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聚合氯化铝在溶解时的扩散机理

作者: 来源: 日期:2018/2/1 16:25:00

聚合氯化铝混合问题的实质是混凝剂水解产物在水中的扩散问题。使水中胶体颗粒同时脱稳产生凝聚,是取得好的絮凝效果的先决条件,也是节省投药量的关键。传统的机械搅拌混合与孔室混合效果较差。近几年,国内外采用管式静态混合器使混合效果有了比较明显地提高,但由于人们对于多相物系反应中亚微观传质以及湍流微结构在胶体颗粒初始凝聚时的作用认识不清,故也妨碍了混凝效果的进一步提高。

(1)宏观扩散,即使混凝剂水解产物扩散到水体各个宏观部位,其扩散系数很大,这部分扩散是由大涡旋的动力作用导致的,因而宏观扩散可以短时间内完成;

(2)亚微观扩散,即混凝剂水解产物在极邻近部位的扩散,这部分扩散系数比宏观扩散小几个数量级。亚微观扩散的实质是层流扩散。因此使混凝剂水解产物扩散到水体每一个细部是很困难的。在水处理反应中亚微观扩散是起决定性作用的动力学因素。

亚微观扩散究其实质是层流扩散,其扩散规律与用蜚克定律描写的宏观扩散规律完全不同。当研究尺度接近湍流微结构尺度时,物质扩散过程不一定是从浓度高的地方往低的地方扩散。在湍动水流中亚微观传质主要是由惯性效应导致的物质迁移造成的,特别是湍流微涡旋的离心惯性效应。我们发明的串联管式初级混凝设备和管式微涡初级混凝设备,就是利用高比例高强度微涡旋的离心惯性效应来克服亚微观传质阻力,增加亚微观传质速率。生产使用证明这两种设备在高浊时混合效果良好,不仅比传统的静态混合器可大幅度增加处理能力,也大大地节省了投药量。

聚合氯化铝絮凝是给水处理的最重要的工艺环节,滤池出水水质主要由絮凝效果决定的。传统廊道反应、回转孔室反应以及回转组合式隔板反应的絮凝工艺,水在设备中停留20~30分钟,水中尚有很多絮凝不完善的小颗粒。近年来,国内出现了普通网格反应;国外推出了折板式与波形板反应设备,使絮凝效果有了比较明显地改善。但由于人们对絮凝的动力学本质认识不清楚,也就妨碍了絮凝效果的进一步提高。