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在水質指標中,濁度是肉眼可見的直觀標志,它源于水中懸浮的膠體顆粒,如泥沙、粘土、有機物和微生物,通常可用手持式濁度檢測儀進行測定。濁度過高不僅影響感觀,更會滋生有害物質,降低消毒效果,對飲用水安全和工業生產構成威脅。在眾多處理方法中,混凝沉淀法以其高效、經濟、技術成熟的優勢,成為應對高濁度水體的核心化學處理手段。 一、 從“穩”到“聚”的破局之道 水體濁度的本質,是水中懸浮的膠體顆粒因其表面帶負電荷而相互排斥,無法自行聚集沉降,形成了一種穩定的“膠體分散系”。這種穩定性使得即便長時間靜置,水依然渾濁。混凝沉淀法的核心,就是通過投加化學藥劑——混凝劑,來打破這種穩定的平衡。 該過程可分為兩個關鍵階段: 電中和脫穩: 最常用的混凝劑,如聚合氯化鋁(PAC)或硫酸鋁,在水中水解后會產生大量帶強正電荷的羥基絡合物。這些正離子像“磁鐵”一樣,迅速吸附在帶負電的膠體顆粒表面,中和其電荷。一旦電荷壁壘被消除,顆粒間的排斥力驟減,為相互碰撞結合創造了條件。 網捕卷掃與絮凝: 水解產生的氫氧化物(如氫氧化鋁)形成絮狀、凝膠狀的沉淀物,在沉降過程中,它們會像一張巨大的“捕網”,將水中細微的脫穩膠體顆粒席卷、包裹、吸附在一起,形成肉眼可見的、粗大密實的絮狀物,即“礬花”。這個過程如同滾雪球,小礬花相互碰撞結合成更大的礬花,最終在重力作用下快速沉降到水底,從而使上層水體變得清澈。 二、 步步為營的凈水之旅 將混凝沉淀法付諸實踐,是一個環環相扣的精確過程:將液態或固態的混凝劑配制成一定濃度的溶液,通過計量泵精準投加到原水中。此步驟的關鍵在于“快速混合”,通常在一兩分鐘內完成,目的是讓混凝劑與原水充分、快速地接觸,實現均勻的電荷中和。 反應與絮凝: 混合后的水進入反應池(絮凝池)。在這里,水流被控制為緩慢的紊流狀態,通過機械或水力攪拌,為微小的礬花提供持續的、溫和的碰撞機會,使其不斷長大,變得堅實易沉。這個階段通常持續15到20分鐘。 沉淀與分離: 攜帶著礬花的水流進入沉淀池。沉淀池的設計使得水流速度大大降低,為礬花提供了安靜的沉降環境。在重力作用下,粗大的礬花逐漸下沉,在池底形成污泥,而上層分離出的便是清澈的出水。整個沉降過程可能持續1到2小時。 后續處理與污泥處置: 沉淀池的出水通常還需經過過濾(去除殘留的微小顆粒)和消毒(殺滅病原微生物)才能成為合格的飲用水。而池底積聚的污泥則被定期排出,經過濃縮、脫水等處理后進行安全處置或資源化利用。 三、科學視角下的客觀評估 混凝沉淀法的顯著優勢在于:對濁度的去除率通常可達90%以上,能有效應對幾十至幾千NTU的高濁度原水。 技術成熟,成本可控: 工藝原理清晰,設備運行可靠,混凝劑價格低廉,使得其綜合處理成本較低。在去除濁度的同時,還能有效去除水中的部分色度、有機物(COD)和磷酸鹽,對減輕水體富營養化有積極作用。
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