压缩双电层

混凝过程中，压缩双电层和吸附-电中和作用有何区别？

压缩双电层机理：由胶体粒子的双电层结构可知，反离子的浓度在胶粒表面处最大，并沿着胶粒表面向外的距离呈递减分布,最终与溶液中离子浓度相等。当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高，则扩散层的厚度减小。该过程的实质是加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。由于扩散层厚度的减小，电位相应降低，因此胶粒间的相互排斥力也减少。另一方面，由于扩散层减薄，它们相撞时的距离也减少，因此相互间的吸引力相应变大。从而其排斥力与吸引力的合力由斥力为主变成以引力为主（排斥势能消失了），胶粒得以迅速凝聚。

吸附-电中和机理：胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低了ξ电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。此时静电引力常是这些作用的主要方面。上面提到的三价铝盐或铁盐混凝剂投量过多，凝聚效果反而下降的现象，可以用本机理解释。因为胶粒吸附了过多的反离子，使原来的电荷变号，排斥力变大，从而发生了再稳现象。

混凝过程中，压缩双电层和吸附-电中和作用的区别：

压缩双电层机理：由胶体粒子的双电层结构可知，反离子的浓度在胶粒表面处最大，并沿着胶粒表面向外的距离呈递减分布，最终与溶液中离子浓度相等。当向溶液中投加电解质，使溶液中离子浓度增高，则扩散层的厚度减小。该过程的实质是加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。由于扩散层厚度的减小，电位相应降低，因此胶粒间的相互排斥力也减少。另一方面，由于扩散层减薄，它们相撞时的距离也减少，因此相互间的吸引力相应变大。从而其排斥力与吸引力的合力由斥力为主变成以引力为主（排斥势能消失了），胶粒得以迅速凝聚。吸附-电中和机理：胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带电荷，减少了静电斥力，降低了ξ电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。此时静电引力常是这些作用的主要方面。上面提到的三价铝盐或铁盐混凝剂投量过多，凝聚效果反而下降的现象，可以用本机理解释。因为胶粒吸附了过多的反离子，使原来的电荷变号，排斥力变大，从而发生了再稳现象。

以上内容均根据学员实际工作中遇到的问题整理而成，供参考，如有问题请及时沟通、指正。

混凝处理中，将主要通过压缩双电层和电性中和机理起作用的添加剂称凝聚剂，主要通过吸附桥连机理起作用的则称为絮凝剂，同时兼有以上功能的统称混凝剂。铁盐和铝盐是最常用的混凝剂。当用铁、铝盐等高价金属盐类作混凝剂，而且其投加量和介质条件足以使它们迅速生成难溶性氢氧化物时，沉淀就能把胶粒或细微悬浮物作为晶核或吸附质而将其一起除去。

由混凝剂作用机理及工程实际效果发现聚合铁（PFS）与其它无机混凝剂相比，具有耗量少、效果好、pH适用范围宽、水中残留铁离子少及水解产物脱水性能好等优点，越来越受到广泛应用。聚丙烯酰胺（PAM）由于氢键力、静电力及范德华引力作用，对胶粒有较强的吸附结合力，能把水中细小胶粒吸附聚结在一起，减少处理水中细小颗粒含量，增大絮体及其沉速，特别是与无机混凝剂一起使用，效果更佳。

混凝试验是采用六联定时变速搅拌器在太钢供水厂废水净化工段进行的。混合阶段搅拌强度大，G值在500s-1以上，搅拌时间为1min。在反应阶段，即生成絮体阶段，进行慢搅，搅拌强度小，G值在70s-1～80s-1左右，搅拌时间为10min.然后让其自然沉降30min，取上清液进行分析。试验指标为浊度和主要污染物的去除率。试验方法分为单因子试验和多因子试验。进行单因子试验时，根据水质状况通常预选几种混凝剂，将其投加量和pH值固定在它们各自的适宜范围，通过试验筛选出效果最佳的品种。然后固定品种，改变pH值，以确定最佳pH值。最后，在固定品种和pH值的条件下改变剂量，以确定最佳剂量。在单因子试验的基础上采用正交设计进行多因子重复试验，从而得出各因子的最佳组合。

实验证明，采用聚铁、聚丙烯酰胺作为复合混凝剂处理太钢冶炼废水时，出水水质较好，水质清澈透明，浊度很低，絮体大而密实，沉淀快，有利于动态流动时沉降。