第5章凝聚与絮凝本章提要：介绍胶体的结构与特性，絮凝与凝聚的概念，混凝机理，混凝剂与助凝剂性质与投加方法，混凝构筑物的设计与计算，混凝过程的运行与管理等。
在水处理过程中，混凝的效果直接影响后续沉淀与过滤工艺的处理效率。
通过本章的学习，应掌握胶体的结构特性及水的混凝过程，以及常用混凝剂的作用机理与投加方法。
能够运用相关水处理原理及公式进行水的混凝设施的设计与计算。
本章重点：胶体的结构、特性及絮凝与凝聚机理、混凝剂的特性，混凝构筑物的设计与计算。
本章难点：混凝机理。
5.1 胶体结构与性质水中的悬浮杂质大都可通过自然沉淀去除，但粒径微小的悬浮颗粒在很长的时间内不会自行沉淀下来，它们被称为胶体颗粒。
胶体多指固体粒子分散在液体介质中，又称溶胶。
一种或几种物质分散在另一种物质中所构成的系统称为分散系统，其中被分散的物质称分散相，另一种物质则称为分散介质。
水与水中均匀分布的细小颗粒所组成的分散体系，按颗粒的大小分为以下三类：颗粒小于0.001μm的分子和离子形成的水溶液为真溶液，它不会引起光的散射，因此水溶液呈透明状；颗粒尺寸为0.001～0.1μm（可放宽到1μm）的称为胶体溶液；颗粒大于1μm的称悬浮液。
5.1.1 胶体的特性胶体是一种具有高分散性的的分散系统。
在分散系统中，分散相粒子（质点）半径为10-9～10-7m的称胶体，粒子半径为10-7～10-5m时则称粗分散系统，例如悬浮液（如泥浆）、乳状液(如牛奶)等。
胶体具有多相性，是多相系统。
其中的粒子和介质是两个不同的相，这是它与真溶液的主要区别之一。
由于胶体的高度分散，使它有很大的相界面，具有很高的界面能。
如直径为10nm的金溶胶，当其粒子的总体积为1 cm3时，其表面积可达600 m3。
胶体区别于其他分散系统的基本特性：（1）光学特性（丁达尔效应）当有一束可见光通过胶体溶液，从与光束前进方向垂直的侧面进行观察，可以看到溶胶中呈现一束混浊发亮的光柱，这种现象称为丁达尔效应。
絮凝和凝聚的名词解释放絮凝（flocculation）和凝聚（coagulation）是常常被用到的名词，尤其在化学和环境科学领域。
这两个过程都指的是微小颗粒或悬浮物聚集在一起形成较大的团块，以便更容易分离或处理。
尽管这两个术语经常在一起使用，但它们在定义和概念上存在一些差异。
絮凝是一种物理过程，指的是微小悬浮物或颗粒通过聚集形成可见的结块。
聚结的关键机制是通过添加聚结剂（一种高分子化合物）或通过改变环境条件来提供合适的条件。
这些条件包括物理力学条件例如搅拌和混合速度，温度，pH值等。
一旦合适的条件满足，絮凝剂作用于悬浮物或颗粒上，使它们相互吸引并形成较大的结块，最终沉降或浮出液面。
絮凝的机制可以类比为吸引力和相互作用力导致颗粒间的聚结。
凝聚是一种更广义的概念，既可以是物理过程，也可以是化学过程。
在物理意义上，凝聚是指微小颗粒或悬浮物通过相互吸引力和相互作用力形成较大颗粒的过程。
相比之下，化学凝聚涉及到化学反应产生的物质之间的相互作用。
凝聚过程中，较小的颗粒或物质在凝聚物表面上结合，形成更大的团块。
凝聚剂，如电解质或化学物质，可以通过改变电荷或粘度来影响凝聚过程，使颗粒聚集在一起。
絮凝和凝聚的应用广泛，特别在水处理领域。
在给水处理工艺中，絮凝和凝聚被用来去除水中的悬浮物和微生物。
通过添加絮凝剂或凝聚剂，水中的微小颗粒和有机物可以形成较大的结块，这些结块可以更容易地被过滤或沉降。
此外，絮凝剂和凝聚剂还可被用来去除重金属和其他污染物，使水质变得更清洁。
这些过程不仅应用于家庭自来水处理，还被广泛用于工业废水处理和污水处理厂。
除了水处理，絮凝和凝聚在其他领域也有重要的应用。
例如，某些化工过程中的颗粒物质的分离和过滤可以通过选用适当的絮凝剂和凝聚剂来实现。
此外，在矿山和粉末冶金行业，絮凝和凝聚被用来分离有价值的矿石或粉末。
通过聚集较小的颗粒，可以提高从原料中提取有用物质的效率，并减少废弃物的产生。
综上所述，絮凝和凝聚是两个相关但稍有不同的概念。
