凝聚、絮凝、混凝、吸附的含义
水质一(给水工程)名词解释
名词解释1.混凝：水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程称为混凝，是凝聚和絮凝的总称。
絮凝：脱稳胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程。
凝聚：胶体脱稳并生成微小聚集体的过程。
混凝过程涉及：①水中胶体的性质；②混凝剂在水中的水解；③胶体与混凝剂的相互作用。
2.沉淀和澄清：通过重力作用，使水中的悬浮颗粒、絮凝体等物质被分离去除。
3.浮选：利用固体或液滴与它们在其中悬浮的液体之间的密度差，实现固-液或液-液分离的方法。
4.过滤：以石英砂等粒状滤料层截留水中悬浮杂质，从而使水获得澄清的工艺过程。
5膜分离：利用膜的孔径或半渗透性质实现物质的分离。
6吸附：通常在水处理中指固相材料浸在液相或气相中，液相或气相物质固着到固相表面的传质现象。
7离子交换：在分子结构上具有可交换的酸性或碱性基团的不容性颗粒物质，固着在这些基团上的正、负离子能和基团所接触的液体中的同符号离子交换为对物质的物理外观毫无明显的改变，也不引起变质或增溶作用的过程。
8中和：把水的pH 调整到接近中性或是调整到平衡pH 值的任何处理。
氧化与还原：改变某些金属或化合物的状态，使他们变成不溶解的或无毒的。
9胶体稳定性：胶体稳定性是指胶体粒子在水中长期保持分散悬浮状态的特性。
10助凝剂：凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂可称为助凝剂。
11异向絮凝：由布朗运动引起的颗粒碰撞聚集称为异向絮凝。
12同向絮凝：由水力或机械搅拌所造成的流体运动引起的颗粒碰撞聚集称为同向絮凝。
13自由沉淀：单个颗粒在无边际水体中沉淀，其下沉的过程颗粒互不干扰，且不受器皿壁的干扰，下沉过程中颗粒的大小、形状、密度保持不变，经过一段时间后，沉速也不变。
14拥挤沉淀：当水中含有的凝聚性颗粒或非凝聚性颗粒的浓度增加到一定值后，大量颗粒在有限水体中下沉时，被排斥的水便有一定的上升速度，使颗粒所受的摩擦阻力增加，颗粒处于相互干扰状态，此过程称为拥挤沉淀。
15絮凝沉淀：在沉淀的过程，颗粒由于相互接触絮聚而改变大小、形状、密度，并且随着沉淀深度和时间的增长，沉速也越来越快，絮凝沉淀由凝聚性颗粒产生。
污水处理常用名词
污水处理常用名词标题：污水处理常用名词引言概述：污水处理是指将含有污染物的废水经过一系列处理工艺，使其达到排放标准或可以循环利用的过程。
在污水处理过程中，涉及到许多专业名词，本文将详细介绍污水处理中常用的名词及其含义。
一、污水处理工艺1.1 水解：水解是指将有机废水中的大分子有机物质通过水解反应，分解成小分子有机物和无机物的过程。
1.2 混凝：混凝是指在污水中加入混凝剂，使悬浮物和胶体颗粒凝聚成较大的颗粒，便于后续处理。
1.3 沉淀：沉淀是指通过重力作用或添加沉淀剂，使悬浮物或胶体颗粒沉降到底部，以便去除。
二、污水处理设备2.1 曝气池：曝气池是一种用来增加水体溶解氧浓度的设备，通过气泡将氧气传递到水中，促进有机物的降解。
2.2 滤池：滤池是一种用来过滤水中悬浮物和颗粒物的设备，通常采用砂滤或活性炭滤料。
2.3 污泥浓缩机：污泥浓缩机是用来将污泥中的水分脱除，减少污泥体积，便于后续处理和处置。
三、水质监测参数3.1 生化需氧量（BOD）：BOD是指水中微生物在有氧条件下分解有机物所需的氧量，是衡量水体有机污染程度的重要指标。
3.2 氨氮：氨氮是指水中的氨和氨基化合物的总和，是衡量水体中氨类污染物含量的指标。
3.3 总氮：总氮是指水中所有形态氮的总和，包括氨氮、硝态氮和有机氮等，是评价水体氮污染程度的指标。
