絮凝剂的分类与作用

聚丙烯酰胺→属于高分子聚合物。专业针对各种难以处理的废水的处理以及干泥的处理。在市政污水以及造纸印染行业的污泥处理中，应用广泛。

　　聚合氯化铝→属于混凝剂。主要是饮用水处理，市政污水处理以及造纸印染废水处理。其价格低，市场应用范围广。

　　聚合氯化铝铁加入单质铁离子或三氧化铁和其它含铁化合物复合而制得的一种新型高效混凝剂。主要用于饮用水以及工业废水处理。

　　1、以天然的高分子有机物为基础，经过化学处理增加它的活性基团含量而制成。

　　2、用现代的有机化工方法合成的聚丙烯酰胺系列产品。

　　3、用天然原料和聚丙烯酰胺接枝(或共聚)制成。

　　聚丙烯酰胺(polyacrylamide)，常简写为PAM(过去亦有简写为PHP)。近年水处理使用的各种PAM，实质上是用一定比例的丙烯酰胺和丙烯酸钠经过共聚反应生成的高分子产物，有一系列的产品。

　　丙烯酰胺的分子式为：CH2 = CH－CONH2

　　丙烯酸钠的分子式为：CH2 = CH－COONa

编辑本段基本类别

　　有机絮凝剂：

　　聚丙烯酰胺(polyacrylamide)，常简写为PAM。分为阴离子聚丙烯酰胺，阳离子聚丙烯酰胺，非离子聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺按分子量的大小可分为超高相对分子量聚丙烯酰胺、高相对分子量聚丙烯酰胺、中相对分子量聚丙烯酰胺和低相对分子量聚丙烯酰胺。超高相对分子量聚丙烯酰胺主要用于油田的三次采油，高相对分子量聚丙烯酰胺主要用做絮凝剂，中相对分子量聚丙烯酰胺主要用做纸张的干强剂，低相对分子量聚丙烯酰胺主要用做分散剂。

　　双机絮凝剂

　　药剂中含有经改性的植物多酚，由于它同时含有酚羟基、醇羟基、羧基等多个反应活性基团和活性部位，以及亲核中心和亲电中心，使其可以同时发生亲核、亲电等多种化学反应。在技术上较好地融合了有机和无机絮凝剂的优点和特长，攻克了传统有机和无机絮凝剂同时投放时互不相溶的弊端。

　　药剂应用于红霉素预处理、淀粉加工、中水回用、啤酒、菲汀、城市污水、垃圾渗沥液、酒精生产等高难度污水处理中，具有一次性投资省，工艺、操作简便，运行成本低，效果好的特点。

编辑本段其它信息

　　无机絮凝剂

　　无机絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等，其中硫酸铝最早是由美国开发的，并一直沿用至今的一种重要的无机絮凝剂。常用的铝盐有硫酸铝AL2(SO4)3.18H2O和明矾AL2(SO4)3.K2SO4.24H2O，另一类是铁盐有三氯化铁水合物FeCL3.6H2O.硫酸亚铁水合物FeSO4.17H2O和硫酸铁。

　　无机絮凝剂的优点是比较经济、用法简单;但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蚀性强的缺点。无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂是20世纪60年代后期才发展起来的一类新型废水处理剂。与传统絮凝剂相比，它能成倍的提高效能，且价格较低，因而有逐步成为主流药剂的趋势。目前日本、俄罗斯、西欧及我国生产此类絮凝剂已达到工业化、规模化和流程自动化的程度，加上产品质量稳定，无机聚合类絮凝剂的生产已占絮凝剂总产量30%～60%。

　　简单无机聚合絮凝物 ，这类无机聚合物絮凝剂主要是铝盐和铁盐的聚合物。如聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)以及聚合硫酸铁(PFS)等。无机聚合物絮凝剂之所以比其它无机絮凝剂效果好，其根本原因在于它能提供大量的络合离子，且能够强烈吸附胶体微粒，通过吸附、桥架、交联作用，从而使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化，中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了δ电位，使胶体微粒由原来的相斥变为相吸，破坏了胶团稳定性，使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状混凝沉淀，沉淀的表面积可达(200～1000)m2/g，极具吸附能力。

硫酸铁

　　性状：灰白色粉末或正交棱形结晶流动浅黄色粉末。对光敏感。易吸湿。在水中溶解缓慢，但在水中有微量硫酸亚铁时溶解较快，微溶于乙醇，几乎不溶于丙酮和乙酸乙酯。在水溶液中缓慢地水解。相对密度(d18)3.097。热至480℃分解。商品通常约含20%水呈浅黄色。也有含9分子结晶水的。相对密度2.1。175℃失去7分子结晶水。

