凝結和絮凝是兩種常見的單元過程，旨在通過迫使它們結塊或粘在一起以除去非常小的顆粒物質，使它們沉淀出來并作為“污泥”從廢水中除去。由于這些相關但獨立的過程需要非常不同的混合器設計參數來優化廢水處理，我們將在此討論凝結，并在單獨的文章中關注絮凝。
粒子的不穩定性
廢水通常包含在初步沉降，撇取和篩選后保留的溶解和懸浮固體，并且通常小于1微米。這些微小的粒子以布朗運動的方式移動，并通過在水中作用于它們的力保持懸浮狀態。
呈現渾濁狀態，不能看到單個顆粒，導致水中的渾濁，類似于空氣中的煙霧。這些剩余的顆粒在形狀，尺寸，密度，組成和電荷方面可以有很大的變化。這種濁度的測量是水質的關鍵測試。
廢水中的大多數小顆粒具有負表面電荷，并且據說在懸浮液中是“穩定的”，這意味著顆粒在它們靠近在一起時相互排斥而不是粘在一起或聚集在一起。
凝結是將顆粒進料中和或反轉以使廢顆粒結塊或粘在一起的過程，使其更容易從水流中除去。該過程通常被稱為廢物顆粒的去穩定化。
凝固化學品
凝結劑化學品的選擇取決于多種因素。諸如pH和溫度之類的水條件，形成的雙電層的性質，設備設計，單元操作之前和之后，當然還有成本，都對化學選擇有影響。
常用的凝結劑化學品是鋁鹽和鐵鹽。當將金屬（Al，Fe）鹽加入水中時，水解非常迅速并形成一系列金屬水解物質。當添加到廢水中時，膠體溶液中的帶電離子中和廢顆粒表面電荷，使顆粒聚集在一起。這是所涉及的膠體化學的非常簡單的視圖，但解釋了將凝結劑溶液引入廢水中的攪拌要求。
在凝結過程中形成的較大顆粒通常被稱為微絮凝物，但這不應被解釋為絮凝，這是一個單獨的過程。微絮團周圍的水應該是清澈的。如果水不清楚，則所有廢物顆粒可能未被中和，因此凝結不*。在部分廢水中可能需要更多的凝結劑，這可能是由于混合不充分或凝結劑化學添加不充分。
發生明礬和鐵金屬的水解和吸收相對較快，使得對凝結過程至關重要的高強度快速混合。關鍵是因為該步驟是廢物顆粒不穩定的地方以及形成初級微絮凝物的地方，其特征顯著影響隨后的絮凝動力學。
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