混凝原理
化学混凝的机理至今仍未完全清楚.因为它涉及的因素很多,如水中杂质的成分和浓度、水温、水的pH值、碱度,以及混凝剂的性质和混凝条件等.但归结起来,可以认为主要是三方面的作用：
(1)压缩双电层作用 如前所述,水中胶粒能维持稳定的分散悬浮状态,主要是由于胶粒的∫电位.如能消除或降低胶粒的∫电位,就有可能使微粒碰撞聚结,失去稳定性.在水中投加电解质——混凝剂可达此目的.例如天然水中带负电荷的粘土胶粒,在投入铁盐或铝盐等混凝剂后,混凝剂提供的大量正离子会涌入胶体扩散层甚至吸附层.因为胶核表面的总电位不变,增加扩散层及吸附层中的正离子浓度,就使扩散层减薄,图8—1中的∫电位降低.当大量正离子涌入吸附层以致扩散层完全消失时,∫电位为零,称为等电状态.在等电状态下,胶粒间静电斥力消失,胶粒最易发生聚结.实际上,∫电位只要降至某一程度而使胶粒间排斥的能量小于胶粒布朗运动的动能时,胶粒就开始产生明显的聚结,这时的∫电位称为临界电位.胶粒因电位降低或消除以致失去稳定性的过程,称为胶粒脱稳.脱稳的胶粒相互聚结,称为凝聚.
压缩双电层作用是阐明胶体凝聚的一个重要理论.它特别适用于无机盐混凝剂所提供的简单离子的情况.但是,如仅用双电层作用原理来解释水中的混凝现象,会产生一些矛盾.例如,三价铝盐或铁盐棍凝剂投量过多时效果反而下降,水中的胶粒又会重新获得稳定.又如在等电状态下,混凝效果似应最好,但生产实践却表明,混凝效果最佳时的∫电位常大于零.于是提出了第二种作用.
(2)吸附架桥作用 三价铝盐或铁盐以及其他高分子棍凝剂溶于水后,经水解和缩聚反应形成高分子聚合物,具有线性结构.这类高分子物质可被胶体微粒所强烈吸附.因其线性长度较大．当它的一端吸附某一胶粒后,另一端又吸附另一胶粒,在相距较远的两胶粒间进行吸附架桥,使颗粒逐渐结大,形成肉眼可见的粗大絮凝体.这种由高分子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程,称为絮凝.
(3)网捕作用 三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物.这些沉淀物在自身沉降过程中,能集卷、网捕水中的胶体等微粒,使胶体粘结.
上述三种作用产生的微粒凝结理象——凝聚和絮凝总称为混凝.
当混凝剂加量大时,混凝剂相互之间会有影响,使上述三种作用能力发生变化,但不都是作用力加强,大于它的最佳投药量时,再投加混凝剂反而效果会降低.
