饮用水絮凝设备的工作原理是什么

絮凝是传统饮用水处理工艺中的核心环节之一,其效能直接关系到后续沉淀、过滤单元的处理负荷与最终出水水质。絮凝设备的主要任务,是创造适宜的水力条件,促使水中微小的悬浮颗粒和胶体杂质脱稳并相互聚集,形成易于沉降分离的较大絮状体。

天然饮用水中的胶体颗粒通常带负电荷,因同性相斥而长期保持悬浮稳定状态。絮凝设备工作时,首先向原水中投加带正电荷的混凝剂(如聚合氯化铝PAC)。这些正电荷离子或聚合物能有效中和胶体颗粒表面的负电荷,压缩其双电层,从而消除颗粒间的静电斥力,为颗粒间的碰撞聚集创造条件。

当投加的是饮用水高分子絮凝剂(如聚丙烯酰胺PAM)时,其长分子链会像许多手臂一样,一端吸附在某一颗粒上,另一端则伸展到水中吸附其他颗粒。通过这种“架桥”方式,多个微小颗粒被连接在一起,逐渐形成体积庞大、结构疏松的絮凝体(俗称“矾花”)。这一过程是形成可观矾花的关键。

在投加过量金属盐混凝剂(如硫酸铝)的情况下,其水解产物会形成大量的氢氧化物沉淀(如氢氧化铝)。这些沉淀物在形成过程中如同一张细密的网,在下沉时能直接卷扫、包裹水中的悬浮颗粒和胶体,使其共同沉降下来,从而实现杂质的去除。

絮凝饮用水设备内部通过机械搅拌或水力设计(如折板),严格控制水流的搅拌强度(速度梯度G值)与时间。初期需较强搅拌确保药剂快速均匀扩散;后期则需逐渐减缓搅拌强度,为已形成的微小矾花提供温和的碰撞聚集环境,避免已形成的絮体被打碎,从而生成密实、易沉的优质矾花,为后续的固液分离奠定坚实基础。

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