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混凝中Zeta电位的影响因素李敏1,宗栋良2(1.苏州大学材料与化学化工学院,江苏苏州215123;2.深圳市水质检测中心,广东深圳518055)摘要:Zeta电位在混凝中得到日益广泛的应用,为更好地利用Zeta电位这一指标,较为全面地分析了影响Zeta电位的各种因素:胶体颗粒本身的性质、环境介质(pH值、离子强度等)、混凝剂的性质和一些操作条件(光照和温度等)。关键词:混凝;Zeta电位;影响因素中图分类号:X2文献标识码:A文章编号:1674-4829(2010)03-0009-030引言胶体体系的双电层理论中,固定层和扩散层的交界面即滑动面处的电位,称为Zeta电位或电动电位。对于两种不同的带电粒子体系,当其他因素相同时,Zeta电位较高的体系,质点间排斥力较大,不易发生聚沉,处于相对稳定状态;而Zeta电位较低的体系,质点间排斥力较小,不稳定,容易发生聚沉;在等电点即Zeta电位为零时,此时质点间排斥力最小,胶体稳定性最低,也最容易发生聚沉。因此,胶体颗粒的稳定性与其Zeta电位的大小由密切关系,传统胶体化学认为Zeta电位是影响胶体稳定性的主要因素。近年来,Zeta电位在许多领域得到了应用:造纸、矿物浮选、医药、粘结剂、水和废水的混凝和膜处理等等[1]。在水和废水的混凝技术中,Zeta电位被常用于研究混凝效果和混凝剂的最佳投加量。一般情况下,Zeta电位在-5~0mV范围内时即可获得良好混凝效果[2]。在原则上,Zeta电位可由任何一种电动现象(即电泳、电渗、沉降电位和流动电位)来测定。采用较多的是用电泳实验,测定电泳速度计算而得Zeta电位,甚至直接以电流淌度EM来作为Zeta电位的衡量指标。目前混凝实验中,电泳速度的测定主要采用显微电泳技术和电泳光散射技术。经过推导得出电流淌度EM与Zeta电位的关系式,可表示为[3]:式中:EM为电流淌度;ξ为Zeta电位;ε为液体的介电常数;μ为液体的粘度系数;α为颗粒半径;к为Debye-Hückel参数;f(кα)称修正系数。由式(1)及其推导条件可知,Zeta电位值受到多种因素的影响,大致可以分为胶体颗粒本身性质、环境介质性质、操作条件等。在混凝中,混凝剂的性质也显然是重要的影响因素之一。1颗粒性质的影响表1列出了一些常见的几种粘土胶体的Zeta电位。由表中数据可知,这几种粘土胶体均为负值,而且,薄层折褶状的蒙脱土,Zeta电位绝对值最大,长条状的凹凸棒土,Zeta电位绝对值最小。因此,胶粒的种类不同,形态不同,其Zeta电位也不同,Zeta电位受到胶粒形态的制约。收稿日期:2010-03-25作者简介:李敏(1974-),女,辽宁营口人,硕士,讲师,研究方向为水处理和水质检测.InfluenceFactorsonZetaPotentialinCoagulationLIMin,ZONGDong-liangAbstract:Zetapotentialisusedwidelyincoagulation.Toutilizetheindicatorbetter,thispapergaveacriticalviewontheinfluencefactorsonZetapotentialincoagulation.Thesefactorsincludedcolloidnature,environmentalmedia,suchaspHandionicstrength,coagulantandworkingconditions,suchaslightandtemperature.Keywords:Coagulation;Zetapotential;Influencefactor第23卷第3期2010年6月环境科技EnvironmentalScienceandTechnologyVol.23No.3Jun.2010EM=2εξ3μf(κα)(1)环境科技2010年6月图2各种铝盐形成的絮体的EM随pH值的变化曲线543210-15678910pH值AC-10PAC-18PAC-25ACEM/(μm·cm·V-1·S-1)0-10-20-30-40-50-60-70-8034567891011pH值ξ/mV图1高岭土悬浊液的ξ与pH值的关系曲线表1几种粘土胶体的Zeta电位2环境介质的影响2.1pH值pH值不仅直接影响到胶粒颗粒的表面电荷,而且影响着混凝剂的水解平衡及其产物的存在形态,是影响Zeta电位的最重要因素之一。Zeta电位与pH值的关系,在过去已经研究了不少,同种胶粒尽管由于来源、准备方法的不同而所有限制,但是Zeta电位与pH值的关系曲线的总体形状却非常相似[4],图1即为典型的曲线,其Zeta电位随着pH值的增大而减小。研究结果的不同之处在于较低pH值的区域。以高岭土为例,有研究[5]表明离子强度均为0.01mol/L下,高岭土的平均Zeta电位在pH值为4,7,10时分别为-9±14mV,-34±5mV,-46±2mV,因此Zeta电位在pH值为4时,有...

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