　　用途：1、用于银的分析，糖的定量测定。用作染料。墨水。净水。铝的雕刻。消毒。聚合催化剂等。2、分析试剂、糖定量测定、铁催化剂、媒染剂、净水剂制颜料、药物。3、水处理行业用作净水的混凝剂和污泥的处理剂。4、被用作媒染剂以及工业废水的凝结剂，也用于颜料中。5、医药上用硫酸铁作收敛剂和止血剂。6、用于镀锌镍铁合金、镀锌铁钴合金等电解液中。

聚合硫酸铁

　　聚合硫酸铁是一种多羟基、多核结合体的阳离子型无机高分子絮凝剂， 它可以与水以任意比例快速混合，它比一般的无机混合凝剂有较大的分子量，用作水处理剂时，具有较强的吸附、絮桥、凝聚沉淀性能，且絮凝体形成大而快，絮体不易破碎，重凝性能好，沉淀后的水过滤快，净水PH值范围宽等优点。

硫酸铝

　　作用：1.造纸工业中用作纸张施胶剂，以增强纸张的抗水、防渗性能；2.溶于水后能使水中的细小微粒和自然胶粒凝聚成大块絮状物，从而自水中除去，故用作供水和废水的混凝剂；3.用作浊水净化剂，也用作沉淀剂、固色剂、填充剂等。在化妆品中用作抑汗化妆品原料（收敛剂）；4.消防工业中，与小苏打、发泡剂组成泡沫灭火剂；5.分析试剂，媒染剂，鞣革剂，油脂脱色剂，木材防腐剂；6.白蛋白巴氏杀菌的稳定剂(包括液体或冷冻全蛋、蛋白或蛋黄)；　7.可作原料，用于制造人造宝石和高级铵明矾，其他铝酸盐；8.燃料工业中，在生产铬黄和色淀染料时作沉淀剂，同时又起固色和填充剂作用。

　　有机高分子絮凝剂

　　有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类。从化学结构上可以分为以下3种类型：(1)聚胺型-低分子量阳离子型电解质；(2)季铵型-分子量变化范围大，并具有较高的阳离子性；(3)丙烯酰胺的共聚物-分子量较高，可以几十万到几百万、几千万，均以乳状或粉状的剂型出售，使用上较不方便，但絮凝性能好。根据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子型、阴离子型、非离子型3大类。有机高分子絮凝剂大分子中可以带-COO-、-NH-、-SO3、-OH等亲水基团，具有链状、环状等多种结构。因其活性基团多，分子量高，具有用量少，浮渣产量少，絮凝能力强，絮体容易分离，除油及除悬浮物效果好等特点，在处理炼油废水，其它工业废水，高悬浮物废水及固液分离中阳离子型絮凝剂有着广泛的用途。特别是丙烯酰胺系列有机高分子絮凝剂以其分子量高，絮凝架桥能力强而显示出在水处理中的优越性。

　　非离子型有机高分子絮凝剂

　　非离子型有机高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺。它由丙烯酰胺聚合而得。

　　阴离子型有机高分子絮凝剂

　　(1)阴离子型有机高分子絮凝剂主要有聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙以及聚丙烯酰胺的加碱水解物等聚合物。

