關于污水處理中絮凝、混凝的作用機理

一、引言

在污水處理過程中，絮凝和混凝是兩種重要的物理-化學處理技術，被廣泛應用于各種水處理場合。它們通過改變水中懸浮顆粒和膠體的物理化學性質，使其聚集成較大的絮體，從而便于后續的沉淀、過濾或吸附等操作，實現水質凈化。本文將詳細探討絮凝和混凝在污水處理中的作用機理，以期為相關領域的研究和實踐提供參考。

二、絮凝的作用機理

（一）概念定義

絮凝是指通過添加絮凝劑，使水中懸浮顆粒和膠體在物理或化學作用下相互聚集，形成較大絮體的過程。這些絮體具有較大的沉降速度，可以迅速從水中分離出來。

（二）作用方式

吸附架橋作用：當向水中投加絮凝劑后，絮凝劑分子會首先通過電中和作用吸附到帶異號電荷的膠體顆粒上。隨后，這些吸附了絮凝劑分子的膠體顆粒會通過高分子鏈的架橋作用相互連接，形成更大的絮體。這種作用方式被稱為吸附架橋作用。

網捕作用：在某些情況下，當向水中投加大量高分子絮凝劑時，這些高分子鏈會在水中形成三維網狀結構。當水中的膠體顆粒或懸浮物進入這些網狀結構時，它們會被網捕并聚集在一起形成絮體。這種作用方式被稱為網捕作用。

（三）影響因素

絮凝劑種類和性質：不同種類的絮凝劑具有不同的分子結構和電荷性質，因此其絮凝效果也會有所不同。一般來說，高分子絮凝劑的絮凝效果優于低分子絮凝劑。

絮凝劑投加量：絮凝劑的投加量對絮凝效果具有顯著影響。投加量過少會導致絮凝效果不佳，而投加量過多則可能使絮體過大，影響后續處理效果。

水質特性：水中的pH值、懸浮物濃度、膠體顆粒性質等因素都會對絮凝效果產生影響。因此，在選擇絮凝劑和確定ZUI佳投加量時，需要充分考慮水質特性。

攪拌條件和時間：攪拌可以促進絮凝劑與水中膠體顆粒的充分接觸和反應，從而提高絮凝效果。然而，過強的攪拌強度或過長的攪拌時間可能會破壞已形成的絮體結構，導致絮凝效果下降。

三、混凝的作用機理

（一）概念定義

混凝是指通過添加混凝劑，使水中膠體顆粒脫穩并相互聚集形成較大顆粒的過程。這些較大顆粒在重力作用下可以迅速沉降下來，從而實現水質凈化。

（二）作用方式

壓縮雙電層作用：當向水中投加混凝劑時，混凝劑中的正離子會進入膠體顆粒的雙電層中，中和膠體顆粒表面的負電荷。隨著正離子的不斷進入，膠體顆粒的雙電層被壓縮，ζ電位逐漸降低。當ζ電位降低到一定程度時，膠體顆粒會失去穩定性并相互聚集形成較大顆粒。這種作用方式被稱為壓縮雙電層作用。

電中和作用：除了壓縮雙電層作用外，混凝劑還可以通過電中和作用使膠體顆粒脫穩。當混凝劑投加量足夠大時，混凝劑中的正離子會完全中和膠體顆粒表面的負電荷，使膠體顆粒變為電中性。此時，膠體顆粒之間的排斥力消失，它們會相互聚集并沉降下來。

吸附架橋作用：與絮凝相似，混凝過程中也存在吸附架橋作用。當混凝劑分子吸附到膠體顆粒上時，它們可以通過高分子鏈的架橋作用將多個膠體顆粒連接在一起形成更大的顆粒。這些大顆粒在重力作用下可以迅速沉降下來。

（三）影響因素

混凝劑種類和性質：不同種類的混凝劑具有不同的離子性質和分子量大小，因此其混凝效果也會有所不同。一般來說，高價金屬離子鹽類混凝劑的混凝效果優于低價金屬離子鹽類混凝劑。

混凝劑投加量：與絮凝劑類似，混凝劑的投加量對混凝效果具有顯著影響。投加量過少會導致混凝效果不佳，而投加量過多則可能使形成的顆粒過大或產生膠體保護現象。

水質特性：水中的pH值、懸浮物濃度、膠體顆粒性質等因素都會對混凝效果產生影響。因此，在選擇混凝劑和確定ZUI佳投加量時，需要充分考慮水質特性。

攪拌條件和時間：適當的攪拌可以促進混凝劑與水中膠體顆粒的充分接觸和反應，從而提高混凝效果。然而，過強的攪拌強度或過長的攪拌時間可能會破壞已形成的顆粒結構，導致混凝效果下降。

四、結論與展望

本文詳細探討了絮凝和混凝在污水處理中的作用機理。通過了解這兩種技術的原理和應用條件，我們可以更好地優化污水處理過程中的加藥方案和操作條件，實現更高效的水質凈化。未來隨著科技的不斷進步和XIN型絮凝劑、混凝劑的開發應用，我們相信污水處理技術將不斷完善和發展，為環境保護和人類健康做出更大的貢獻。