1.5　沉降穩定性與聚結穩定性的破壞

在分散度較高的體系中，微粒由于沉降速度極小，并且最終將達到沉降平衡，而不能有效地與水分離，一般稱該體系具有沉降穩定性。欲有效地使之與水分離，必須破壞其沉降穩定性。由上述分析知，沉降速度和沉降平衡均與微粒的大小有關，所以欲破壞其沉降穩定性，應使微粒相互聚結而變為較大的微粒，從而提高其沉降速度或破壞其沉降平衡。但微粒因帶有表面電荷相互排斥而具有聚結穩定性，可見欲破壞其沉降穩定性，必須首先破壞其聚結穩定性。

聚結穩定性的破壞一般可以通過兩種作用實現：一種是用電解質克服微粒間的靜電斥力后，由van der Waals引力引起微粒相互聚結變大，這種作用在膠體化學上被稱為凝聚（coagulation），常用的電解質包括金屬鹽和陽離子型有機聚合電解質，稱為凝聚劑（coagulant）；另一種是用高分子化合物在微粒間“架橋”連接，而引起微粒的聚結變大，這種作用在膠體化學上被稱為絮凝（flocculation），常用的高分子化合物為陰離子型聚合電解質和非離子型有機高分子化合物，稱為絮凝劑（flocculant）。凝聚和絮凝可分別用以圖1.8表示。

圖1.8　凝聚和絮凝作用

除了以上關于凝聚和絮凝的含意外，文獻中還有兩種定義法，一種是將凝聚定義為膠體的脫穩作用，而將絮凝定義為膠體在脫穩后相互聚結形成大顆粒絮體的作用，在水處理中前者指在加藥混合階段完成的過程，后者指在反應器中完成的過程；另一種就是將兩者當成同義語，不加區別，可以互相通用。由于目前尚無恰當的及統一的名詞兼具凝聚與絮凝兩種含義，為方便起見，在一般情況下本書用“絮凝”一詞代表凝聚與絮凝兩種作用，絮凝即混合、凝聚、絮凝之意，因而就用“絮凝劑”代表凝聚劑和絮凝劑。國內給排水工程技術方面的專業書籍常用“混凝”和“混凝劑”，其含義與本書相同，包括了混合、凝聚和絮凝的概念。

無論是對于凝聚還是對于絮凝，微粒之間的相互接近或碰撞都是必要條件。假設某體系在電解質的作用下，微粒間的靜電斥力被減小到了最低，即已“脫穩”，但微粒之間缺乏相對運動，則體系的聚結穩定性仍然是不能被有效地破壞的。因此，還需向體系提供能使微粒發生相對運動的流體力學條件，所以絮凝實際上是通過向膠體或懸濁體系提供必要的化學條件和流體力學條件，促使微粒體積變大，從而與介質分離的過程。