化學沉淀絮凝劑的工作原理是什么？

化學沉淀絮凝劑的工作原理是通過化學作用與物理作用的協同效應，實現水中懸浮物、膠體顆粒及溶解性污染物的聚集和分離。其核心機制可分為以下兩類：

一、化學作用機制

1. 電荷中和與電層壓縮

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

• 金屬離子還可壓縮膠體顆粒的雙電層厚度，進一步減少顆粒間排斥力，促進凝聚。

2. 化學沉淀反應

• 鐵鹽/鋁鹽與磷酸根結合生成磷-金屬沉淀（如FePO?）；

• 石灰（Ca(OH)?）調節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）發生化學反應，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微顆粒，形成“網捕"效應。

二、物理作用機制

1. 橋聯作用

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

2. 吸附與架橋協同

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

3. 顆粒碰撞與聚集

• 攪拌或水流剪切作用下，脫穩的顆粒相互碰撞，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、關鍵協同過程

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

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

3. 環境條件依賴：

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

• 攪拌強度：快速攪拌分散藥劑，慢速攪拌促進絮體生長。

四、典型應用場景

1. 重金屬廢水：投加石灰調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強化絮凝4。

總結

化學沉淀絮凝劑通過電荷中和、化學沉淀、橋聯吸附等多維度作用，實現污染物的高效去除。其優勢在于適應復雜水質（如高濁度、含重金屬或有機物），但需精準控制投加量、順序及環境條件（如pH、攪拌），以避免二次污染或成本浪費。