水处理——混凝
为什么水中胶体颗粒不易自然沉降？
水中胶体颗粒是10-4~10-6mm大小的微粒，在水中很稳定，不易沉降。它的自然沉降速度每秒只有0.154*10-6mm，沉降1m需200年。这是因为胶体颗粒一般是由难溶物质从水溶液中析出时形成的，许多离子或分子聚集起来到达一定量时，所形成微粒物质的表面产生了吸附能力，从而能吸附水中的许多离子，或者是由于颗粒表面电离而产生许多离子，微粒表面就具有带电性能。于是：
（1）同类胶体带有同性电荷，因此产生同性相斥，从而阻止胶体微粒之间的接触和黏合，使得一直保持微粒状态而悬浮于水中；
（2）胶粒表面还有一层水分子紧紧地包围着，这层水化层也阻碍和隔绝了胶体微粒间的接触，使得胶体微粒在热运动时，保持微粒状态的稳定，而不能被彼此黏合，悬浮于水中。
由于上述两个原因，使得水中胶体颗粒不易自然沉降。
水中胶体颗粒的结构有什么特点？
水中胶体颗粒由三个部分组成，即胶核、吸附层、扩散层。水中胶体物质比较多的是H2SiO3。硅酸胶体在水中会水解生成Si(OH)4，并在一定的条件下发生聚合反应：
mSi(OH)4→m(SiO2)+2mH2O
生成的若干SiO2结合成胶核，其表面的分子未完全脱水而以H2SiO3形态存在，并分级电离为：
H2SiO3= HSiO3-+H+= SiO32-+2H+
在放出H+后形成胶团，其结构式为：
｛m[SiO2]·n SiO32-·2(x-n)H+｝2x-·2xH+
硅酸是弱电解质，所以只有一部分产生电离，因此可认为胶核表面上同时存在有H2SiO3-、HSiO3-、SiO32-等不同形态的分子和离子。H2SiO3胶体颗粒的结构，胶核带负电，吸附层带正电，扩散层负电大于正电，因而整个胶体颗粒呈负电性。胶体物质难以处理是由于它带有同性电荷不易沉降，而处于稳定状态。如用ξ来表示吸附层和扩散层间的电位差，ξ电位越大，带电量也越大，胶粒也就越稳定越不易沉降。如果ξ电位越小或接近于零，胶粒就很少带电，或不带电，因此就不稳定，使胶粒之间易于相互接触黏合而沉降。因此，在工业水处理中，经常采用降低ξ电位的方法，使胶体微粒分离或除去。
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