水中に含まれる粒子のうち大きな物は、通常の沈殿装置やろ過などで除去が可能ですが、1ミクロン以下になってくると、沈降分離はほぼ不可能になります。というのは、微小な粒子は沈降速度が遅く、時間をかけてもなかなか沈まないものだからです。そこで、凝集剤という薬品を用いて微小な粒子を結合させます。すると、沈殿速度が大きくなり原水のままでは取り除くことが困難だった微小な粒子まで取り除くことができるようになるそれが凝集沈殿という手法です。
凝集沈殿で取り除こうとする粒子はコロイド粒子という粒子。実際この粒子はブラウン運動をしているので、普通の沈殿では除去が困難です。しかし、この手法によって可能となります。

凝集剤とは

凝集剤には、一般に硫酸アルミニウムもしくはポリ塩化アルミニウム(PAC)が用いられます。PACのほうが、凝集性が高く、適用できるpHの範囲が広く、アルカリ度の低下も小さいので優れていると考えられます。

どんなメカニズムなのか?

PACなどの凝集剤が加えられると、負に帯電しているコロイド粒子は正の電荷を持つアルミニウムヒドロキソ錯体に電気的に中和されます。すると、これまで負電荷ばかりで反発しあっていたコロイド粒子が分子間力によって結合していくんです。
このときアルカリ度の低下も見られますので、アルカリ剤を添加する必要があります。そのアルカリ剤には、苛性ソーダが使われています。