四、处理效果评价指标4.1 去除率：去除率是指污水处理过程中某种污染物在处理后被去除的百分比，通常用来评价处理效果的好坏。
4.2 COD：COD是指水中的化学需氧量，是衡量水体中有机物含量的指标，也是评价处理效果的重要参数。
4.3 水质达标率：水质达标率是指经过处理后的水体达到排放标准的比例，是评价整个处理系统运行效果的指标。
五、环保政策法规5.1 排放标准：排放标准是指国家或地方对污水处理厂排放水质的要求，包括各种污染物的限量排放标准。
5.2 环保执法：环保执法是指环保部门对污水处理厂进行监督检查和管理，确保其按照法规要求运行。
第三章 凝聚与絮凝
第三章凝聚与絮凝名词解释1.凝聚：胶体脱稳并生成微小絮凝体的过程；2.絮凝：脱稳的胶体或微小悬浮物聚结成大的絮凝体的过程；3.混凝：凝聚和絮凝的总称，分别解释。
4.势垒：5.聚沉值：在指定情形下使一定量的胶体颗粒聚沉所需的电解质的最低浓度。
6.临界电位：将ξ电位降至某一数值使胶体颗粒总势能曲线上的势垒处E=0，胶体颗粒即可产生凝聚作用，此时的ξ电位称为临界电位。
7.盐基度：B=[OH]/3[Al]=n/6其比值表示水解和聚合反应的程度。
8.Stern层：在与胶体表面附近一、两个分子厚的区域内，反离子由于受到胶体表面电荷强烈的静电引力而与胶体紧密吸附在一起，这一固定吸附层为stern层。
考点总结胶体1.定义：尺寸在1nm-1μm之间颗粒，包括浊质，天然有色成分，病毒，细菌类，藻类。
2.去除原因：使水产生浑浊的原因；水中细菌、病毒、污染物的载体；为专项杂质去除的前驱工艺，减轻后部负荷。
3.胶体带电原因：1）同晶置换，胶体颗粒结晶中的晶格取代使胶体表面产生电荷；2）电离，胶体颗粒表面某些化学基团在水中电离使胶体带点；3）胶体颗粒表面与水作用后溶解并电解使胶体带点；4）胶体颗粒对水中某些离子的吸附使胶体带电。
4.胶体双电层结构：受静电引力、热运动扩散、溶剂化力的共同作用。
胶核电位形成离子束缚反粒子自由反粒子吸附层扩散层5.Stern模型φ0电位：双电层内层与外层之间的电位差；φs电位：又称Stern电位，为stern平面相对溶液内部的电位差；ξ电位：胶粒在滑动面上相对溶液内部的电位差。
该电位为胶体体系稳定性的指示，其绝对值越大，胶体越稳定，越难处理。
6.胶体稳定的原因1.动力稳定性：胶体尺寸较小，布朗运动可以客服重力，使胶体稳定；2.带电稳定性：两个带相同电荷的胶体颗粒存在静电斥力；3.溶剂化稳定性：胶体颗粒周围有一层水分子规律定向排列的水化层，胶体靠近时，水化层中水分子被挤压变形产生反弹力；7.胶体混凝机理1)压缩双电层作用：高价态离子替换低价态离子使双电层变薄；2)吸附—电中和作用：胶体颗粒表面吸附异号离子、异号胶体颗粒或带异号电荷的高分子，从而中和了胶体颗粒本身所带部分电荷，减少了胶体颗粒间的静电斥力，使胶体更易于聚沉。
混凝絮凝凝聚三者关系
混凝絮凝凝聚三者关系在我们日常生活中，水是个无处不在的东西，洗脸、喝水、游泳，甚至是做饭，都少不了它的身影。
但是，有时候水里的杂质、污染物就像不速之客，让人头疼。
于是，这里就要提到三个“小伙伴”：混凝、絮凝和凝聚。
听起来可能有点陌生，但其实它们就像水处理的三位英雄，各有各的绝活，今天咱们就来聊聊这三者之间的关系，绝对让你大开眼界！1. 什么是混凝？首先，我们得说说混凝。
这个词听起来有点复杂，其实就像是把水里的小颗粒、杂质聚集在一起，让它们不再四处游荡。
就好比你在学校里，班里的小伙伴们不小心分散了，老师让大家聚在一起，形成一个“队伍”。
在水处理的过程中，混凝剂就像老师的指挥棒，把那些小颗粒聚集到一起，形成比较大的“团体”，这样一来，后面的处理就容易多了。
1.1 混凝剂的作用混凝剂的作用就像调味品，让水的味道和质量瞬间提升。
最常用的混凝剂是铝盐和铁盐，这些东西一旦投入水中，就开始发挥魔法，让那些小颗粒们相互吸引，像是“牵手”一样，一点点聚拢起来，直到形成了大块的“凝聚物”。
