四川混凝劑使膠體顆粒的脫穩方法

　　在水中加入混凝劑聚合氯化鋁降低膠體顆粒的ξ電位，破壞它的穩定性，使相互碰撞的顆粒能黏結成大的絮狀顆粒，最后從水中沉降下來，這種使膠體顆粒失去穩定性的過程叫脫穩。

投加電解質

　　向含有負電荷膠體的天然水中投加帶高價反離子的電解質后，水中反離子濃度增大，此時水中膠體微粒的擴散層在反離子的壓縮作用下減薄，ξ電位下降。當ξ電位降至零時，膠粒間的排斥勢能完全消失，此時膠體達到完全脫穩的狀態，膠粒間的吸引勢能達到最大值，膠粒很容易凝聚，我們將這種狀態稱為等電點狀態。研究表明，聚合氯化鋁凝聚不一定非要在等電點時才進行，在ξ電位值約為0.03V時，排斥勢能已降到足能使膠粒相互接近，此時在吸引力的作用下，膠粒開始凝聚，因此可以認為這一ξ電位值是膠體穩定的限度，故稱為臨界電位值。

　　實驗表明，向水中投加的電解質，其反離子價數愈高，脫穩效果愈高。在投加量相同的情況下，二價離子的脫穩效果是一價離子的50-60倍、三價離子為一價離子的700-1000倍。要使天然水中負電荷膠體脫穩，所需的一價、二價、三價離子的投加量之比大致為1:102:103。實驗還表明，天然水中的腐殖質和黏土微粒的擴散層中的陽離子易于同水中二價或三價反離子進行交換，膠粒吸收水中二價或三價離子后，其穩定性大大降低。這條規則就是有名的叔采-哈代(Schulzc-Hardy)法則。

　　對于親水性膠體微粒，要使其脫穩，主要是壓縮水化膜的厚度，也可以采用投加電解質來完成，只是投加量要比憎水性膠體大得多。

投加與天然水中膠體電荷相反的膠體

　　向天然水中投加與原有膠體電荷相反的膠體后，兩者由于電荷相反發生電中和，它們的ξ電位的絕對值隨之降低。為使兩種膠體凝聚，必須控制適當的投加量。投加量不足時，在相互凝聚過程中，兩者的ξ電位雖有所降低，但仍保持有一定的值，故凝聚效果不好。投加量過大時，會發生膠體再帶電現象，因為原有膠體脫穩后形成的絮凝體具有較大的吸附能力，它能吸附過量的帶相反電荷的膠體而重新帶電，即原有膠體電荷發生變化。

投入高分子絮凝劑

　　高分子絮凝劑聚合氯化鋁是水溶性線型高分子化合物，分子呈鏈狀。投加高分子絮凝劑，能直接引起膠體聚沉，這種能使膠體發生聚沉的高分子稱高分子絮凝劑。

　　高分子絮凝劑在濃度較稀時，同一高分子鏈同時吸附在多個膠體顆粒表面上，通過“搭橋”將兩個或多個膠體顆粒拉扯在一起，導致絮凝，如圖2-3(a)，這種膠體與絮凝劑的結合物稱凝聚體或絮凝體。

　　“搭橋”的必要條件是膠體顆拉上存在空閑的吸附活性點以及同一高分子鏈上有多個對膠體有很強親和力的?？炕鶊F。倘若高分子濃度很大，膠體表面已完全被吸附的高分子所覆蓋，阻止了膠體顆粒間的聚結，即膠體不再會通過“搭橋”而絮凝，此時高分子對膠體的空間穩定作用，又簡稱保護作用。如圖2-3(b)所示。

高分子絮凝模式示意如圖2-4所示。

　　高分子絮凝劑聚合氯化鋁的分子量、電離度、用量及水流的攪拌強度對絮凝效果影響較大。

　　(1)分子量大對搭橋有利，絮凝效率高;但是分子量太大會發生鏈段間的重疊，削弱搭橋作用。

　　(2)高分子電離度越大，分子越擴展，越有利搭橋。但是，若它的帶電符號與膠體相同，則電離度越大，越不利于它在膠體上的吸附。所以，往往存在最佳電離度，此時高分子絮凝劑的絮凝效果最好。聚丙烯酰胺通常在水中電離30%左右使用，正是這個道理。

　　(3)用量太小，搭橋少;用量太高，反而起保護作用。實驗證明，最佳絮凝區大約相當于膠體顆粒表面積的一半為吸附的高分子所覆蓋。

　　(4)水流紊動或攪拌可為高分子和膠體提供碰撞機會，也是搭橋的必要條件。當攪拌強度不夠時，膠體難以脫穩生成絮粒;相反，攪拌強度太大，又會將已生成的凝狀體打碎。

　　由上述可知，對某一膠體體系應有一最優高分子絮凝劑聚合氯化鋁劑量問題，這一最優劑量可通過試驗求得。