乡镇给排水：混凝机理

2.混凝概念
在原水中投加混凝剂，使水中细小的悬浮物及胶体脱稳后凝聚成具有 可分离的絮凝体的过程，就是混凝。
3. 胶体结构
胶体结构及双电层示意图
由胶体分子聚合而成的胶体颗粒称为胶核，胶核表面吸附了电位形成离子而带电，如果电位形成离子带正 电。则胶体结构带正电，反之带负电。由于静电引力的作用，溶液中的部分反离子会被吸引到胶体颗粒周围， 和电位形成离子构成吸附层；剩余反离子由于与胶体颗粒间的吸附力很弱而脱离胶体颗粒，成为自由离子，形 成扩散层。因此胶体颗粒是由校核、吸附层、扩散层构成的双电层结构。
5. 混凝机理 （4）网捕卷扫
向水中投加含金属离子的混凝剂(如硫酸铝、石灰、氯化铁等高价金属盐类)，当药剂投加量和溶液介质 的条件足以使金属离子迅速形成金属氢氧化物沉淀时，所生成的难溶分子就会以胶体颗粒或细微悬浮物作为 晶核形成沉淀物，即所谓的网捕、卷扫水中胶粒，以致产生沉淀分离。
6. 混凝剂
（1）混凝剂
（2）助凝剂
PH调整剂 石灰 硫酸 氢氧化钠
氧化剂（减少泡沫）
氯气 次氯酸钠 臭氧
絮体结构改良剂（小松散）
骨胶 聚丙烯酰胺 活化硅酸 海藻酸钠
常用的助凝剂：
特性：以动物的皮、骨或筋等为原料，将其中
所含的胶原经过部分水解制成的蛋白质，其水
溶液的表面活性、粘度都较高
要使活化硅酸起到良好的絮凝效果，必须注意活化的方式和方作法用、：活絮化体硅结酸构的改配良制剂应（控小制松原散液）的。浓度和剩余
5. 混凝机理 （2）吸附和电性中和
是指胶粒表面对异号离子、异号胶粒或链状分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用而中和变成电中 性，因而容易与其他颗粒接近而互相吸附变成大颗粒。
5. 混凝机理 （3）吸附架桥
高分子混凝剂在水中水解后常形成线性分子，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-高分子-胶粒”的絮凝体，高分子物质在这里起了胶体颗粒之间相互结合的桥梁作用。
目前生产水常用的混凝剂：
无机混凝剂
属性：无机高分子材料。
优点：能使矾花形成快，颗粒大而重，
属性：无机高分子聚材料合氯化铝 特点：[矾A花l2形(成O快H，)n颗C粒l6大- 而重，净化消能高，PH范围宽（PH=5-9），用量省。
净化效能高，PH值适应范围大。
适用条件：污染n重]m、低浊度、高浊度、高色度、微生物含量大，能够出掉感官指标，放射性指适标用，部条分化件学：指标污、染微生重物指、标低和毒浊理度指标、。高浊度 3
碱度，并掌骨握胶控制活化时间
适用条件：低温低浊水
在食品、医药品和化妆品等生产领域中也有
重要的用途。
常用的助凝剂：
特性：是以工业硅酸钠（俗称水玻璃）为原料
加酸活化而成的硅溶胶型水处理絮凝剂，粘结
力和强度较高
要使活化硅酸起到良好的絮凝效果，必须注意活化的方式和方作法用、：活絮化体硅结酸构的改配良制剂应（控小制松原散液）的。浓度和剩余
A 正电荷 B 负电荷 C 电中性
思考：
为什么河川在入海口处常常会形成肥沃的三角洲？
答案：
混凝所致
河川
三 角 洲
海洋
本节到此结束，谢谢大家！
3. 胶体结构
天然水中的微小悬浮物及胶体颗粒，主要是粘土微粒，根据电泳现象发现带有负电荷，具有 双电层结构：内层为胶核和吸附紧密的吸附层，外层为吸附松散的扩散层。