1.2 混凝的步骤混凝的步骤也很简单。
首先，把混凝剂加入水中，然后搅拌，接着就静静等待。
就像煮面一样，先把面条放进去，再加水，最后耐心等待它煮熟。
这一过程只需要一小会儿，结果就会让你惊喜。
2. 再说说絮凝接下来咱们聊聊絮凝。
刚才说到混凝是把小颗粒聚到一起，而絮凝就是进一步把这些已经聚集在一起的颗粒，变得更大、更稳固。
就像是把积木搭建得更高更稳，免得一碰就倒。
这个过程可是相当关键，毕竟在水处理过程中，颗粒要足够大，才能顺利沉淀下来。
2.1 絮凝剂的角色絮凝剂就像是调皮的小孩子，专门用来让已经聚集的颗粒更进一步亲密无间。
它的工作就是把这些颗粒再粘合在一起，形成更大的“絮体”。
这样一来，水变得更清澈，处理起来也更简单。
常见的絮凝剂有一些高分子聚合物，它们就像水中的胶水，拉近颗粒间的距离。
2.2 影响絮凝的因素不过，絮凝可不是随便就能做到的哦！温度、pH值、混凝剂的种类等等，都能影响到絮凝的效果。
混凝、絮凝、助凝的区分
混凝、絮凝、助凝的区分凝聚：投加混凝剂后水中的胶体失去稳定性，胶体颗粒互相凝聚，结果形成众多的“小矾花”。
絮凝：凝聚过程中形成的“小矾花”通过吸附、卷带、架桥等作用，形成颗粒较大絮凝体的过程。
混凝：是凝聚、絮凝两个过程的总称。
是水中胶体粒子及微小悬浮物的聚集过程。
也就是说“混凝”包含了从原水投药到水混合、药反应(脱稳、絮凝)再到形成大颗粒的絮凝物的整个过程。
而絮凝是指胶体颗粒脱稳后，从形成微小絮凝物形成大絮体的阶段。
因此，絮凝只是混凝的一个步骤。
什么是聚合氯化铝和聚丙烯酰胺？PAC聚合氯化铝(简称PAC)，又称为碱式氯化铝或羟基氯化铝。
通过它或它的水解产物使污水或污泥中的胶体快速形成沉淀，便于分离的大颗粒沉淀物。
PAC的分子式为[AL2(OH)nCl6-n]m，其中n为1-5的任何整数，m为聚合度，即链节的的数目，m的值不大于10。
PAC的混凝效果与其中的OH和AL的比值(n值大小)有密切关系，通常用碱化度表示，碱化度 B=[OH]/(3[AL])X100% 。
B要求在40-60%，适宜的PH范围5-9 。
PAM聚丙烯酰胺(简称 PAM)，俗称絮凝剂或凝聚剂，属于混凝剂。
PAM的平均分子量从数千到数千万以上，沿键状分子有若干官能基团，在水中可大部分电离，属于高分子电解质。
根据它可离解基团的特性分为阴离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺、和非离子型聚丙烯酰胺。
PAM外观为白色粉末，易溶于水，几乎不溶于苯，乙醚、酯类、丙酮等一般有机溶剂，聚丙烯酰胺水溶液几近是透明的粘稠液体，属非危险品，无毒、无腐蚀性，固体PAM有吸湿性，吸湿性随离子度的增加而增加，PAM热稳定性好;加热到100℃稳定性良好，但在150℃以上时易分解产中氮气，在分子间发生亚胺化作用而不溶于水，密度：1.302mg/l(23℃)。
玻璃化温度153℃，PAM在应力作用下表现出非牛顿流动性。
阳离子、阴离子的PAM分别适用于带阴、阳电荷的污水或污泥。
如何区分絮凝剂还是混凝剂
如何区分絮凝剂和混凝剂？絮凝？混凝？在水处理药剂中，应用最广泛的是当属混凝与絮凝、聚合氯化铝与聚丙烯酰胺了。
那么两者在使用过程中具体有哪些注意事项？凝聚：投加混凝剂后水中的胶体失去稳定性，胶体颗粒互相凝聚，结果形成众多的“小矾花”。
絮凝：凝聚过程中形成的“小矾花”通过吸附、卷带、架桥等作用，形成颗粒较大絮凝体的过程。
混凝：是凝聚、絮凝两个过程的总称。
是水中胶体粒子及微小悬浮物的聚集过程。
也就是说“混凝”包含了从原水投药到水混合、药反应（脱稳、絮凝）再到形成大颗粒的絮凝物的整个过程。
而絮凝是指胶体颗粒脱稳后，从形成微小絮凝物形成大絮体的阶段。
