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混凝沉淀是指将药剂投入污水中，在一定的水力条件下完成混合、水解与缩聚反应，使污水中悬浮态（大于100nm）和胶态(1～100nm)的细小颗粒脱稳，凝聚成大的可自然沉降的絮体，再通过沉淀去除的工艺过程。该工艺可用于各种水量的城镇污水处理和工业废水处理，对悬浮颗粒、胶体颗粒、疏水性污染物具有良好的去除效果；对亲水性、溶解性污染物也有一定的絮凝效果。此外，混凝工艺可用于不溶性大分子有机物的吸附凝聚处理，可用于色度物质、腐殖酸、富里酸、表面活性剂等物质的脱稳凝聚处理，也可用于乳化液破乳、凝聚处理。
混凝是一种复杂的物理化学现象，目前对其工作原理认识尚不统一。悬浮态和胶态的细小颗粒在水中以负电荷亲水胶体的状态存在，且外围包着一层由极性分子组成的水壳，极其稳定，因而永远不可能借自身重力沉淀下来。当混凝剂加入到污水中，并与污水充分混合以后：一方面混凝剂水解生成一系列阳离子(Al3+或Fe3+及其络合离子)，可以中和污水中胶体颗粒表面所带的负电荷；另一方面由于这些水解的离子有很强的水化能力(与H2O结合成络合离子)，能夺走胶粒周围的水分子，破坏水壳，破坏胶体粒子的稳定性。通过以上两方面的作用，胶粒将失去原来的稳定性，相互之间发生凝聚，形成较大的矾花（经絮凝之后形成的大颗粒、可沉絮体俗称矾花）经沉淀去除。
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