混凝剂水解产物与胶粒之间的作用混凝剂絮凝剂原理

混凝剂水解产物与胶粒之间的作用有四种:压缩双电层、吸附一电中和作用、吸附一架桥和网捕作用.

(1)压缩双电层作用是指向原水中投加电解质，加入电解质后，水中与胶粒上反离子

具有相同电荷的离子浓度便随之增加。这些离子可与胶粒吸附的反离子发生交换或挤入吸附层，使胶粒所带电荷数减少，降低zeat电位，使扩散层厚度缩小

当电解质浓度足够大时，可使zeat电势为零，此时相应的状态称为等电态，这时的胶体非常容易聚沉。根据DLVO理论，压缩双电层不仅与混凝剂量有关，还与混凝剂中金属离子价数有关。在相同浓度下，电解质离子破坏胶体稳定性的能力随离子价的增高而加大.

DLVO理论成功的解释了胶体的稳定及聚沉作用，但它忽视了水中反离子水解形态的

专属化学吸附能力，不能解释出现在混凝过程中的胶粒改变电性而重新稳定的现象。

(2)吸附一电中和理论能够解释压缩双电层理论所不能说明的一些问题，如高价混凝剂水解引起的胶体脱稳现象。高价混凝剂在水中水解缩聚形成带正电的高分子物，由于静电作用，带负电的胶粒与带正电的水解产物之间发生表面吸附，产生电中和现象，导致胶体zeat电位降低，发生凝聚。当胶粒吸附足够多的正电荷时，其电性发生改变，变成正电荷胶体，重新形成稳定。

“吸附一电中和”作用与“压缩双电层”作用，虽然最终都可使胶体的zeat电位降低，但两者的作用方式不同。“吸附一电中和”是异号电荷聚合离子或高分子直接吸附在胶核表面，使得总电位变化甚至变号，而压缩双电层则是依靠溶液中反离子浓度的增加使胶体扩散层厚度减小，导致zeat电位降低。胶核表面总电位并未变化，且不可能变号。

(3)吸附一架桥理论是指链状高分子聚合物对胶体的强烈吸附，或者两个同号胶粒吸附在同一个异号胶粒上，即胶粒与胶拉间的架桥联接作用。当高分子链的一端吸附了某一胶粒后，另一端又吸附另一胶粒，形成“胶粒一高分子一胶粒”的絮体结构。

(4)网捕作用是当向水中投加铝盐或铁盐等含高价金属离子的化学药剂后，金属离子

经水解聚合可形成以水中胶粒为中心的胶体状沉淀物。这些沉淀物从水中析出的过程中，会吸附网捕，卷带水中的细小胶粒共同沉淀下来。当水中胶体杂质少时，这种作用所需絮凝剂量很大，反之，所需絮凝剂较少.

絮凝过程实际上是几种作用机理共同作用的结果，或者是在某种特定水质条件下以某一个机理为主。此外，絮凝机理除了与所用的絮凝剂的物化特性相关，还与所要处理的水质特性，如浊度、碱度、水中各种无机或有机杂质以及水力条件相关.

微絮凝深床过滤技术是省去沉淀过程将混凝、过滤及清洗过程在滤池内同步完成的一

种新型微絮凝过滤工艺技术，使污水在同一滤床单元体系中实现凝聚与分离成为可能

微絮凝直接过滤工艺以接触凝聚为主。原水加药混合后经微絮凝池使悬浮物产生微小的絮凝体，之后迅速进入滤料层接触絮凝，产生的絮凝体被滤料层吸附截留去除。由于微粒

在滤床间具有较大的亲和力，因此一旦微粒的zeat电位降低，它就会迅速在滤料层中凝聚，微粒间的吸力开始发挥作用。当zeat电位接近零时吸引力达到最大值，脱稳微粒之间相互吸附絮凝且不断被滤料截留而去除。在此过程中，絮凝是在滤料表层到深部逐步进行的，从而发挥滤料深层截污能力，达到过滤周期长、效果好的目的。该工艺不设沉淀池，不仅

节省了基建费用和空间，还可利用原有设备经过改造重复利用，真正实现节约成本，提高经济效益的日的。

用三氯化铝作混凝剂处理含盐量高、悬浮物超标的矿井水.将混凝剂加在机械过滤器前的来水管道中，使其在管道中与水充分混合后进入机械

过滤器，直接利用机械过滤器进行混凝过滤。通过这种混凝、过滤一体化方法处理后的矿井水，用作电厂的冷却水效果良好.聂锦旭，肖贤明[141用微絮凝一纳滤组合工艺处理含悬浮