因此，絮凝只是混凝的一个步骤！那么，什么是聚合氯化铝和聚丙烯酰胺？P A C聚合氯化铝（简称P A C），又称为碱式氯化铝或羟基氯化铝。
通过它或它的水解产物使污水或污泥中的胶体快速形成沉淀，便于分离的大颗粒沉淀物。
P A C的分子式为[A L2(O H)n C l6-n]m，其中n为1-5的任何整数，m为聚合度，即链节的的数目，m的值不大于10。
P A C的混凝效果与其中的O H和A L的比值(n值大小)有密切关系，通常用碱化度表示，碱化度B=[O H]/(3[A L])X100%。
B要求在40-60%，适宜的P H范围5-9。
P A M聚丙烯酰胺（简称P A M），俗称絮凝剂或凝聚剂，属于混凝剂。
P A M 的平均分子量从数千到数千万以上，沿键状分子有若干官能基团，在水中可大部分电离，属于高分子电解质。
根据它可离解基团的特性分为阴离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺、和非离子型聚丙烯酰胺。
聚丙烯酰胺P A M外观为白色粉末，易溶于水，几乎不溶于苯，乙醚、酯类、丙酮等一般有机溶剂，聚丙烯酰胺水溶液几近是透明的粘稠液体，属非危险品，无毒、无腐蚀性，固体P A M有吸湿性，吸湿性随离子度的增加而增加，P A M热稳定性好;加热到100℃稳定性良好，但在150℃以上时易分解产中氮气，在分子间发生亚胺化作用而不溶于水，密度：1.302m g/l(23℃)。
第5章 凝聚与絮凝
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20
5.3 混凝剂与助凝剂
5.3.1混凝剂 混凝剂种类很多，按其分子量大小可划分为无
机盐类与高分子混凝剂两大类。
◆无机盐类混凝剂，应用最广的是铝盐，如硫酸
铝、硫酸钾铝和铝酸钠等；其次是铁盐，如三
氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铁等。
◆高分子混凝剂，又可分为无机和有机两大类。
无机类中，使用较广的是聚合氯化铝；有机类
第2篇 水的物理、化学及物理化学处理
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1
第5章 凝聚和絮凝
• 混凝：水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程称为
混凝，是凝聚和絮凝的总称。
• 凝聚：水中胶体失去稳定并形成微小聚集体的过程。 • 絮凝：脱稳胶体相互聚结成大的絮凝体的过程。 • 应用：广泛用于给水处理，也可用于工业水处理及城
◆胶体的溶剂化作用稳定性：亲水性胶体颗粒与水分子的发生作用，使胶体颗 粒周围包裹一层较厚的水化膜，阻碍两胶体颗粒相互靠近，使胶体颗粒保持 分散状态而稳定。
结 论：对于憎水胶体而言，动力稳定性和带电稳定性起主要作用。 对于亲水胶体而言，水化作用稳定性占主导地位，带电稳定性则处于 次要地位。
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◆ 吸附作用驱动力包括:静电引力、氢键、配位 键、范德华引力等。
◆ 当药剂投加量过多时，ζ电位可反号，胶体发 生再稳现象。
◆ 根据DLVO理论，只要ζ电位降至ζk，使排斥 能峰Emax=0胶体即可发生凝聚，此时的ζ电位
称为临界电位（ζk）。
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11
3. 吸附-架桥作用机理
吸附架桥作用是指高分子物质与胶粒的吸附与桥 连。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。 架桥模型示意见下图。
混凝工艺简述
混凝工艺简述
混凝就是向水中加入絮凝剂，使水中胶体粒子以及微小悬浮物聚集成大的絮体，从面被迅速分离沉降的过程。
