混凝沉淀

滲濾液成分復雜，滲濾液的處理是一個比較復雜的過程，采用混凝沉淀工藝，首先對滲濾液進行絮凝，去除滲濾液中的部分懸浮物COD等，降低后續處理系統的壓力。一種膠體物質，通過加入混凝劑很難在水中自然沉淀，并且很好小懸浮物聚集成能從水中分離出來的大顆粒的過程稱為混凝。混凝是一種重要的水處理方法，它可以去除水中的濁度和色度，也可以去除水中的無機和有機污染物。

混凝原理

化學混凝的對象主要是水中的小懸浮物和膠體雜質。懸浮固體的大顆粒當它在重力作用下下沉時，它可以通過降水來清除。然而，小顆粒的懸浮固體和膠體在水中長期保持分散狀態，即使靜置幾個小時以上，也不會自然沉降。這是由于膠粒和細顆粒造成的微氣溶膠是“穩定的”。

（1） 膠體穩定性

天然水體中的粘土膠體顆粒和污水中的膠體蛋白質和淀粉顆粒都具有負電荷，居中它被稱為膠體核。表面選擇性地吸附一層帶電離子，這可能是膠體核的直接成分選擇水中的吸附離子也可以引起電離。這層離子被稱為膠體粒子的電位離子，

它決定了膠體電荷的大小和電性質。由于電位離子的靜電吸引，在其周圍吸收了大量相反電荷的離子，形成所謂的“雙電層”。這些離子中靠近電位離子的部分被牢牢吸引，當膠水移動時，靠近電位離子的部分也隨之移動，形成一層固定的離子層。在那里，一個重力擴散的趨勢是，一個離子從遠處擴散到另一個離子層。固定離子層和擴散層之間的界面稱為滑動面。滑動面內的部分稱為膠粒，膠粒與擴散層之間存在電位差。這種電位稱為膠體的電動勢，通常稱為電位。膠體表面上電位離子與溶液之間的電位差稱為總電位或電位。膠體在水中的運動受到多種影響：由于膠體帶電荷，帶相同電荷的膠體會產生靜電放電zeta電位越高，膠體顆粒間的靜電斥力越大。膠體顆粒受到水分子熱運動的影響，使其在水中不規則地運動。距離越近，排斥力越大。布朗運動沒有足夠的動能把膠體推得足夠近，范德瓦爾斯的引力作用。因此，膠體顆粒不能相互粘合，而是長期處于穩定的分散狀態。

另一個阻止膠粒凝聚的因素是水合作用。因為膠粒是帶電的，它們把極性的水分子吸引到周圍形成水化膜。水化膜還防止膠體顆粒相互接觸。然而，水化膜是隨著膠體顆粒的電荷而產生的。如果膠體粒子的電位被消除或減弱，水化膜也會消失或減弱。

（2） 混凝機理

混凝機理根據所用混凝劑的類型和用量、膠體顆粒的性質和含量以及溶液的pH值而變化。一般可分為壓縮雙層理論、吸附中和理論、吸附架橋理論和沉淀纏繞理論。在水處理過程中，這四種混凝機理往往同時存在，其中一種機理由于化學藥劑、投加量和水質條件的不同而起主導作用。

  壓縮雙層理論。膠體顆粒在水中分散狀態的穩定性主要取決于膠體顆粒的zeta電位（由于膠體顆粒的殘余電荷，膠體顆粒與溶液之間產生的電位）。當混凝劑加入水中時，大量的正離子會進入凝膠的擴散層甚至吸附層，中和帶負電的粘土膠粒，導致

擴散層變薄。此時，電位降低或消除，膠體顆粒受電位影響而變得不穩定，相互碰撞聚集。當擴散層完全消失時，電位為零，膠體顆粒間的靜電斥力消失，發生聚結。膠體凝聚的一個重要理論是壓縮雙電層的原理。但是，當混凝劑加入量過大時，水中的膠體顆粒會再次趨于穩定，導致混凝效果下降。或者在實際過程中，當混凝效果最好時，電位往往大于零而不是理論上的等電狀態。這些現象不能用壓縮的雙層結構來解釋。吸附電中和理論。吸附電中和理論是指在選擇鐵鹽或鋁鹽作為混凝劑處理廢水時，重金屬離子以水解聚合物離子的狀態存在。隨著水pH值的變化和水解產物的不同，水解產物是氫鍵作用的產物。在范德華力或共價鍵的作用下，膠粒具有吸附能力，從而將膠粒從廢水中去除。這種吸附不受電學性質的影響，只要存在空位，就會發生吸附。

吸附架橋理論。主要是指膠體顆粒與聚合物之間的吸附橋。由于聚合物混凝劑的線性結構，一些化學基團可以吸附在膠體顆粒表面，形成大顆粒絮體。例如，三價鋁鹽和其他聚合物可以聚合成三價鋁鹽。由于其線長較大，當一端吸附膠粒時，另一端也吸附膠粒。因此，兩個膠粒之間進行吸附和架橋，使膠粒逐漸變大，形成厚絮體。

網捕的效果。三價鋁鹽或鐵鹽的沉淀，在沉淀過程中，可以收集和截留水中的膠體顆粒，使其結合而變得不穩定，從而消除沉淀。

（3） 凝固劑

滲濾液處理用混凝劑可分為無機混凝劑和有機絮凝劑兩大類。無機混凝劑包括鐵和鋁金屬鹽、聚合氯化鋁和其他無機聚合物混凝劑。主要的有機絮凝劑是聚丙烯酰胺和其他有機聚合物

（4） 凝固劑

當單用混凝劑不能達到良好效果時，可以加入一些助劑來提高混凝效果。這種輔助劑被稱為混凝劑。混凝劑可用于調節或改善混凝條件，如在原水堿度不足時加入石灰或碳酸氫鈉；當使用硫酸亞鐵作為混凝劑時，可通過添加氯Fe3+將亞鐵離子Fe2+氧化為鐵離子。絮凝劑還可以用來改善絮凝劑的結構，利用高分子絮凝劑的強吸附和架橋作用，使小而松散的絮凝劑變厚、密實。常用聚丙烯酰胺、活性硅酸鹽、骨膠、海藻酸鈉、紅花等。