化學(xué)沉淀絮凝劑的工作原理是什么？

化學(xué)沉淀絮凝劑的工作原理是通過化學(xué)作用與物理作用的協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)水中懸浮物、膠體顆粒及溶解性污染物的聚集和分離。其核心機(jī)制可分為以下兩類：

一、化學(xué)作用機(jī)制

1. 電荷中和與電層壓縮

• 絮凝劑（如無機(jī)金屬鹽）溶于水后釋放出高價(jià)金屬離子（如Al3?、Fe3?），中和懸浮顆粒表面的負(fù)電荷，降低靜電斥力，使顆粒脫穩(wěn)并相互靠近14。

• 金屬離子還可壓縮膠體顆粒的雙電層厚度，進(jìn)一步減少顆粒間排斥力，促進(jìn)凝聚。

2. 化學(xué)沉淀反應(yīng)

• 鐵鹽/鋁鹽與磷酸根結(jié)合生成磷-金屬沉淀（如FePO?）；

• 石灰（Ca(OH)?）調(diào)節(jié)pH，使重金屬離子（如Cu2?、Pb2?）生成氫氧化物沉淀。

• 金屬離子與溶解性污染物（如磷酸鹽、重金屬離子）發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成難溶的沉淀物。例如：

3. 水解生成膠體吸附

• 金屬離子（如Al3?、Fe3?）水解生成氫氧化物膠體（如Al(OH)?），通過吸附作用捕獲細(xì)微顆粒，形成“網(wǎng)捕"效應(yīng)。

二、物理作用機(jī)制

1. 橋聯(lián)作用

• 有機(jī)高分子絮凝劑（如聚丙烯酰胺PAM）通過長鏈分子吸附多個(gè)顆粒，形成“橋梁"，將分散的顆粒連接成大絮體。

2. 吸附與架橋協(xié)同

• 無機(jī)絮凝劑（如PAC）通過電荷中和使顆粒脫穩(wěn)，隨后有機(jī)絮凝劑（如PAM）通過長鏈吸附鞏固絮體結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)沉降性能。

3. 顆粒碰撞與聚集

• 攪拌或水流剪切作用下，脫穩(wěn)的顆粒相互碰撞，通過范德華力、氫鍵等物理作用形成更大絮體，最終沉降或被過濾去除。

三、關(guān)鍵協(xié)同過程

1. 化學(xué)沉淀優(yōu)先：金屬離子先與溶解性污染物反應(yīng)生成沉淀核，再通過絮凝劑將沉淀顆粒與懸浮物共同聚集。

2. 復(fù)配增效：無機(jī)絮凝劑（如PAC）與有機(jī)助凝劑（如PAM）分步投加，前者壓縮雙電層，后者橋聯(lián)絮體，顯著提高處理效率。

3. 環(huán)境條件依賴：

• pH控制：化學(xué)沉淀需特定pH范圍（如重金屬沉淀需堿性條件，鋁鹽除磷需中性偏酸）；

• 攪拌強(qiáng)度：快速攪拌分散藥劑，慢速攪拌促進(jìn)絮體生長。

四、典型應(yīng)用場景

1. 重金屬廢水：投加石灰調(diào)pH→硫酸鈉沉淀Cu2?/Pb2?→PAC+PAM絮凝。

2. 市政污水除磷：FeCl?生成FePO?沉淀→陰離子PAM助凝。

3. 砷/氟去除：鈣鹽（如CaO）生成CaF?沉淀→鋁鹽共沉淀砷→PAC/PAM強(qiáng)化絮凝4。

總結(jié)

化學(xué)沉淀絮凝劑通過電荷中和、化學(xué)沉淀、橋聯(lián)吸附等多維度作用，實(shí)現(xiàn)污染物的高效去除。其優(yōu)勢(shì)在于適應(yīng)復(fù)雜水質(zhì)（如高濁度、含重金屬或有機(jī)物），但需精準(zhǔn)控制投加量、順序及環(huán)境條件（如pH、攪拌），以避免二次污染或成本浪費(fèi)。