清华大学水处理工程讲义第二章 混凝第一、二节

第二章混凝
第1节混凝的去除对象
混凝可去除的颗粒大小是胶体及部分细小的悬浮物，是一种化学方法。

范围在：1nm~0.1μm（有时认为在1μm）
混凝目的：投加混凝剂使胶体脱稳，相互凝聚生长成大矾花。

水处理中主要杂质：粘土（50nm-4 μm）
细菌（0.2μm-80μm）
病毒（10nm-300nm）
蛋白质（1nm-50nm）、腐殖酸
1637年我国开始使用明矾净水
1884年西方才开始使用
混凝过程涉及到三个方面的问题：水中胶体的性质
混凝剂在水中的水解与形态
胶体与混凝剂的相互作用
第2节胶体的性质
一、胶体的稳定性
1．动力学稳定性：布朗运动对抗重力。

2．聚集稳定性：胶体带电相斥（憎水性胶体）
水化膜的阻碍（亲水性胶体）
两者之中，聚集稳定性对胶体稳定性的影响起关键作用。

二、胶体的双电层结构
动电位ζ电位：决定了胶体的聚集稳定性
一般粘土ζ电位＝-15~-40mV
细菌ζ电位＝-30~-70mV
三、DLVO理论
胶体的稳定性和凝聚可由两胶粒间的相互作用
和距离来评价。

由下列两方面的力决定：
静电斥力：E R－1/d2
范德华引力：E A－1/d6（有些认为是1/d2或1/d3）
由此可画出两者的综合作用图。

另一方面，胶体的布朗运动能量Eb＝1.5kT
k：波兹曼常数，T：温度
Eb<Emax（势垒）
胶体距离x<oa, 凝聚（一次凝聚）
x>oa，稳定（二次凝聚除外）
以上称为DLVO理论。

只适用于憎水性胶体。

德加根（derjaguin）、兰道（Landon）(苏联，1938年独立提出〕伏维（Verwey）、奥贝克（Overbeek）（荷兰，1941年独立提出）
胶体的凝聚：
降低静电斥力――ζ电位↓――势垒↓――脱稳――凝聚
办法：加入电解质，但只适用于憎水性胶体。