污垢的形成过程

污垢的形成过程从是够的分类和特性的介绍中，可以将和污泥沉积有关的作用大致归纳为：结晶作用、沉降作用、花和和聚合作用、微生物生长、腐蚀作用和烘烤作用。1、结晶作用水垢的形成主要是因为具有反常溶解度的微溶无机盐类的洁净作用。一般来说，在梅雨在职的磷酸钙的过饱和溶液中，当不存在其他影响时，溶液可以达到很高的过饱和程度而没有结晶析出。一旦结晶析出后，将形成规整结构的晶体，其内聚力和晶体与固体表面的附着力均很强，形成的垢层比较密实且是连续增长的。然而，实际水体中，水垢的形成过程往往是混合结晶过程。水中的悬浮颗粒和金属表面的氧化物都可以作为晶种，部分杂质离子还能强烈地催化该结晶过程，使得溶液在较低的过饱和度下就会析出成垢晶体，且多数为共沉积过程，成垢晶体中都含有杂质。当同时有几种盐类结晶时，形成的晶体群晶格排列将是不规整的，其间会很多孔隙，悬浮颗粒可夹在孔隙内沉积。这些因素可能导致垢层内聚力降低，故混合结晶形成的垢层比较疏松，对水的流速变化和阻垢处理都比较敏感，垢层达到厚度就不再连续增长。2、沉降作用水中悬浮颗粒如铁锈、沙粒、灰尘、黏土、泥渣、碎片等，粒径较大时，很容易在预处理时取出，因为悬浮颗粒在水中存在的形式为胶状体，它主要依靠沉降作用形成污垢。从水力学角度来考虑，悬浮颗粒在水中同时受到沉降力和剪应力的作用。沉降力是促使颗粒下沉的力，包括颗粒本身的重力，表面对粒子的吸力和范华德力，以及因表面粗糙等引起的物理作用力等。剪应力是水流使颗粒脱离聚集表面的力。当沉降力大于剪应力，则悬浮颗粒易于聚集而沉积；如剪应力大于污垢本身的结合强度，则颗粒脱离聚集体或被分散。循环冷却水系统中由于浓缩、热换面的高温和高电离强度等作用，使胶体颗粒脱稳而增加了粒子的重力；杂质在粘结作用或水垢析出时的共沉积作用，也会增加粒子的沉降力而使之易于沉积。投加化学药剂主要是通过改变粒子的表面性质，从而降低其沉降力，并使之呈分散态。在实际水体中，粒子所受到的剪应力决定于雷诺数，或者说该剪应力由水的流动状态所决定。因此在水的湍流区，由于沉积作用所产生的污垢，其厚度一般不会连续增长；但在滞流区，由于剪应力很小，污垢易在这些区域集聚，仅使用化学药剂是很难将污垢去除的。3、化合和聚合作用当水中含有油污有机物时，由于有机物的分解，氧化或聚合作用也会产生污垢。这类作用的产物往往具有黏结作用，增加污垢的内聚力或在金属表面的黏附性。4、微生物生长除了产生微生物黏泥外，微生物的繁殖将加速无机盐的结晶过程和悬浮颗粒的沉降作用，增加污垢沉积。5、腐蚀作用若污垢产生腐蚀产物外，腐蚀作用使金属表面粗糙，催化结晶和沉降作用。6、烘烤作用若污垢长期处于较高温度下，则往往会使某些已经沉积的污垢形态发生改变而变得难以清除。例如，一些碳氢化合物将变成硬的壳状沉积，甚至成为积碳状垢；铁的氢氧化物也可因脱水而发生相转变和变硬；磷酸钙将变成溶度积更小的灰石等。以上这些作用过程，计具有各自的特点又彼此互相影响，显然，在实际水系统中，结晶和沉降是污垢沉积的主要过程。