第四章混凝澄清法 §4-1概述 处理对象:胶体态及难沉物 混凝过程具有两个作用: 第一个作用:使水中原有的离散微粒首先具有粘附在固体颗粒 上的性质一凝聚( coagulation) ●第二个作用:使这些具有粘附性的离散微粒能够粘结成絮 体 絮凝( flocculation) 混凝( coagulation- flocculation)
第四章 混凝澄清法 §4-1 概述 处理对象：胶体态及难沉物 混凝过程具有两个作用： ● 第一个作用：使水中原有的离散微粒首先具有粘附在固体颗粒 上的性质 ——凝聚（coagulation） ● 第二个作用：使这些具有粘附性的离散微粒能够粘结成絮 体 ——絮凝（flocculation） 混凝（coagulation-flocculation）
§4-1概述 一、胶体颗粒的基本性质 ①水处理中常见胶体:粘土颗粒(对于d<4μm),大部分细菌 (0.2~8onm),病毒(10~300nm),蛋白质。 ②稳定性:胶体颗粒在水中保持分散状态的性质。 ③憎水性胶体,亲水性胶体或介于两者之间 ④对憎水性胶体,其稳定性可用双电层结构来说明 对于亲水性胶体,其稳定性主要由于它所吸附的大量水分子所 构成的水壳来说明
§4-1 概述 一、胶体颗粒的基本性质 ① 水处理中常见胶体：粘土颗粒（对于d<4μm），大部分细菌 （0.2~80nm），病毒（10~300nm），蛋白质。 ② 稳定性：胶体颗粒在水中保持分散状态的性质。 ③ 憎水性胶体，亲水性胶体或介于两者之间。 ④ 对憎水性胶体，其稳定性可用双电层结构来说明。 对于亲水性胶体，其稳定性主要由于它所吸附的大量水分子所 构成的水壳来说明
§4-1概述 二、(憎水性)胶体的双电层结构及其稳定性 1.颗粒表面电荷的产生 水中胶体表面都带有电荷,在一般水质中,粘土、细菌、病毒 等都是带负电的胶体。而氢氧化铝或氢氧化铁等微晶体都是带 正电的胶体,其表面电荷的产生有如下四个机理: ①固相表面对水中某种离子的特异吸附; ②极难溶的离子型晶体与它溶解下来的离子产物之间有一平衡关 系,(这一平衡关系由溶度积来确定),这使得晶体表面有了一定 符号的电荷。铁、铝、氢、氧化物颗粒表面电荷可以是依此机理产 生的。由于金属氧化物或氢氧化物的溶解沉淀反应与溶液pH值有 关,因此,这类颗粒的表面电荷和电势受pH控制;
§4-1 概述 二、（憎水性）胶体的双电层结构及其稳定性 1．颗粒表面电荷的产生 水中胶体表面都带有电荷，在一般水质中，粘土、细菌、病毒 等都是带负电的胶体。而氢氧化铝或氢氧化铁等微晶体都是带 正电的胶体，其表面电荷的产生有如下四个机理： ② 极难溶的离子型晶体与它溶解下来的离子产物之间有一平衡关 系，（这一平衡关系由溶度积来确定），这使得晶体表面有了一定 符号的电荷。铁、铝、氢、氧化物颗粒表面电荷可以是依此机理产 生的。由于金属氧化物或氢氧化物的溶解沉淀反应与溶液pH值有 关，因此，这类颗粒的表面电荷和电势受pH控制； ① 固相表面对水中某种离子的特异吸附；
§4-1概述 ③颗粒表面离子化能团的离解,特别是高分子有机物因其极性 能团的酸碱离解而使表面带上电荷;(受pH控制)(如蛋白质: COoH=R一NH2) ④某些离子型晶体(结晶物质)的 Schottky缺陷在晶体表面产生 过量的阳或阴离子,而在其表面呈带正电或负电。(粘土及其它铝 硅酸盐矿物晶体的表面电荷成因) 以上四个机理不是截然可分的,不同情况下由其中一个或几个机理 起作用
§4-1 概述 以上四个机理不是截然可分的，不同情况下由其中一个或几个机理 起作用。 ③ 颗粒表面离子化 能团的离解，特别是高分子有机物因其极性 能团的酸碱离解而使表面带上电荷；（受pH控制）（如蛋白质： COOH – R – NH2） ④ 某些离子型晶体（结晶物质）的Schottky缺陷在晶体表面产生 过量的阳或阴离子，而在其表面呈带正电或负电。（粘土及其它铝 硅酸盐矿物晶体的表面电荷成因）
§4-1概述 =( 胶核荷电示意图 2.胶体的双电层结构
§4-1 概述 2．胶体的双电层结构 胶核荷电示意图
电位离子 滑动面 反离子 胶团边界 胶核 计图++ 吸附层 扩散层 胶粒 在电位 v电位 P464-1式入手分析影 响zeta电位的因素
电位离子 反离子 扩散层 胶团边界 滑动面 胶粒 吸附层 胶核 ξ电位 Ψ电位 P46,4-1式入手分析影 响zeta电位的因素
§4-1概述 势能峰 胶体的动能: 斥力 1.5kT布朗运动 势能峰:数百至数 千kT 中心距d 引力
§4-1 概述 0 斥力 引力 中心距d 势能峰 胶体的动能： 1.5kT,布朗运动 势能峰：数百至数 千kT
斥力 0 --d 引力 三、胶体的脱稳及凝聚 压缩双电层、电性中和、吸附桥联、沉淀网捕
0 斥力 引力 d 三、胶体的脱稳及凝聚 压缩双电层、电性中和、吸附桥联、沉淀网捕
斥力 0 引力
0 斥力 引力 d
斥力 d a 引力
0 斥力 引力 d