简述絮凝剂的吸附和架桥作用

絮凝剂是相对分子量从数万至数千万的线状水溶性聚合物。其分子上有许多亲水性极性基，起着吸附颗粒和在颗粒间架桥的作用,借以形成絮团。根据极性基是否离解，絮凝剂分为非离子性和离子性（阴离子性和阳离子性）两大类。作为絮凝剂的聚合物的溶解性,取决于极性基的种类、密度、分布及在水中的离解度。水溶性聚合物的溶解特性是黏度极高。

一般而言，聚合物的相对分子量越大，絮凝效果越好，絮团沉降速度也越快。但在转鼓真空过滤时,使用小分子量絮凝剂会更有效，原因是用大分子量絮凝剂所形成的絮团较大，絮团内含水多，最终将导致滤饼含湿率增高。反之采用小分子量絮凝剂，絮团小且有较高的剪切阻抗，所得滤饼具有均匀的多孔结构，容易快速脱水。可以说，小分子量聚合物更适于过滤用。

絮凝剂在添加之前,应先被稀释成0.1%〜0.3%的水溶液。即使在如此稀薄的溶液中,絮凝剂的线状分子也不会零散分布，而是互相纠缠在一起，看上去仿佛极薄丝棉那样的云彩分散在水中。

由于聚合物具有吸附能（源于氢结合、静电中和、静电吸引），因此在絮凝过程中其线状分子首先吸附在颗粒上。吸附的形态有环状（loop）、尾辫状（tail）及长列状（train）这3种形态将随着时间的推移而从左向右演变，如图6-17所示。

聚合物线状分子的一部分吸附在颗粒上之后,另外的部分则在溶液中伸展，并吸附在其他颗粒上，这样就完成了架桥，线状分子上的粘结点也称锚点_o颗粒上的粘结点又称活性点或吸附点。将线状分子简化成两端各有一个粘结点的直棒，并将颗粒简化成有两个活性点的圆球。可以看到，图中的I和口所示的圆球上还剩有活性点可供直棒吸附。而皿则表示球上的活性点已饱和，再无处可吸附。这说明一味多添加絮凝剂不仅无用，而且也会恶化水质(水中离子过多，不宜再利用)。

理论上讲，带负电的颗粒可以吸附在任何阳离子聚合物上，反之，带正电荷的颗粒可以吸附在任何阴离子聚合物上。随着颗粒上聚合物的大量吸附，颗粒将带有与聚合物电性相同的电荷，至此,絮凝剂的吸附停止。

由于颗粒的表面电荷不均匀，表面各区域的局部zeta电位将比颗粒的整体zeta电位或高，或低，甚至相反。例如原来带负电的颗粒,吸附一定量阳离子聚合物后，其大部分表面将带正电荷，但也可能有带负电的小区域。于是,阳离子性聚合物就会吸附在该小区域上。吸附了带电聚合物分子后的颗粒,其表面zeta电位降低，颗粒便在范德瓦尔引力作用下彼此靠拢，线状的聚合物分子在颗粒间吸附架桥，形成絮团。

絮凝剂有离子型和非离子型之分,各自的絮凝机理不尽相同。

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