混凝处置惩罚是通过向水中加入某种聚合氯化铝药剂，使难以沉淀的细小悬浮物和胶体杂质，迅速地聚结成较大的颗粒。这一历程称为混凝历程，起混凝作用的药剂称为混凝剂聚合氯化铝。这个历程是由凝聚和絮凝两个阶段组成。

凝聚阶段通常意义上是指投加化学药剂后胶体颗粒的双电层被压缩、右电位降低、胶体间的斥力镌汰、胶体颗粒碰撞后群集形成较小微聚体(Microfloc)的历程，属混凝作用的前期历程，一样平常爆发在水处置惩罚的快速混淆阶段。这一历程所需要的时间很短，一样平常在10-30s内即可完成，zui多不凌驾2min，也就是瞬间内将混凝剂与水快速匀称混淆并爆发一系列化学反应的历程。

絮凝阶段是指已经脱稳的胶体颗粒，由于桥连作用相互结成大的颗粒而加速沉降阶段，此阶段微聚体(Microfloc)进一步群集成絮状体(Floc)，这一历程需要一定的聚适时间。

需要说明的是，凝聚和絮凝这两个阶段从原理上讲是两个差别的看法，仅仅是为了研究剖析胶体颗；炷两嫡飨蠖岢隼吹，在现实的混凝处置惩罚历程中，难以截然脱离，以后的讨论中将不详加区分，统称为聚合氯化铝混凝历程。

以混凝剂硫酸铝[Al2(SO4)3·18H2O〕为例，说明混凝原理。

当硫酸铝[Al2(SO4)3·18H2O]投入水中时，爆发一系列化学转变：

(1)电离：Al2(SO4)3·18H2O→[Al(H2O)6]3+ +SO24-

(2)水化：[Al(H2O)6]3+ +nH2O→Al(H2O)n(n=6-10)

(3)水解：[AI(H2O)5]2+ +H2O→[Al(OH)2(H2O)4]2+ +H3+O

[Al(OH)(H2O)5]2+ +H2O→[Al(OH)2(H2O)4]+ +H3+O

[Al(OH)2(H20)4]+ +H2O→[Al(OH)4(H2O)3]↓+H3+O

当pH值较高时：

[Al(OH)3(H2O)3]+H2O3→[Al(OH)3(H2O)3]- +H+ O

(4)聚合：上述反应的同时，还会爆发聚合反应，天生铝羟基络离子，如聚合成带正电荷的Al2(OH)24+、Al8(OH)4 20+、Al24(OH)12 60+、Al54(OH)18+ 144等。当pH值>8.5时，还可能天生带负电荷的Al8(OH)2 26-。

(5)沉淀：水解反应天生的Al(OH)3相互群集。天生沉淀物[Al(OH)3(H2O)3]m：m[Al(OH)3(H2O)]→[Al(OH)3(H2O)3]m

从以上反应可以看出，铝盐加入水中后，连忙电离成Al3+，但并不是以裸露的简朴离子形式保存于水中，而是以H2O为配位体的水合铝离子[Al(H2O)6]3+的形式保存，这是一种zui简朴的单核络合物。由于水的混淆和稀释作用，pH值上升，水合离子爆发上述水解反应。整个水解历程可以看作是水合络合离子中的配位体由H2O转化为-OH的置换历程，zui终天生中性的氢氧化铝难溶沉淀物。

这一历程同时也是一个一直放出质子H+的历程，聚合氯化铝使水的酸性增强。因此，若是水解爆发的H+能实时被水中碱度所中和，会使水解反应举行得越发迅速和充分。由于这些水合络合离子是以一个金属离子为焦点外加配位体的形态保存，以是叫单核羟基络合物。

水解反应的效果，使水合络合离子的电荷数逐渐降低，有利于爆发以羟基为中心体，并把各个单核络合物中的金属离子团结起来的双核双羟基络合物，这一反应也称高分子缩聚反应，是由于起源水解产品中的羟基OH-具有桥键性子引起的。若是继续举行还可天生三核、四核等多核络合物。这些多核络合物以为是Al2(OH)24+、Al8(OH)4 20+、Al24(OH)12 60+、A154(OH)18 144+等，水中现实保存的配位络合物可能还要重大得多。

这种以羟基架桥联络的历程称为羟基桥联。在经基桥联天生多核络合物的历程中，天生物的配位水镌汰了，但天生物的电荷量增添了。这就增添了络合离子之间的斥力，阻碍进一步桥联，促使爆发水解反应，又使这些多核络合离子的电荷降低，羟基数目增多，向有利于桥联偏向转移。因此，水解反应和羟基桥联反应现实是差别配位体转换的络合反应。

上述水解反应虽然可在一个很短的时间内完成，但羟基桥联和水解反应的交织举行却需要一个历程才华完成，这样水中就有种种形态和差别电荷的可溶性络合离子同时保存。

一样平常来讲：在低pH值下，高电荷低聚合度的多核羟基络合离子占主要职位；在高pH值下，低电荷高聚合度的高聚离子占主要职位，当pH7-8时，聚合度很大的中性氢氧化铝沉淀物[Al(OH)3(H2O)3]m占..大大都。当pH>8.5时，氢氧化铝沉淀物又重新消融为带负电的阴离子[Al(OH)4(H2O)3]-。

上述反应产品对胶体和聚合氯化铝悬浮物有如下脱稳作用：

(1)降低胶体ξ电位jueduizhi；炷撂焐拇绾衫胱咏虢禾宓乃绮，使其厚度减薄，也可以说是所天生的带正电荷离子与带负电荷的胶体爆发了电中和，使胶体颗粒的ξ电位jueduizhi下降，从而削弱了胶体因带电而保存的静电斥力。

(2)吸附架桥作用。沉淀物[Al(OH)3(H2O)]m铝羟基络离子尤其是带正电的铝羟基络离子，类似高分子絮凝剂，具有较长分子链。这些分子链能吸附水中悬浮物颗粒，并且统一条分子链上可以吸附多个悬浮物颗拉，统一个悬浮物颗粒又可以吸附在多个分子链上，这样原来处于疏散的许多细小悬浮物颗粒被分子链拉扯在一起不可脱离，形成絮状沉淀物。细小的絮状沉淀物进一步相互黏合，越长越大，zuihou天生粒径达几毫米的粗大絮凝体。

从絮凝体的组成上看，它现实上是混凝剂与悬浮物的混淆物。在絮凝体中，分子链毗连在悬浮物颗粒间，像桥梁一样平常，有时将有吸附能力的分子链称为架桥物质。由于投入水中的混凝剂聚合氯化铝所含铝与悬浮物一起天生絮凝体，故在正常情形下清水中并不由于投入铝盐而使铝离子含量增添。

(3)网捕作用。[Al(OH)3(H2O)3]m沉淀物以及天生的絮状物，是一种网状絮凝体，在下沉的历程中，像一个张开的网，卷扫水中悬浮物配合沉淀。絮凝体进一步长大必需同时具备两个条件：①胶体具有优异的絮凝性能，即胶体必需完全脱稳；②反应池的搅拌强度既可以提供应微絮粒足够的碰撞频率，又应只管阻止打碎絮凝体。