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凝聚作用原理

凝聚作用是一 種重要的物理化 學 現象,主要涉及 細小 懸浮 顆粒 轉 變 為 較大的絮 團,以 便於分 離的 過程。 這一 過程主要通 過 減少粒子之 間的排斥力 來 實 現, 從而促 進 顆粒的聚集。凝聚作用通常涉及以下原理:

中和作用。 懸浮 顆粒通常 帶有 靜 電荷,尤其是 負 電荷, 導致 顆粒之 間相互排斥,阻 礙聚集。凝聚 劑(如 無 機 鹽、 陽 離子或高分子物 質)可以提供正 電荷, 與 懸浮 顆粒的 負 電荷中和, 減少 顆粒 間的 靜 電排斥,使 顆粒更 易於靠近和聚集。

橋 連作用。某些高分子絮凝 劑具有 長 鏈 結 構,它 們可以在水中展 開,同 時 與多 個 顆粒相 連,形成更大的 顆粒 團聚 體。 這 種作用不 僅依 賴 於 電荷中和, 還依 賴 於分子 鏈 與 懸浮 顆粒表面的吸附能力。

壓 縮 雙 電 層作用。通 過加入含有高 價 態正 電荷 離子的 電解 質, 減少 膠 體 顆粒 雙 電 層的厚度, 從而降低 顆粒 間的排斥力,促 進聚集。

網捕—卷 掃作用。某些混凝 劑水解 後形成具有三 維立 體 結 構的水合金 屬氧化物 沉澱, 這些 沉澱在沉降 過程中捕 獲和卷 掃水中的 膠 體 顆粒和 懸 濁 質 顆粒。

這些原理共同作 用於促 進 懸浮 顆粒之 間的碰撞和聚集, 從而形成可以通 過沉降、 過 濾或 離心等物理方法有效分 離的 較大絮 團。凝聚作用在 處理污泥和其他 懸浮液的 過程中 發 揮 著 關 鍵作用, 顯著提高固液分 離的效率。