶体颗粒的最内层称为胶核，胶核表面因吸附胶体颗粒的最内层称为胶核，胶核表面因吸附电位形成离子电位形成离子而产生而产生表面电荷，带电荷的胶核通过静电作用吸引溶液中的表面电荷，带电荷的胶核通过静电作用吸引溶液中的反离子反离子到其周到其周围，构成了围，构成了胶体的双电层结构胶体的双电层结构。束缚反离子束缚反离子自由反离子自由反离子吸附层吸附层扩散层扩散层靠近胶核表面的一层反离子浓度最靠近胶核表面的一层反离子浓度最大，且通过静电作用与胶核紧密吸大，且通过静电作用与胶核紧密吸附在一起并随胶粒移动，将这层反附在一起并随胶粒移动，将这层反离子称为离子称为束缚反离子束缚反离子。胶核表面的胶核表面的电位形成离子电位形成离子和其吸附和其吸附的束缚反离子束缚反离子合称为合称为吸附层。吸附层。随着与胶核表面距离逐渐的增大，随着与胶核表面距离逐渐的增大，反离子浓度变小且有向溶液中扩散的趋势，故不随胶粒移动。这反离子浓度变小且有向溶液中扩散的趋势，故不随胶粒移动。这层反离子称为层反离子称为自由反离子自由反离子，构成，构成扩散层扩散层。结论：结论：胶体的胶体的扩散层越厚，吸附层越薄，扩散层越厚，吸附层越薄，ζ电位越高，胶粒带电量越大，带同性电荷位越高，胶粒带电量越大，带同性电荷的胶体颗粒之间静电斥力越大，胶体颗粒越具稳定性。的胶体颗粒之间静电斥力越大，胶体颗粒越具稳定性。胶核吸附层吸附层扩散层扩散层滑动面滑动面胶粒胶粒::胶核与吸附层合称胶粒。胶核与吸附层合称胶粒。胶核表面吸附的电位形成离子胶核表面吸附的电位形成离子多于多于吸附层中反离子，故吸附层中反离子，故胶粒带电胶粒带电。胶团胶团::胶粒与扩散层合称