污水处理过程中混凝剂混凝机理

污水处理过程中混凝剂混凝机理

混凝的过程即向水中投加混凝剂，使细小悬浮颗粒和胶体微粒聚集成较大，直至能自然沉淀。混凝法是污水处理中最常用的方法，可以用来降低污水中的浊度和色度，去除多种高分子有机物，某些重金属和放射性物质等。

1.混凝示意图

2.混凝剂分类和混凝剂种类

3.混凝剂举例

混凝原理

根据DLVO理论(DLVO theory)，粒子要互相聚集在一起,必须克服一定的势垒，通过投加高价态正电荷离子的电解质时，高价态正离子通过静电引力进入到胶粒表面，置换出原来的低价正离子，这样双电层仍然保持电中性，但正离子的数量却减少了，也就是胶粒双电层的厚度变薄，胶体颗粒滑动面上的ξ电位降低。通过降低表面电势从而降低势垒高度，当ξ电位接近为零时，甚至不能形成势垒，这时，胶粒的聚沉就是必然的。

4.电位图

混凝剂对水中胶体粒子混凝作用

5.吸附架桥

当高分子物质投入过多会产生“胶体保护”作用。高分子物质投入过少，胶粒间不能形成架桥，只能被单个分子吸附。

6.胶体保护

一、吸附-电性中和

胶粒表面通过吸附带异号的离子、胶粒、高分子等物质降低自身的电势，从而使胶粒更易于聚沉。下面通过投加低分子电解质硫酸铝[Al2(SO4)3]作混凝剂为例来进行说明。①将硫酸铝[Al2(SO4)3]

投入污水中，首先在污水中离解，产生Al3+和SO42-。Al2(SO4)3→

2Al3++3SO42-，Al3+是高价阳离子，通过带负电荷胶粒吸引发生电性中和降低负电荷胶粒的电势，使ξ电位降低，削弱了静电斥力，当再次相互碰撞时凝聚成较大的颗粒而沉淀。②Al3+在水中最终生成Al （OH）3胶体Al3++3H2O--Al（OH）3+3H+③Al（OH）3是带电胶体，当pH＞8.2时带正电。它与污水中带负电的胶粒互相吸引，凝结成较大的颗粒而沉淀。Al（OH）3胶体表面积很大，活性较高，可以吸附污水中悬浮颗粒，使呈散状态的颗粒形成网状结构，称为更粗大的絮凝体（矾花）而沉淀。

二、吸附架桥

不仅带异性电荷的高分子与胶粒具有强烈的吸附作用，不带电甚至与胶粒同性的高分子与胶粒也有吸附作用。Lamer研究认为：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-胶粒的链状结构，称为架桥。

三、网捕或卷扫

网捕—卷扫作用主要是一种机械作用。投加到水中的铝盐、铁盐等混凝剂水解后形成较大量的具有三维立体结构的氢氧化物沉淀，当这些水合金属氧化物体积收缩沉降时，像筛网一样将水中胶体颗粒和悬浊质颗粒捕获卷扫下来。