胶体的凝聚机理有4个方面:压缩双电层作用、吸附—电中和作用、吸附—架桥作用、网捕—卷扫作用。
压缩双电层作用:
水中胶体颗粒通常带有负电荷,使胶体颗粒间相互排斥而稳定,当加入含有高价态正电荷离子的电解质时,高价态正离子通过静电引力进入到胶体颗粒表面,置换出原来的低价正离子,这样双电层中仍然保持电中性,但是正离子的数量减少了,即双电层的厚度变薄了,胶体颗粒滑动面上的ζ电位降低。当ζ电位降低至某一数值(临界电位ζk)使胶体颗粒总势能曲线上的势垒处Emax=0时,胶体颗粒即可发生凝集作用。 吸附—电中和作用:
胶体颗粒表面吸附异号离子、异号胶体颗粒或带异号电荷的高分子,从而中和了胶体颗粒本身所带部分电荷,减少了胶体颗粒间的静电斥力,使胶体更易于聚沉。这种吸附作用的驱动力包括静电引力、氢键、配位键和范德华力等,具体何种作用为主要驱动力,由胶体特性和被吸附物质本身的结构决定。 吸附—架桥作用:
不带电,带异号电荷,甚至带有与胶粒同性电荷的高分子物质在范德华引力、共价键、氢键或其他物理化学作用下,与胶粒也产生吸附作用。
当高分子链的一端吸附了某一胶粒后,另一端又吸附另一胶粒,形成“胶粒-高分子-胶粒”的絮凝体。在这里高分子起了胶粒与胶粒之间的桥梁作用,故称为吸附架桥作用。 网捕—卷扫作用:
当铝(铁)盐混凝剂投量很大而形成大量氢氧化物沉淀时,会像多孔的网一样,将水中的胶体颗粒和悬浮浊质捕获、卷扫下来,称网捕或卷扫作用。这是一种机械作用,所需的混凝剂投量与原水杂质含量成反比,即杂质少,用量多。