压缩双电层

活性电解质

压缩双电层是指在胶体分散系中投加能产生高价反离子的活性电解质，通过增大溶液中的反离子强度来减小扩散层厚度，从而使ζ电位降低的过程。双电层的压缩不能大量减少胶体颗粒表面的电荷，而电荷只是从胶体颗粒表面扩散开。

释义

该过程的实质是新增的反离子与扩散层内原有反离子之间的静电斥力把原有反离子程度不同地挤压到吸附层中，从而使扩散层减薄。

压缩双电层的机理可以分为憎水性胶体和亲水性胶体两种类别：

1.憎水性胶体当两个胶粒相互接近以至双电层发生重叠时，就产生静电斥力。加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力将部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度减小。由于扩散层减薄，颗粒相撞时的距离减少，相互间的吸引力变大。颗粒间排斥力与吸引力的合力由斥力为主变为以引力为主，颗粒就能相互凝聚。重新稳定现象: 当混凝剂投量过多时，凝聚效果下降的现象。胶体吸附电解质，表面电荷重新分布。

2.亲水性胶体：水化作用是亲水性胶体聚集稳定性的主要原因。亲水性胶体虽然也存在双电层结构，但ξ电位对胶体稳定性的影响远小于水化膜的影响。

作用

向水中投入大量絮凝剂后，絮凝剂会电离、水解生成大量带正电荷的水合羟基离子，这些正离子由于离子扩散作用和异性离子的静电吸引作用而进入胶体的扩散层和吸附层。因为胶核表面总的负电位不变，进入吸附层中的正离子增多势必会使残留在扩散层中的正离子减少，扩散层因而减薄，颗粒间静电斥力减小，ζ电位降低。当胶体颗粒处于等电点时(所谓等电点是指大量正离子进入吸附层以致扩散层完全消失时，ζ电位为零)，胶体颗粒将失去电性。此时，这些颗粒间的任何一次碰撞都可能产生集聚。所谓压缩双电层作用，是指絮凝剂水解生成的高价正离子通过静电引力、范德华引力、共价键、氢键等物理化学吸附作用，中和胶体所带电荷，压缩扩散层，降低ζ电位，使胶体脱稳后借水力作用彼此集聚成絮体。双电层的压缩不能大量地减少胶体颗粒表面的电荷，而电荷只是从胶体颗粒表面扩散开。胶体颗粒双电层的压缩，能使胶体颗粒脱稳，产生絮凝沉淀，通过沉降分离可以除去固体的絮凝物。但若颗粒间的化学键力很弱，水流冲力的作用会使通过双电层压缩而产生的胶体絮凝物很快分散开，又变成胶体。

作用机理产生凝聚

由DLVO理论：比较薄的双电层能够降低排斥能，如果排斥能(Zeta电位)降低到一定程度，颗粒就能够被第二最小值的吸引力所吸引，产生疏松的絮凝体，这样的絮凝体容易扩散，而且只适合于静止沉淀分离。

如果废水中含有大量的电解质离子，它们就会压缩胶体颗粒的双电层，中和颗粒的表面电荷。在咸水中Na+围绕在胶体颗粒周围，与其表面的电荷达到平衡，Na+扩散到溶液中的倾向很小。因此，在胶体颗粒的双电层中，Na+的浓度增加。实际上，当盐分的浓度增加到一定值后，双电层厚度变小，两个胶体颗粒互相接近，达到第二个最小能量值，产生凝聚和絮凝沉淀。

扩散程度与盐的性质和作用形式有关。胶体颗粒双电层的压缩，能使胶体颗粒脱稳，产生絮凝沉淀。通过沉淀分离可以除去固体的絮凝物。实际上一价阳离子的溶液絮凝效果并不好。在软化水的过程中，水中的镁离子在活性污泥中富集。活性污泥颗粒所具有的负Zeta电位虽然很高，但是由于富集的镁离子，压缩了扩散层，使Zeta电位降低，因此活性污泥絮凝得快而完全。

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