1.1　分散体系与胶体分散体系

絮凝是胶体科学的重要原理之一，絮凝作用的主要对象是胶体分散体系，所以需首先介绍与絮凝相关的胶体的一些基本概念。在讨论胶体的絮凝作用时，必先涉及胶体的一些运动性质，例如扩散与布朗运动和扩散、沉降和沉降平衡等，分述如下。

把一种物质分散在另一种物质中所形成的体系被称为分散体系，前者称为分散质，而后者则称为分散剂或分散介质。例如把氯化钠溶解于水中，就形成一种分散体系，其中氯化钠为分散质，而水为分散剂。分散质被分散后可形成大小不等的微粒，微粒越小，分散度越高。根据微粒的尺度又将分散体系分为三种类型，即：真溶液、胶体分散体系、悬浊体系，如图1.1所示。

图1.1　分散体系的分类

当微粒的粒径小于1nm时，体系为真溶液；大于1000nm时为悬浊体系；介于1～1000nm之间时为胶体分散体系。由此可见，决定分散体系类型的唯一标准仅仅是分散质微粒的粒径，并无其他条件。把氯化钠分散于水，得到真溶液；但当氯化钠分散于酒精时却得到胶体分散体系，这说明其间是可以相互转化的。像这样的例子还有许多，它们说明所谓胶体或真溶液并非物质存在的本质，而是物质的两种不同存在状态，之所以有此不同的存在状态，是因为被分散物质的颗粒大小即分散度不同，仅此而已，与其他因素无关。

根据上述界定，当微粒的粒径处于1～1000nm的尺度范围时，体系属胶体分散体系。天然水和工业废水、生活污水中处于该尺度范围内的微粒有两类：一类是不溶性微粒如黏土矿物；另一类是溶解性大分子如蛋白质，它们均在水中水形成胶体分散系。前者与水分散介质间存在相界面，因界面自由能的存在，属热力学不稳定体系，不可逆，沉降后不能再分散，称为憎液胶体；后者与水分散介质间不存在相界面，属热力学稳定体系，可逆，沉降后还可再分散，称为亲液胶体。这两类胶体分散系既有共性，也有不同之处，由于微粒尺度相近，因而与尺度有关的一些性质相近，如动力性质、光学性质、流变性质等，而与界面有关的性质则不同，如电学性质、吸附性质等。

悬浊体系中微粒的尺度大于胶体分散体系中微粒的尺度。由于悬浊体系的分散质与分散剂之间存在明显的界面，许多性质与胶体分散系相似，因此也将对它的研究归入胶体化学的研究范畴。天然水和工业废水、生活污水中形成悬浊体系的物质一般为泥沙和油类等。

天然水和工业废水、生活污水除含有溶解盐而形成真溶液外，常含有胶体和悬浊物，因此它们常常既是真溶液，又是胶体分散系，也是悬浊体系，是复杂的综合性体系。

天然水中颗粒物最重要的也是最容易被忽视的性质是颗粒的尺度。颗粒的尺度决定它们在固液分离（如浮选、重力沉降、填充床及滤饼过滤、离心分离）中的传质效果。由于颗粒的尺度决定颗粒的比表面积，因而也影响颗粒的化学反应，例如与絮凝剂的反应、对污染物的吸附等，此外颗粒的尺度也影响分散体系的光学性质，例如对光的散射。