混凝技术在给水处理和早期的污水深度处理中是必不可少的工艺环节，一般包括混合、凝聚、絮凝三个工艺过程。
混合是指絮凝剂向水中迅速扩散、并与全部水混合均匀的过程。
絮凝剂的混合过程需要通过混合池或混合器等方式实现。
凝聚是指水中悬浮颗粒与絮凝剂作用，通过压缩双电层和电中和等机理，失去稳定性而相互结合生成微小絮粒的过程。
絮凝是指凝聚生成的微小絮粒在水流的搅动和絮凝剂的架桥作用下，通过吸附架桥和沉淀网捕等机理，逐渐成长为大的絮体的过程。
混合、凝聚、絮凝三个过程统称为混凝，而絮凝剂与水混合后生成微小絮体、微小絮体再长大为大絮体的凝聚、絮凝过程又合称为反应，反应一般在反应池中进行。
絮凝剂与水混合后生成的絮体被称为矾花。
混凝处理通常置于固液分离设施前，与分离设施组合起来、有效地去除原水中的粒度为lnm～100μm 的悬浮物和胶体物质，降低出水浊度和CODcr，除可用于污水深度处理外，也可用于污水处理流程的预处理和剩余污泥处理、混凝处理的基木流程如下∶
絮凝剂-→配制→定量投加→
↓
原水 混合→反应—→固液分离。
环境工程期末复习题
.一、名词解释题：1.混凝：包括凝聚与絮凝两种过程，指胶体被压缩双电层而脱稳的过程（凝聚）和胶体由于高分子聚合物的吸附架桥作用聚结成大粒絮体的过程（絮凝）2.接触凝聚区：在澄清池中，将沉到池底的污泥提升起来，并使这处于均匀分布的悬浮状态，在池中形成稳定的泥渣悬浮层，此层中所含悬浮物的浓度约在3～10g/L,称为～。
3.絮凝沉淀：初沉池后期、二沉池初期；固体颗粒有明显的絮凝性，沉淀过程中通过絮凝作用使得粒径越来越大、沉淀越来越快。
4.自由沉淀：沉沙池、初沉池初期，固体颗粒絮凝性差、粒径较大、浓度较低，沉淀过程中互不干扰，独立完成沉淀过程。
5.反冲洗时滤层的膨胀率：反冲洗时，滤池膨胀后所增加的厚度与膨胀前厚度之比6.活性污泥法：污水生物处理的一种方法。
该法是在人工充氧条件下，对污水和各种微生物群体进行连续混合培养，形成活性污泥。
利用活性污泥的生物凝聚、吸附和氧化作用，以分解去除污水中的有机污染物。
然后污泥与水分离，大部分污泥再回流到曝气池，多余部分则排出活性污泥系统。
7.悬浮生长：在活性污泥法中，微生物形成絮状，悬浮在混合液中不停地与废水混合和接触。
8.BOD污泥负荷：单位重量的活性污泥在单位时间内所承受的有机物的数量，或生化池单位有效体积在单位时间内去除的有机物的数量，单位kgBOD5/(kgMLVSS.d)。
9.污泥龄：是指每日新增的污泥平均停留在曝气池中的天数，也就是曝气池全部活性污泥平均更新一次所需的时间，或工作着的活性污泥总量同每日排放的剩余污泥量的比值。
10.污泥容积指数（SVI）：简称污泥指数，曝气池出口处混合液经30min沉淀后，1g干污泥所占的容积（以mL计）。
11.污泥沉降比：指曝气池中混合液沉淀30min后，沉淀污泥体积占混合液总体积的百分数。
12.生物膜法 biofilm-process：污水生物处理的一种方法。
该法采用各种不同载体，通过污水与载体的不断接触，在载体上繁殖生物膜，利用膜的生物吸附和氧化作用，以降解去除污水中的有机污染物，脱落下来的生物膜与水进行分离。
絮凝和混凝凝聚
第四节 混凝剂与助凝剂
聚合硫酸铁(碱式硫酸铁)(简写PFS) 化学通式为[Fe2(OH)n(SO4)3- n/2]m
式中n<2,m>10。
A、适用范围广：pH 4-11；低水温，混凝效果 稳定； B、用量小，絮凝体沉降性能好； C、COD去除率和脱色效果好； D、处理后水中铁残留量低，腐蚀性较小。
胶核表面存在某些极性基团和水分子亲和力 很大，使水分子直接吸附到胶核表面而形成一层 水化膜的胶体。
第二节
胶体的特性
五、胶体的稳定性 胶体的稳定性，指胶体粒子在水中长期保持 分散悬浮状态的特性。 稳定因素
