一、混凝法的概念

在天然水和各種廢水中，物質(zhì)在水中存在的形式有三種：離子狀態(tài)、膠體狀態(tài)和懸浮狀態(tài)。一般認(rèn)為，顆粒粒徑小于1nm的為溶解物質(zhì)，顆粒粒徑在1~100nm的為膠體物質(zhì)，顆粒粒徑在100nm~1mm為懸浮物質(zhì)。其中的懸浮物質(zhì)是肉眼可見物，可以通過自然沉淀法進行去除；溶解物質(zhì)在水中是離子狀態(tài)存在的，可以向水中加入一種藥劑使之反應(yīng)生成不溶于水的物質(zhì)，然后用自然沉淀法去除掉；而膠體物質(zhì)由于膠粒具有雙電層結(jié)構(gòu)而具有穩(wěn)定性，不能用自然沉淀法去除，需要向水中投加一些藥劑，使水中難以沉淀的膠體顆粒脫穩(wěn)而互相聚合，增加至能自然沉淀的程度而去除。這種通過向水中加入藥劑而使膠體脫穩(wěn)形成沉淀的方法叫混凝法，所投加的藥劑叫混凝劑。

二、混凝的基本原理

廢水中的膠體物質(zhì)具有巨大的比表面積，可以吸附液體介質(zhì)中的正離子或負(fù)離子或極性分子等，使固液兩相界面上的電荷呈不平衡分布，在界面兩邊產(chǎn)生電位差，這就是膠體微粒的雙電層結(jié)構(gòu)。形成雙電層結(jié)構(gòu)的微粒的整個膠體結(jié)構(gòu)就稱為膠團，整個膠團是電中性的。膠團中心是帶有電荷的固體微粒本身，稱為膠核。膠核所帶電荷的符號就是膠體所帶電荷的符號。膠體微粒之所以能在水中保持穩(wěn)定性，原因在于膠體粒子之間的靜電斥力（膠體常常帶有同種電荷而具有斥力）、膠體表面的水化作用及膠粒之間相互吸引的范德華力共同作用。膠體微粒帶電越多，其電位就越大，帶電荷的膠粒和反離子與周圍水分子發(fā)生水化作用越大，水化殼也越厚，越具有穩(wěn)定性。向水中投加藥劑，使膠體失去穩(wěn)定性而形成微小顆粒，而后這些均勻分散的微小顆粒再進一步形成較大的顆粒，從液體中沉淀下來，這個過程稱為凝聚。凝聚有以下幾方面的作用:

1、壓縮雙電層與電荷的中和作用

加入電解質(zhì)，使固體微粒表面形成的雙電層有效厚度減小，從而范德華力（一般指分子間作用力即存在于中性分子或原子之間的一種弱堿性的電性吸引力）占優(yōu)勢而達到彼此吸引形成凝聚；或者加入電不同電荷的固體微粒，使不同電荷的粒子由于靜電吸引而彼此吸引，最后達到凝聚。

2、高分子絮凝劑的吸附架橋作用

高分子絮凝劑的碳碳單鍵一般情況下是可以旋轉(zhuǎn)的，再加上聚合度較大，即主鏈較長，在水介質(zhì)中主鏈?zhǔn)菑澢?。在主鏈的各個部位吸附了很多固體顆粒，就象是為固體顆粒架了許多橋梁，讓這些固體顆粒相對地聚集起來形成大的顆粒。

3、絮體的網(wǎng)捕作用

有些混凝劑（如鋁鹽或鐵鹽）有水中形成高聚合度的多羥基化合物的絮體，在沉淀過程中可以吸附卷帶水中膠體顆粒共同沉淀，此過程稱為絮凝劑的網(wǎng)捕作用。