化学沉淀絮凝剂的工作原理是什么？

化学沉淀絮凝剂的工作原理是通过化学作用与物理作用的协同效应，实现水中悬浮物、胶体颗粒及溶解性污染物的聚集和分离。其核心机制可分为以下两类：

一、化学作用机制

1. 电荷中和与电层压缩

• 絮凝剂（如无机金属盐）溶于水后释放出高价金属离子（如Al³⁺、Fe³⁺），中和悬浮颗粒表面的负电荷，降低静电斥力，使颗粒脱稳并相互靠近14。

• 金属离子还可压缩胶体颗粒的双电层厚度，进一步减少颗粒间排斥力，促进凝聚。

2. 化学沉淀反应

• 铁盐/铝盐与磷酸根结合生成磷-金属沉淀（如FePO₄）；

• 石灰（Ca(OH)₂）调节pH，使重金属离子（如Cu²⁺、Pb²⁺）生成氢氧化物沉淀。

• 金属离子与溶解性污染物（如磷酸盐、重金属离子）发生化学反应，生成难溶的沉淀物。例如：

3. 水解生成胶体吸附

• 金属离子（如Al³⁺、Fe³⁺）水解生成氢氧化物胶体（如Al(OH)₃），通过吸附作用捕获细微颗粒，形成“网捕"效应。

二、物理作用机制

1. 桥联作用

• 有机高分子絮凝剂（如聚丙烯酰胺PAM）通过长链分子吸附多个颗粒，形成“桥梁"，将分散的颗粒连接成大絮体。

2. 吸附与架桥协同

• 无机絮凝剂（如PAC）通过电荷中和使颗粒脱稳，随后有机絮凝剂（如PAM）通过长链吸附巩固絮体结构，增强沉降性能。

3. 颗粒碰撞与聚集

• 搅拌或水流剪切作用下，脱稳的颗粒相互碰撞，通过范德华力、氢键等物理作用形成更大絮体，最终沉降或被过滤去除。

三、关键协同过程

1. 化学沉淀优先：金属离子先与溶解性污染物反应生成沉淀核，再通过絮凝剂将沉淀颗粒与悬浮物共同聚集。

2. 复配增效：无机絮凝剂（如PAC）与有机助凝剂（如PAM）分步投加，前者压缩双电层，后者桥联絮体，显著提高处理效率。

3. 环境条件依赖：

• pH控制：化学沉淀需特定pH范围（如重金属沉淀需碱性条件，铝盐除磷需中性偏酸）；

• 搅拌强度：快速搅拌分散药剂，慢速搅拌促进絮体生长。

四、典型应用场景

1. 重金属废水：投加石灰调pH→硫酸钠沉淀Cu²⁺/Pb²⁺→PAC+PAM絮凝。

2. 市政污水除磷：FeCl₃生成FePO₄沉淀→阴离子PAM助凝。

3. 砷/氟去除：钙盐（如CaO）生成CaF₂沉淀→铝盐共沉淀砷→PAC/PAM强化絮凝4。

总结

化学沉淀絮凝剂通过电荷中和、化学沉淀、桥联吸附等多维度作用，实现污染物的高效去除。其优势在于适应复杂水质（如高浊度、含重金属或有机物），但需精准控制投加量、顺序及环境条件（如pH、搅拌），以避免二次污染或成本浪费。