静电斥力 布朗运动 水化作用
不稳定因素
范德华引力 布朗运动 重力作用
第三节 混凝原理
根据胶体的特性，在水处理中破坏胶体的稳 定性的方法： 投加电解质；
排 斥 a 排 斥
最大排斥势能
合力fa-fb
颗粒间距 颗粒间距
吸 引
吸 引
(1)水中离子浓度高
(2)水中离子浓度低
第三节 混凝原理
Schulze—Hardy法则：
浓度相同的电解质破坏胶体稳定性的效力随离 子价数的增加而加大。
M :M
2
:M
3
1 : 20 ~ 50 : 1500~ 2500
二、吸附电中和机理 异号胶粒间相互吸引达到电中和而凝聚； 大胶粒吸附许多小胶粒或异号离子，ξ电位降 低，吸引力使同号胶粒相互靠近发生凝聚。
混凝剂一般为高价电解质或聚合离子。 再稳现象：过多投加多核络合离子，胶核的 强烈吸附作用，使胶体重新带电(电荷异号) 而出 现的再稳现象。
第三节 混凝原理
三、吸附架桥机理 吸附架桥作用是指链状高分子聚合物在静电 引力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部 位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥连的现象。
絮凝剂的工作原理及影响因素
絮凝剂的工作原理及影响因素
导读
现在的水处理中絮（混）凝剂的应用很普遍了，但是很多同行对絮（混）凝剂的作用机理普遍不是太了解或者了解的比较片面，这篇文章会全面解析絮（混）凝剂的作用机理——混凝是凝聚和絮凝的总称，这里分开介绍两种的作用机理！
1、絮凝剂的作用机理
1.1、凝聚
凝聚：主要是指胶体脱稳并生成微小聚集体的过程。
凝聚的作用机理一般有：压缩双电子层、吸附—电性中和、吸附架桥作用、网捕—卷扫作用四种解释。
1.1.1 压缩双电层作用
根据DLVO理论，加入含有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体颗粒表面，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，也就是双电层的厚度变薄，胶体颗粒滑动面上的ξ电位降低。
当ξ电位降至0时，称为等电状态，此时排斥势垒完全消失。
ξ电位降至某一数值使胶体颗粒总势能曲线上的势垒Emax=0，胶体颗粒即发生聚集作用，此时的ξ电位称为临界电位ξk。
1.1.
2. 吸附—电性中和
胶体颗粒表面吸附异号离子、异号胶体颗粒或带异号电荷的高分子，从而中和了胶体颗粒本身所带部分电荷，减少了胶粒间的静电引力，使胶体颗粒更易于聚沉。
驱动力包括静电引力、氢键、配位键和范德华力等。
可以解释水处理中胶体颗粒的再稳定现象。
1.1.3. 吸附架桥作用
分散体系中德胶体颗粒通过吸附有机物或无机高分子物质架桥连接，凝集为大的聚集体而脱稳聚沉。
分为
1、长链高分子架桥；
2、短距离架桥。
三种类型：
①胶粒与不带电荷的高分子物质发生架桥，涉及范德华力、氢键、配位键等吸附力。
水质工程学课件：凝聚和絮凝
3.3 混凝剂
一.混凝剂 种类有不少于200－300种 其分类见表3-1
表3-1 常用混凝剂
硫酸铝
铝系
明矾 聚合氯化铝（PAC）
无
聚合硫酸铝（PAS）
机
三氯化铁
硫酸亚铁
铁系 硫酸铁（国内生产少）
聚合硫酸铁
聚合氯化铁
适宜pH：5.5~8
适宜pH：5~11， 但腐蚀性强
阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物
凝聚和絮凝
混凝(coagulation)的定义
混凝的去除对象 胶体及部分细小的悬浮物 粒径范围在1nm~0.1m（有时认为在1m）
混凝目的 投加混凝剂使胶体脱稳,相互凝聚生长成大矾花。
混凝的定义 包括凝聚(aggregation)和絮凝(flocculation)两个步 骤,凝聚是指使胶体脱稳并生成微小聚集体的过程, 而絮凝是指使脱稳的胶体或微小悬浮物聚结成大的 絮凝体的过程。