物矿井水。通过试验确定了微絮凝过滤的最佳投药量—聚合氯化铝(PAC)为12 mg/L.该

工艺对矿井水中CODM。去除率达到97.1%，浊度去除率高达99.8%,硬度和色度等指标去

除率均达到厂区用水要求。邓国政和贺裕鹏[15]用聚合氯化铝(PAC)作'r'te凝剂，采用微絮凝-

超滤膜组合工艺处理高铁矿井水，铁的去除率高达99%.秦树林u0等，采用微絮凝连续砂

虑装置深度处理矿区生活污水，投加聚合氯化铝(PAO 20 mg/L-25 mg/L,聚丙烯酞胺(PA峋

0.5 mg/L.原水ss为35-55 mg/L，出水ss小于5 mg/ L，去除率达到94.5%以上.以上实

例证明了微V凝过滤工艺用于处理微污染矿井水的可行性.

絮凝剂、混凝剂、助凝剂的区别

一、絮凝的定义和絮凝剂的分类

絮凝是聚合物的高分子链在悬浮的颗粒与颗粒之间发生架桥的过程。“架桥”就是聚合物分子上不同链段吸附在不同颗粒上，促进颗粒与颗粒聚集。絮凝剂多数为聚合物，并有特定的电性（离子性）和电荷密度（离子度）。

絮凝剂一般分有机絮凝剂和有机絮凝剂。无机絮凝剂有硫酸亚铁、氯化亚铁、明矾、聚合氯化铝、碱式氯化铝、、硫酸铝、氯化钙等；有机絮凝无主要是高分子絮凝剂，目前使用的比较多的是聚丙烯酸钠、聚丙烯酰胺聚苯乙烯磺酸盐、聚氧化乙烯等。

二、混凝的原理混凝剂的类别

水中悬浮的颗粒在粒径小到一定程度时，其布朗运动的能量足以阻止重力的作用，而使颗粒不发生沉降。这种悬浮液可以长时间保持稳定状态。而且，悬浮颗粒表面往往带电（常常是负电），颗粒间同种电荷的斥力使颗粒不易合并变大，从而增加了悬浮液的稳定性。混凝过程就是加入带正电的混凝剂去中和颗粒表面的负电，使颗粒“脱稳”。于是，颗粒间通过碰撞、表面吸附、范德华引力等作用，互相结合变大，以利于从水中分离。

混凝剂是分子量低而阳电荷密度高的水溶性聚合物，多数为液态。它们分为无机和有机两大类。无机混凝剂主要是铝、铁盐及其聚合物。

三、助凝剂的作用机理和分类

助凝剂是为了改善或强化混凝过程而投加的一些辅助药剂，其作用原理与具体用途有关，对于藻类过量繁殖的情况，可加入氧化剂进行预氧化提高混凝效果，也可加入有机高分子助凝剂，增加絮体密度，提高混凝沉淀效果；对于低温低浊水处理，由于其黏度大，絮体沉降性能差，造成混凝剂投加量增大，此时加入有机或无机高分子助凝剂增大絮体尺寸、增加絮体密度，提高沉速；对于碱度较低的原水，混凝过程会导致pH下降，不但影响混凝效果，而且会产生酸性水，不利于管网水质稳定，因此需要投加碱进行pH调整；对于有机类色度水，不但混凝剂投加量升高，而且沉降性能恶化，可加入一定量有机高分子助凝剂提高沉降性能，也可加入一定量的氧化剂破坏有机物对胶体的稳定作用。对于含铁、锰废水，氧化剂可使铁和锰的有机物络合物破坏，有利水中铁、锰和有机物的去除。

助凝剂种类：⒈有机与无机高分子，如活化硅酸、聚丙烯酰胺、骨胶等。⒉pH调节剂如盐酸、硫酸和碱石灰。⒊无机颗粒如黏土、微砂。⒋氧化剂如高锰酸钾、二氧化氯等

在实际运用中由于混凝剂/絮凝剂/助凝剂都是高分子物质，同一产品中大大小小的分子都

有，所谓“分子量“只是一个平均概念。所以，在用某一混凝剂\助凝剂或絮凝剂处理污水是，“电中和”和“架桥”作用会交织在一起同时发生。絮凝过程是多种因素综合作用的结果，目前仍有一些没有认清和解决的问题。就我们所知，絮凝过程与絮凝剂分子结构、电荷密度、分子量有关；与悬浮颗粒表面性质、颗粒浓度、比表面积有关；与介质（水）的pH 值、电导、水中其他物质的存在、水温、搅动情况等因素有关。因此尽管有理论和经验可循，用实验来选择絮凝剂仍然是不可缺少的。