关于污水处理中絮凝、混凝的作用机理

一、引言

在污水处理过程中，絮凝和混凝是两种重要的物理-化学处理技术，被广泛应用于各种水处理场合。它们通过改变水中悬浮颗粒和胶体的物理化学性质，使其聚集成较大的絮体，从而便于后续的沉淀、过滤或吸附等操作，实现水质净化。本文将详细探讨絮凝和混凝在污水处理中的作用机理，以期为相关领域的研究和实践提供参考。

二、絮凝的作用机理

（一）概念定义

絮凝是指通过添加絮凝剂，使水中悬浮颗粒和胶体在物理或化学作用下相互聚集，形成较大絮体的过程。这些絮体具有较大的沉降速度，可以迅速从水中分离出来。

（二）作用方式

吸附架桥作用：当向水中投加絮凝剂后，絮凝剂分子会首先通过电中和作用吸附到带异号电荷的胶体颗粒上。随后，这些吸附了絮凝剂分子的胶体颗粒会通过高分子链的架桥作用相互连接，形成更大的絮体。这种作用方式被称为吸附架桥作用。

网捕作用：在某些情况下，当向水中投加大量高分子絮凝剂时，这些高分子链会在水中形成三维网状结构。当水中的胶体颗粒或悬浮物进入这些网状结构时，它们会被网捕并聚集在一起形成絮体。这种作用方式被称为网捕作用。

（三）影响因素

絮凝剂种类和性质：不同种类的絮凝剂具有不同的分子结构和电荷性质，因此其絮凝效果也会有所不同。一般来说，高分子絮凝剂的絮凝效果优于低分子絮凝剂。

絮凝剂投加量：絮凝剂的投加量对絮凝效果具有显著影响。投加量过少会导致絮凝效果不佳，而投加量过多则可能使絮体过大，影响后续处理效果。

水质特性：水中的pH值、悬浮物浓度、胶体颗粒性质等因素都会对絮凝效果产生影响。因此，在选择絮凝剂和确定ZUI佳投加量时，需要充分考虑水质特性。

搅拌条件和时间：搅拌可以促进絮凝剂与水中胶体颗粒的充分接触和反应，从而提高絮凝效果。然而，过强的搅拌强度或过长的搅拌时间可能会破坏已形成的絮体结构，导致絮凝效果下降。

三、混凝的作用机理

（一）概念定义

混凝是指通过添加混凝剂，使水中胶体颗粒脱稳并相互聚集形成较大颗粒的过程。这些较大颗粒在重力作用下可以迅速沉降下来，从而实现水质净化。

（二）作用方式

压缩双电层作用：当向水中投加混凝剂时，混凝剂中的正离子会进入胶体颗粒的双电层中，中和胶体颗粒表面的负电荷。随着正离子的不断进入，胶体颗粒的双电层被压缩，ζ电位逐渐降低。当ζ电位降低到一定程度时，胶体颗粒会失去稳定性并相互聚集形成较大颗粒。这种作用方式被称为压缩双电层作用。

电中和作用：除了压缩双电层作用外，混凝剂还可以通过电中和作用使胶体颗粒脱稳。当混凝剂投加量足够大时，混凝剂中的正离子会完全中和胶体颗粒表面的负电荷，使胶体颗粒变为电中性。此时，胶体颗粒之间的排斥力消失，它们会相互聚集并沉降下来。

吸附架桥作用：与絮凝相似，混凝过程中也存在吸附架桥作用。当混凝剂分子吸附到胶体颗粒上时，它们可以通过高分子链的架桥作用将多个胶体颗粒连接在一起形成更大的颗粒。这些大颗粒在重力作用下可以迅速沉降下来。

（三）影响因素

混凝剂种类和性质：不同种类的混凝剂具有不同的离子性质和分子量大小，因此其混凝效果也会有所不同。一般来说，高价金属离子盐类混凝剂的混凝效果优于低价金属离子盐类混凝剂。

混凝剂投加量：与絮凝剂类似，混凝剂的投加量对混凝效果具有显著影响。投加量过少会导致混凝效果不佳，而投加量过多则可能使形成的颗粒过大或产生胶体保护现象。

水质特性：水中的pH值、悬浮物浓度、胶体颗粒性质等因素都会对混凝效果产生影响。因此，在选择混凝剂和确定ZUI佳投加量时，需要充分考虑水质特性。

搅拌条件和时间：适当的搅拌可以促进混凝剂与水中胶体颗粒的充分接触和反应，从而提高混凝效果。然而，过强的搅拌强度或过长的搅拌时间可能会破坏已形成的颗粒结构，导致混凝效果下降。

四、结论与展望

本文详细探讨了絮凝和混凝在污水处理中的作用机理。通过了解这两种技术的原理和应用条件，我们可以更好地优化污水处理过程中的加药方案和操作条件，实现更高效的水质净化。未来随着科技的不断进步和XIN型絮凝剂、混凝剂的开发应用，我们相信污水处理技术将不断完善和发展，为环境保护和人类健康做出更大的贡献。