1.5　沉降稳定性与聚结稳定性的破坏

在分散度较高的体系中，微粒由于沉降速度极小，并且最终将达到沉降平衡，而不能有效地与水分离，一般称该体系具有沉降稳定性。欲有效地使之与水分离，必须破坏其沉降稳定性。由上述分析知，沉降速度和沉降平衡均与微粒的大小有关，所以欲破坏其沉降稳定性，应使微粒相互聚结而变为较大的微粒，从而提高其沉降速度或破坏其沉降平衡。但微粒因带有表面电荷相互排斥而具有聚结稳定性，可见欲破坏其沉降稳定性，必须首先破坏其聚结稳定性。

聚结稳定性的破坏一般可以通过两种作用实现：一种是用电解质克服微粒间的静电斥力后，由van der Waals引力引起微粒相互聚结变大，这种作用在胶体化学上被称为凝聚（coagulation），常用的电解质包括金属盐和阳离子型有机聚合电解质，称为凝聚剂（coagulant）；另一种是用高分子化合物在微粒间“架桥”连接，而引起微粒的聚结变大，这种作用在胶体化学上被称为絮凝（flocculation），常用的高分子化合物为阴离子型聚合电解质和非离子型有机高分子化合物，称为絮凝剂（flocculant）。凝聚和絮凝可分别用以图1.8表示。

图1.8　凝聚和絮凝作用

除了以上关于凝聚和絮凝的含意外，文献中还有两种定义法，一种是将凝聚定义为胶体的脱稳作用，而将絮凝定义为胶体在脱稳后相互聚结形成大颗粒絮体的作用，在水处理中前者指在加药混合阶段完成的过程，后者指在反应器中完成的过程；另一种就是将两者当成同义语，不加区别，可以互相通用。由于目前尚无恰当的及统一的名词兼具凝聚与絮凝两种含义，为方便起见，在一般情况下本书用“絮凝”一词代表凝聚与絮凝两种作用，絮凝即混合、凝聚、絮凝之意，因而就用“絮凝剂”代表凝聚剂和絮凝剂。国内给排水工程技术方面的专业书籍常用“混凝”和“混凝剂”，其含义与本书相同，包括了混合、凝聚和絮凝的概念。

无论是对于凝聚还是对于絮凝，微粒之间的相互接近或碰撞都是必要条件。假设某体系在电解质的作用下，微粒间的静电斥力被减小到了最低，即已“脱稳”，但微粒之间缺乏相对运动，则体系的聚结稳定性仍然是不能被有效地破坏的。因此，还需向体系提供能使微粒发生相对运动的流体力学条件，所以絮凝实际上是通过向胶体或悬浊体系提供必要的化学条件和流体力学条件，促使微粒体积变大，从而与介质分离的过程。