4.胶体稳定性
布朗 运动
水化 作用
静电 排斥
保持稳定状态 不能自然沉淀
胶体稳定性的原因
4.胶体稳定性
ห้องสมุดไป่ตู้01 布朗运动
胶体颗粒的不规则运动
乡镇给排水
混凝机理
1.天然水体杂质的分类
Ca2+、Mg2+、Na+、K+、 Fe2+、Mn2+
浊度
粘土微粒，溶解性的有机 高分子物质、细菌及病毒
水处理主要去除物质
大颗粒泥沙 大颗粒矿物质废渣
混凝剂
水中悬浮杂质大都可以通过自然沉淀的方法去除，如大颗粒悬浮物可在重力作用下 沉降；而细小的悬浮物和胶体颗粒，在停留时间有限的水处理构筑物内不可能沉降下来， 主要是因为其胶体的稳定性，如要去除，就必须破坏其稳定性，如加入混凝剂，使颗粒 相互聚结形成容易去除的大絮体，再通过沉淀去除。
碱度，并活掌化握硅控制酸活化时间
适用条件：低温低浊水
要使活化硅酸起到良好的絮凝效果，必须注意
活化的方式和方法，活化硅酸的配制应控制原
液的浓度和剩余碱度，并掌握活化时间。
思考：水处理的混凝过程，主要去除水中的那些杂质？
A 溶解物 B 胶体 C 细小悬浮物 D 大悬浮物
思考：水中的胶体主要带那种电荷？
高色度、微生物含量大的水质。
目前生产水常用的混凝剂：
有机混凝剂
属性：有机高分子材料
作用：絮体结构密实
聚丙烯酰胺 属性：无机高分子材料 特点：矾花形成快，颗粒大而重，净化消能高，PH范围宽（PH=5-9），用量省。
适用条件：高浊度水，常常作
（两性） 为助凝剂。 适用条件：污染重、低浊度、高浊度、高色度、微生物含量大，能够出掉感官指标，放射性指标，部分化学指标、微生物指标和毒理指标。
胶体颗粒的不规则运动，称为布朗运动，它是胶体颗粒不能自然沉 降的原因之一。
02
静电排斥
胶体颗粒在外加电场的作用下 能够发生运动说明胶体带电
胶体颗粒在外加电场的作用下能够发生移动，说明胶体带电。当 胶体颗粒为粘土、细菌、蛋白质时，运动方向朝向阳极，说明这类胶 体颗粒带负电。
03
电渗现象
液体在电场作用下可以透过 多孔性材料的现象
液体在电场作用下，可以透过多孔性材料的现象，称为电渗。通过电 渗现象，证明水分子是带正电荷的，因此负电荷的胶体颗粒外围吸附了水 分子，形成了水化膜。
混凝的任务： 使水中的胶体及微小悬浮物失去稳定性而集聚变成大杂质
准备沉淀！
5. 混凝机理 （1）压缩双电层
当胶粒在水中移动时，两层间会发生滑动，形成滑动面，在滑动面上形成一ζ电位。ζ电位愈高，两 胶粒间静电斥力愈大，胶粒愈不易相互接触而凝聚。ζ电位大小与扩散层厚度有关，扩散层厚度愈大，ζ 电位愈高。如果压缩扩散层，则会降低ζ电位，减小胶粒间的静电斥力，使胶体失去稳定性。失去稳定 性的胶体颗粒相互接触就会凝聚成大颗粒。对于天然水，一般当ζ电位为20～40mV时，就可发生凝聚。 当ζ电位为0时，胶粒成为电中性，凝聚速度最快。
无机混凝剂
硫酸铝 Al2(SO4)3
三氯化铁 FeCl3
聚合氯化铝 [Al2(OH)nCl6
-n ]m
3
聚合硫酸铁 [Fe2(OH)n(S
O4)3-n/2]m
3
有机混凝剂
聚丙烯酰 胺（两性）
目前生产水常用的混凝剂：
无机混凝剂
Al2(SO4)3 硫酸铝
Al2(SO4)3
属性：无机低分子材料。 优点：溶于水后能使水中的细小微粒 和自然胶粒凝聚成大块絮状物，从而 从水中除去。 适用条件：饮用水和废水的处理