降效果,降低了生产成本,避免了过量凝聚剂带来的沉淀物不密实的问题。
2絮凝剂溶解液制备机理
本文通过分析絮凝剂本身的物理、化学性质,运用多次试验数据分析总结得出其溶解规律,为絮凝剂溶解液制备装置的设计提供相关依据。
21絮凝剂溶解规律
絮凝剂溶解过程不是瞬间完成的,而是一个复杂而缓慢的过程。絮凝剂在水中溶解要克服分子间的相互作用力,又要移动大分子链的重心。溶解时,絮凝剂分子链自身带有的酸胺基团能相互结合为氢键,氢键在水中有很强的吸附性,氢键不断结合且逐渐变大,然后慢慢
f分解8。溶解可分为2个过程。第一过程是浸润9,在这一过程中,絮凝剂分子中的酰胺基吸附大量的进入絮团内部的水分子,絮团因吸水体积膨胀,而膨胀力可以克服分子间的相互作用力,使絮凝剂分子彼此分开,从而吸入更多的水分子以继续分离更多的絮凝剂分子;第二过程为熟化过程,大量溶剂分子通过布朗运动在中和溶剂的流动过程中被分开并已脱离絮凝剂絮团的絮凝剂分子慢慢舒展,使其酸胺基充分暴露在外面。絮凝剂溶解规律曲线如图1所示。由图1可知,絮凝剂在水面上的撒放厚度与溶解时间不呈线性关系,絮凝剂撒放厚度越大,溶解时间越长。当絮凝剂厚度为10mm时,絮凝剂基本上不溶解。考虑絮凝剂的实用性和生产工艺的可行性,确定絮凝剂溶解液制备装置药剂分散厚度应不大于3mm。
图1絮凝剂溶解规律曲线
22絮凝剂熟化规律
分子运动是絮凝剂分子熟化过程的一个重要影响因素10,分子本身的动能即温度因素对分子运动有很大影响,当温度升高时,分子布朗运动加剧,絮凝剂长分子链的逃逸速度也会增加,溶解时间降低,效率提高。此外还可通过施加外部作用力,如搅拌等提高絮凝剂有机分子的自身动能,从而提高絮凝效果。由分子布朗热运动可知,当温度升高时,分子运动动能增加,分子运动加剧。当分子自身能量达到临界状态时,絮凝剂有机长分子将脱离碳氢键的吸附,分解成短分子,絮凝效果大大降低。临界值的大小需要进一步通过试验来确定11。取相同质量的干粉絮凝剂均匀撒在相同质量的水中,改变水的温度分别为20,25,30,40,50,60℃,并保持水温恒定,静置几十分钟后,将这些溶解液样本倒入同等溶液配比的煤泥水中,在相同条件下均匀搅拌,分别测定沉降时间为10,15,20,25,30,35,40,45,50,55,60mi
时不同温度下溶解的絮凝剂沉降后的透光率,得出了不同温度下煤泥沉降时间与透光率的关系,具体如图2所示。
f图2不同温度下煤泥水r