现象： ①高分子投量过少，不足以形成吸附架桥； ②但投加过多,会出现“胶体保护”现象，见图3-5。
(4)网捕或卷扫
吸附架桥作用模型示意图
胶粒
高分子
胶粒
高分子
图 63-54 架桥模型示意
胶粒 排斥
高分子 排斥
图 36-56 胶体保护示意
三.絮凝机理
异向絮凝（perikinetic flocculation） 由布朗运动所引起的胶体颗粒碰撞聚集。
滑动面
胶 核
电位：决定了胶体的聚集 稳定性。
一般粘土电位＝- 15~-40mV 细菌电位＝-30~-70mV
ζ
Ⅱ
Ⅰ
δd
图 3-1 胶体双电层结构示意
三.DLVO理论
排
斥
混凝
2、
胶体的结构
吸附层：反离子中紧靠电位离 子的部分被牢固的吸引着，当 胶核运动时，它也随着一起运 动，和电位离子所形成固定的 离子层。
扩散层：反离子中距离电位离 子较远，受到的引力较弱，不 随胶核一起运动，并有向水中 扩散的趋势，形成了扩散层。 滑动面：吸附层与扩散层之间 的交界面。。
3、胶体的电位
① 铝盐
硫酸铝（Al2(SO4)3•18H2O） 明矾（K2SO4•Al2(SO4)3•24H2O） 由于铝的比重小，在水温低的情况下，絮粒较轻而 疏松，处理效果较差。 pH有效范围较窄，在5.5-8之间。 投加量大。
以 铝盐 为例，介绍混凝的过程：
在水中，Al3+以Al(H2O)63+的形态存在，发生水解： [Al(H2O)6]3+ ==[Al (OH)(H2O)5]2+ + H+ [Al(OH)(H2O)5]2+ == [Al(OH )2(H2O)4]+ + H+ [Al(OH )2(H2O)4]+ ==[Al(OH )3(H2O)3]↓ + H+ （1）pH≤4时，水中以[Al(H2O)6]3+ 为主； （2） pH4～5时，以[Al (OH)(H2O)5]2+ 、[Al(OH )2(H2O)4]+ 为主,及少量的[Al(OH )3(H2O)3]； （3）pH7～8时，水中以[Al(OH )3(H2O)3]为主。 （4）pH>9时，水中产生Al(OH )3沉淀。
（3）动力学稳定：是指颗粒布朗运动对抗重力影响的能力。粒 子越小，动力学稳定性越高。
可见胶体粒子表面电荷或水化膜消除，便失去聚集 稳定性，小颗粒便可相互聚集成大的颗粒，从而动力学 稳定性也随之破坏，沉淀就会发生。因此，胶体稳定性 关键在于消除胶体的ξ电位。 混凝处理即是要破坏胶体的稳定性，使胶体脱稳、 聚集、沉淀析出。 胶体的脱稳：胶粒因ξ电位的降低或消除，以致失去稳定 性的过程。
化学混凝
最大排斥势能
合力fa-fb
颗粒间距 颗粒间距
吸 引
吸 引
(1)水中离子浓度高
(2)水中离子浓度低
第三节
混凝原理
Schulze—Hardy法则：
浓度相同的电解质破坏胶体稳定性的效力随离 子价数的增加而加大。
M :M
2
:M
3Hale Waihona Puke 1 : 20 ~ 50 : 1500~ 2500
重新稳定现象: 当混凝剂投量过多时，凝聚效果 下降的现象。原因：胶体吸附电解质，表面电荷重 新分布。
第二节
胶体的特性
总电位(ψ电 位):胶核表面 的电位离子 形成的电位。
电动电位(ξ电位): 胶粒与扩散层之间有 一个电位差。
第二节
胶体的特性
四、胶体的类型
(一) 疏水性胶体（憎水性胶体）
吸附层中的离子直接与胶核接触，水分子不能 直接接触胶核。如氢氧化铝、二氧化硅在水中形 成的胶体。 (二) 亲水性胶体
第二节
胶体的特性
胶核 胶粒
二、胶体的结构
胶团 扩散层
吸附层
第二节
胶体的特性
三、双电层理论 中心称为胶核，表面选择吸附或电离形成的带有同 号电荷的离子称为胶体的电位离子。 电位离子的静电引力， 在其周围又吸附了大 量的反(异号)离子， 形成了所谓的“双电
