第2篇物理、化学及物理化学处理工艺原理 第3章混凝 ·3.1胶体的稳定性和胶体结构 ÷3.2混凝原理 ·33混凝剂 ·3.4混凝动力学 ÷3.5混凝过程 ·3.6混凝设施 ÷37混凝试验
第2篇 物理、化学及物理化学处理工艺原理 第3章 混 凝 ❖ 3.1 胶体的稳定性和胶体结构 ❖ 3.2 混凝原理 ❖ 3.3 混凝剂 ❖ 3.4 混凝动力学 ❖ 3.5 混凝过程 ❖ 3.6 混凝设施 ❖ 3.7 混凝试验
概述 ●基本概念 混凝(coagulation)：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（混合）和絮凝的总称。 凝聚(aggregation) (混合)：指使胶体脱稳并生成微 小聚集体的过程； 絮凝(flocculation)：指脱稳的胶体或微小悬浮物通过 吸附、卷扫和架桥等作用而聚结成更大的絮凝体的 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
⚫基本概念 混凝（coagulation） ：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（混合）和絮凝的总称。 凝聚（aggregation）（混合）：指使胶体脱稳并生成微 小聚集体的过程； 絮凝（flocculation）：指脱稳的胶体或微小悬浮物通过 吸附、卷扫和架桥等作用而聚结成更大的絮凝体的 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。 概 述
●混凝去除对象： 水和废水中常常不能用自然沉降法除去的悬 浮微粒和胶体污染物。 说明： 胶体：尺寸范围在0.001~1um之间的颗粒是水中各种细 菌、病毒、污染物的载体。它和悬浮颗粒是水浑浊的主要 因素
⚫ 混凝去除对象： 水和废水中常常不能用自然沉降法除去的悬 浮微粒和胶体污染物。 说明： 胶体：尺寸范围在0.001～1um之间的颗粒是水中各种细 菌、病毒、污染物的载体。它和悬浮颗粒是水浑浊的主要 因素
● 混凝去除办法： 1首先投加化学药剂来破坏胶体和悬浮微粒 在水中形成的稳定分散系，使其聚集为具 有明显沉降性能的絮凝体； 2再用重力沉降法予以分离
⚫ 混凝去除办法： 1 首先投加化学药剂来破坏胶体和悬浮微粒 在水中形成的稳定分散系，使其聚集为具 有明显沉降性能的絮凝体； 2 再用重力沉降法予以分离
3.1胶体的稳定性和胶体结构 3.1.1 胶体的稳定性 3.1.2 胶体的双电层结构 3.1.3 DLVO理论
3.1 胶体的稳定性和胶体结构 ❖ 3.1.1 胶体的稳定性 ❖ 3.1.2 胶体的双电层结构 ❖ 3.1.3 DLVO理论
3.1.1胶体的稳定性 1胶体的双电层结构 双电层结构：电位离子层（内层）与反离子层（外层）构成了 胶体粒子的双电层结构。 双电层内层 双电层外层 {[胶核]电位形成离子，束缚反离子}，自由反离子 吸附层☐ 扩散层 胶粒 胶团 图3一1硅胶团的结构示意图
1 胶体的双电层结构 3.1.1 胶体的稳定性 {[胶核]电位形成离子，束缚反离子}， 自由反离子 吸附层 扩散层 胶粒 胶团 双电层内层 双电层外层 双电层结构：电位离子层（内层）与反离子层（外层）构成了 胶体粒子的双电层结构。 图3－1 硅胶团的结构示意图
电位离子 反离子 滑动面 胶团边界 吸附层 扩散层 阴离子浓度 图3一2胶体的双电层结构及电位示意图
图3－2 胶体的双电层结构及电位示意图
①胶核：胶体微粒的核心。胶体颗粒的最内层 ②双电层内层 电位离子层：在胶核表面，吸附了一层同号电荷的离于 而形成的离子层。 电位离子层所带电荷称为胶体粒子的表面电荷，其电性 和电荷量决定了双电层总电位的符号和大小。 ③双电层的外层 离子层：按其与胶核的紧密程度，又分为吸附层和扩 散层 反离子吸附层：紧靠电位离子，并随胶核一起运动， 和电位离子层一起构成了胶体粒子的固定层。 反离子扩散层：固定层以外的那部分反离子。它由于 受电位离子的引力较小，因而不随胶核一起运动，并趋于向 溶液主体扩散，直至与溶液中的平均浓度相等。 滑动面：吸附层与扩散层的交界面在胶体化学上称为 滑动
① 胶核：胶体微粒的核心。胶体颗粒的最内层 ② 双电层内层 电位离子层：在胶核表面,吸附了一层同号电荷的离子 而形成的离子层。 电位离子层所带电荷称为胶体粒子的表面电荷，其电性 和电荷量决定了双电层总电位的符号和大小。 ③ 双电层的外层 反离子层：按其与胶核的紧密程度，又分为吸附层和扩 散层 反离子吸附层：紧靠电位离子，并随胶核一起运动， 和电位离子层一起构成了胶体粒子的固定层。 反离子扩散层：固定层以外的那部分反离子。它由于 受电位离子的引力较小，因而不随胶核一起运动，并趋于向 溶液主体扩散，直至与溶液中的平均浓度相等。 滑动面：吸附层与扩散层的交界面在胶体化学上称为 滑动面
④胶粒：通常将胶核与吸附层合在一起称为胶粒 ⑤胶团：胶粒与扩散层组成的电中性胶团，称为 胶团。 由于胶粒内反离子电荷数少于表面电荷数， 故胶粒总是带电的，其电量等于表面电荷数与 吸附层反离子电荷数之差，其电性与电位离子 电性相同
④ 胶粒：通常将胶核与吸附层合在一起称为胶粒 ⑤ 胶团：胶粒与扩散层组成的电中性胶团，称为 胶团。 由于胶粒内反离子电荷数少于表面电荷数， 故胶粒总是带电的 ，其电量等于表面电荷数与 吸附层反离子电荷数之差 ，其电性与电位离子 电性相同
2胶体的电位 胶体的电动电位（电位）：当胶体粒子运动时，扩散层 中的大部分反离子就会脱离胶团，向溶液主体扩散。其 结果必然使胶粒产生剩余电荷（其量等于脱离胶团的反 离子所带电荷数值，符号与电位离子相同)，使胶粒与 扩散层之间形成一个电位差，此电位称为胶体的电动电 位，常称为飞电位。 总电位或亚电位：胶核表面的电位离子与溶液主体之间的 电位差则称为总电位或电位。在总电位一定时，扩散 层愈厚，：电位愈高，反之，扩散层愈薄，电位愈低
胶体的电动电位（ζ电位）：当胶体粒子运动时，扩散层 中的大部分反离子就会脱离胶团，向溶液主体扩散。其 结果必然使胶粒产生剩余电荷（其量等于脱离胶团的反 离子所带电荷数值，符号与电位离子相同），使胶粒与 扩散层之间形成一个电位差，此电位称为胶体的电动电 位，常称为ζ电位。 总电位或ψ电位：胶核表面的电位离子与溶液主体之间的 电位差则称为总电位或ψ电位。 在总电位一定时，扩散 层愈厚，ζ电位愈高，反之，扩散层愈薄，ζ电位愈低。 2 胶体的电位