絮凝作用是非常復(fù)雜的物理、化學(xué)過程，其理論還未完全成熟。現(xiàn)在多數(shù)人認(rèn)為絮凝作用機(jī)理是絮凝和凝聚兩種作用過程。絮凝劑是化學(xué)混凝法的核心,在一個溶液中，使用兩種或兩種以上的物質(zhì)稱作復(fù)合絮凝劑。絮凝劑可分為無機(jī)、有機(jī)和微生物3類。

無機(jī)絮凝劑

 無機(jī)絮凝劑主要代表物是聚鋁類無機(jī)高分子絮凝劑、聚鐵類無機(jī)高分子絮凝劑、硅酸鹽類無機(jī)高分子絮凝劑和無機(jī)高分子改性產(chǎn)品等。

 1.聚鋁類 

一般認(rèn)為聚鋁是一種無機(jī)高分子,是指Al3+鹽到Al(OH)3之間的一系列準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)物質(zhì),即二鋁到十三鋁的羥基絡(luò)合物。它的研究開發(fā)對整個無機(jī)高分子絮凝劑的發(fā)展產(chǎn)生著極大的影響。通常，聚合鋁的鹽度越高，絮凝效果越強(qiáng)，但過高時會失去穩(wěn)定而生成難溶解的氫氧化鋁沉淀，導(dǎo)致絮凝效果降低。鹽基度以75%~85%為合適。

 聚鋁應(yīng)用雖然廣泛、工藝成熟，但是鋁的水解范圍小，對處理的水的pH值的要求太高或太低，還有低溫除污能力差易受鹽類的影響、除磷效果差等缺點(diǎn)。

 2.聚鐵類

 聚鐵類無機(jī)高分子絮凝劑主要使Fe離子與水(H2O)形成多核羥基絡(luò)合物，水解反應(yīng)物隨pH的變化不同。

 聚鐵的鹽基度需要控制的較低，一般比值控制在8%~15%。超出這個范圍，鐵水解反應(yīng)突然變化，從高價聚合態(tài)羥基絡(luò)離子轉(zhuǎn)化為高聚態(tài)的低價的凝膠產(chǎn)物。 聚鐵雖然適用水體pH值較為廣泛，絮凝體形成速度快、絮團(tuán)密實(shí)、沉降速度快，對低溫高濁度原水處理效果好等優(yōu)點(diǎn)，但其缺點(diǎn)也不少:原液的存儲和稀釋穩(wěn)定性差、3價鐵鹽不宜處理含硫廢水等。

 3.硅酸鹽類 

硅酸鹽類無機(jī)高分子絮凝劑具有價格便宜、處理后對水質(zhì)無害、絮體體積較緊密、沉降速度快、脫水率高等優(yōu)點(diǎn)。但是聚硅酸在pH中性的環(huán)境下的穩(wěn)定性很差，在強(qiáng)酸性或者強(qiáng)堿性下穩(wěn)定性才逐漸轉(zhuǎn)好，而堿性金屬離子的引入可以大大延長其凝絮時間，提高整個凝絮體的穩(wěn)定性。

有機(jī)絮凝劑 

在近代水處理方法中,有機(jī)高分子絮凝劑占有重要的地位,該絮凝劑相對分子質(zhì)量大，官能團(tuán)多,具有很強(qiáng)的吸附架橋能力。與無機(jī)絮凝劑相比,有機(jī)高分子絮凝劑具有用量少，絮凝效果好,種類繁多,且產(chǎn)生的絮體粗大，沉降速度快,處理過程時間短,產(chǎn)生的污泥容易處理等優(yōu)點(diǎn)。有機(jī)高分子絮凝劑通常分為合成有機(jī)高分子絮凝劑，天然有機(jī)高分子改性絮凝劑。

 1.合成有機(jī)高分子絮凝劑 

合成類有機(jī)高分子絮凝劑是利用高分子有機(jī)物分子量大、分子鏈官能團(tuán)多的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)經(jīng)化學(xué)合成的一類有機(jī)絮凝劑,具有產(chǎn)品性能穩(wěn)定、容易根據(jù)需要控制合成產(chǎn)物分子量等特點(diǎn)。 其中，應(yīng)用較多的主要是聚丙烯酰胺(PAM)及其衍生物，約占世界同類高分子絮凝劑總產(chǎn)量的80%以上，它們具有用量少、高絮凝性和低生產(chǎn)成本等特點(diǎn)。近年來，科學(xué)工作者又研制出丙烯酰胺與功能性陽離子單體共聚物絮凝劑等新型改性合成有機(jī)高分子絮凝劑。但以聚丙烯酰胺為代表的合成高分子有機(jī)絮凝劑的殘留物不易被生物降解，且其單體丙烯酰胺有強(qiáng)烈的神經(jīng)毒性和“三致”效應(yīng)(致畸、致突變、致癌),易造成二次污染,因此合成有機(jī)高分子絮凝劑的應(yīng)用也受到了一定的限制。

 2.天然有機(jī)高分子絮凝劑 

天然有機(jī)高分子絮凝劑是以天然高分子資源如淀粉、纖維素等為原料經(jīng)化學(xué)改性后制得的一類有機(jī)高分子絮凝劑，是綠色藥劑。簡單的天然有機(jī)高分子絮凝劑的使用遠(yuǎn)小于合成的有機(jī)高分子絮凝劑,原因是其電荷密度較小,相對分子質(zhì)量較低，且易發(fā)生生物降解而失去其絮凝活性。而經(jīng)改性后的天然有機(jī)高分子絮凝劑是一類生態(tài)型絮凝劑，與合成的有機(jī)高分子絮凝劑相比,具有選擇性大、無害、易生化降解、不造成二次污染、易于根據(jù)需要采用不同的制備方法進(jìn)行改性等明顯特點(diǎn)，因此，倍受人們的關(guān)注。目前，天然改性高分子有機(jī)絮凝劑包括淀粉衍生物、纖維素衍生物、甲殼素衍生物、植物膠改性產(chǎn)物、多糖類蛋白質(zhì)改性產(chǎn)物等。

 微生物絮凝劑

 微生物絮凝劑是利用生物技術(shù),通過微生物的發(fā)酵、抽提、精制等工藝從微生物或其分泌物中得到的一類具有絮凝活性的新型高分子有機(jī)物。微生物絮凝劑一般由多糖、蛋白質(zhì)、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質(zhì)構(gòu)成。產(chǎn)生絮凝劑的微生物來源廣泛，主要有線菌、真箘以及藻類等。微生物絮凝劑分子中含有多種官能團(tuán)，能使水中膠體懸浮物相互凝聚、沉淀。它對多種細(xì)微顆粒以及可溶性色素都具有優(yōu)良的絮凝能力,并具有較高的熱穩(wěn)定性。與其它無機(jī)和有機(jī)高分子絮凝劑相比，微生物絮凝劑具有生產(chǎn)周期短、無害、不產(chǎn)生二次污染、脫色效果特別、廉價、可以采取生物工程的手段實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化等特點(diǎn)，在環(huán)保方面更具優(yōu)越性，可廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化學(xué)和環(huán)保等領(lǐng)域。

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