层”。
第二节
胶体的特性
吸附层：紧靠电位离子的部 分异号离子被牢固的吸引着， 随胶核一起运动，形成固定 的离子层。 扩散层：距电位离子较远的 异号离子受到的引力较弱， 不能随胶核一起运动；密度 距胶核距离增大而减小，符 合Boltzmann分布。
投加电荷不同或水化作用不同的胶体或产生
絮凝剂的种类介绍
絮凝剂的种类介绍凝聚是指胶体被压缩双电层而脱稳的过程；絮凝则指胶体由于高分子聚合物的吸附架桥作用聚结成大颗粒絮体的过程；混凝则包括凝聚与絮凝两种过程。
一、混凝剂1. 无机盐类混凝剂⑴聚合三氯化铁(PFC)a. 物化性能：棕黄色粘稠液体。
相对密度1.450，酸性，易溶于水。
聚合氯化铁是20世纪80年代后期，针对铝盐絮凝剂残留铝对人体带来严重危害及铝的生物毒性等问题，铁盐絮凝剂混凝效果差、产品稳定性不好等不足，研制开发的新型无机高分子絮凝剂。
聚合氯化铁絮凝效果与三氯化铁比较要高得多。
当处理的水温较低时，效果更明显。
b. 制备方法：在三氯化铁溶液中加入氢氧化钠，生成碱式氯化铁一钠，加入氢氧化钙生成碱式氯化铁一钙。
要求铁离子(Fe3+)浓度在0.01～0.75mol/L，氢氧根与铁的比(OH/Fe)在0～2.5之间。
具体配制如下：将10mL 0.5mol/L六水氯化铁(FeCl3·6H2O)用水稀释到200mL，在快速搅拌下，缓慢地加入50mL 0.25mo l的氢氧化钠，控制碱化度为11%左右，即为产品。
每次制备数量不宜过多，制备后立即使用。
存放不得超过20h，否则溶液将发生变化。
c. 产品应用：该产品可用于生活用水及生产给水的净化处理。
可直接计量投加或适当稀释后投加，用做原水处理时有效投加量20～50mg/L，适用pH值范围广，处理后水的pH降低不大，不增加水的色度，是一种新型高分子絮凝剂。
⑵聚合氯化硫酸铁(PFCS)a.物化性质：棕黄色粘稠液体，无味或略带氯气味。
相对密度1.450，酸性，易溶于水。
b.制备方法：①以FeSO4为原料，FeSO4用量为23%～64%，水用量为15%～20%,催化剂用量为2%～8%，次氯酸钠为氧化剂，充分搅拌反应3h，静止熟化后过滤，即得产品。
②以硫酸铁为原料，以氯气为氧化剂，使二价铁氧化为三价铁离子，然后以氢氧化钠中和调整碱化度，同时加入氯化钙为稳定剂，反应0.5h，可得到液体产品。
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药剂，消除胶体粒子之间的静电排斥，然后再投加聚丙烯酰胺（PAM），使得微粒逐渐变大，形成肉眼可见的矾
花，最后产生沉降。
4、什么叫吸附？
利用多孔性固体（如活性炭）或絮体物质（如聚铁）将废水中的有毒有害物质吸附在固体或絮体的表面上或微
孔内，达到净化水质的目的，这种处理方法称作为吸附处理。吸附的对象可以是不溶性固体物质，也可以是溶
型结构，线的一端拉着一个微小粒子，另一端拉着另一个微小粒子，在相距较远两个粒子之间起着粘结架桥的
作用，使得微粒逐渐变大，最终形成大颗粒的絮凝体（俗称矾花），加速颗粒沉降。常用的絮聚剂有聚丙烯酰
胺（PAM）、聚铁（PE）等。
3、什么叫混凝？
凝聚与絮凝结合在一起使用的过程为混凝过程。混凝在实验或工程上被经常应用，如先在水中投加硫酸亚铁等
解性物质。吸附处理的效率高，出水水质好，因此常作为废水深度处理。也可在生化处理单元中引入吸附处理
，以提高生化处理效率（如PACT法就是其中的一中投加带正离子的混凝药剂，大量正离子在胶体粒子之间的存在以消除胶体粒子之间的静电排斥，从而
使微粒聚结，这种通过投加正离子电解质的方法，使得胶体微粒相互聚结的过程称为凝聚。常用地凝聚剂有硫
酸铝、硫酸亚铁、明矾、氯化铁等。
2、什么叫絮凝？
絮凝是在废水中加入高分子混凝药剂，高分子混凝药剂溶解后，会形成高分子聚合物。这种高聚物的结构是线