　　(2)丙烯酰胺和苯乙烯磺酸盐、木质磺酸盐、丙烯酸、甲基丙烯酸等共聚物。

　　阳离子型有机高分子絮凝剂

　　2.4.1季铵化的聚丙烯酰胺

　　季铵化的聚丙烯酰胺阳离子均是将-NH2经过羟甲基化和季铵化而得，可以分为聚丙烯酰胺阳离子化和阳离子化丙烯酰胺聚合。

　　(1)由聚丙烯酰胺季铵化

　　聚丙烯酰胺(PAM)先与甲醛水溶液反应，酰胺基部分羟甲基化，其次与仲胺反应进行烷胺基化，然后与盐酸或胺基化试剂反应使叔胺季铵化。

　　(2)由季铵化的丙烯酰胺聚合

　　在碱性条件下，先由丙烯酰胺与甲醛水溶液反应，然后与二甲胺反应，冷却后加盐酸季铵化。产物经蒸发浓缩、过滤，得季铵化丙烯酰胺单体。

　　聚丙烯酰胺的阳离子衍生物

　　这类产品多是由丙烯酰胺与阳离子单体共聚合得到的。

　　两性聚丙烯酰胺聚合物

　　以部分水解聚丙烯酰胺加入适量甲醛和二甲胺，通过曼尼兹反应合成出具有羧基和胺甲基的两性型聚丙烯酰胺絮凝剂。

　　丙烯酰胺接枝共聚物

　　因为淀粉价廉来源丰富，其本身也是高分子化合物，它具有亲水的刚性链，以这种刚性链为骨架，接上柔性的聚丙烯酰胺支链，这种刚柔相济的网状大分子除了保持原聚丙烯酰胺的功能之外，还具有某些更为优异的性能。

　　由于大多数有机高分子絮凝剂本身或其水解、降解产物有毒，且合成用丙烯酰胺单体有毒，能麻醉人的中枢神经，应用领域受到一定限制，迫使絮凝剂向廉价实用、无毒高效的方向发展。

　　微生物絮凝剂

　　微生物絮凝剂主要包括利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂，利用微生物细胞壁代谢产物的絮凝剂、直接利用微生物细胞的絮凝剂和克隆技术所获得的絮凝剂。微生物产生的絮凝剂物质为糖蛋白、粘多糖、蛋白质、纤维素、DNA等高分子化合物，相对分子质量在105以上。

　　微生物絮凝剂是利用生物技术，从微生物体或其分泌物提取、纯化而获得的一种安全、高效，且能自然降解的新型水处理剂。由于微生物絮凝剂可以克服无机高分子和合成有机高分子絮凝剂本身固有的缺陷，最终实现无污染排放，因此微生物絮凝剂的研究正成为当今世界絮凝剂方面研究的重要课题。

　　絮凝剂的分子质量、分子结构与形状及其所带基团对絮凝剂的活性都有影响。一般来讲，分子量越大，絮凝活性越高；线性分子絮凝活性高，分子带支链或交联越多，絮凝性越差；絮凝剂产生菌处于培养后期，细胞表面蔬水性增强，产生的絮凝剂活性也越高。处理水体中胶体离子的表面结构与电荷对絮凝效果也有影响。一些报道指出，水体中的阳离子，特别是Ca2+、Mg2+的存在能有效降低胶体表面负电荷，促进“架桥”形成。另外，高浓度Ca2+的存在还能保护絮凝剂不受降解酶的作用。微生物絮凝剂絮凝范围广、絮凝活性高，而且作用条件粗放，大多不受离子强度、pH值及温度的影响，因此可以广泛应用于污水和工业废水处理中。微生物絮凝剂高效、安全、不污染环境的优点，在医药、食品加工、生物产品分离等领域也有巨大的潜在应用价值。

　　微生物絮凝剂的应用

　　1 城市污水

　　用从城市生活污水中分离出的具有絮凝、降解作用的高效混合菌群对生活污水进行处理，可使污水 COD 和 BOD 的去

　　除率达到 100 %1[0。]

　　2 建材废水

　　含有高悬浮物的建筑材料加工废水也是较难处理的一类废水，例如陶瓷厂废水，主要包括胚体废水和釉药废水两种，

　　前者主要含有较多的黏土颗粒，后者除含黏土颗粒外，还有相当数量釉药。当添加 NOC-1 后 5 min，胚体废水的浊度从原来1.4 降低到 0.043；釉药废水的浊度从 17.2 下降到 0.35；浊度去除率分别为 96.6 %和 97.9 %，可得到几乎透明的上清液1[2。]用红平红球菌产生的絮凝剂处理瓦厂废水，处理后的上清液几乎是透明的[13。]

　　3 其他应用

　　由于微生物絮凝剂具有安全、无毒的特性，逐渐在食品废水处理中被采用 ，并达到了满意的效果。此外，微生物絮凝

　　剂还可广泛应用于城市污水、医院污水、石化废水、造纸废液、制药废水等多方面的处理过程中。

　　结语

　　综上所述，从低分子到高分子、由无机到有机及微生物、由单一型到复合型是絮凝剂的发展走向。追求高效、廉价、环

　　保是絮凝剂研制的目标，有针对性地开发无毒或低毒高效絮凝剂，使其在饮用水及其他与人体活动有关的用水处理中生物毒

　　性及残留量不再造成 2 次污染，是今后絮凝剂研究发展的一个重要方向。其次对絮凝效果加强定量的研究，降低生产成本是开发新型絮凝剂的当务之急。在理论和实践的双重驱动下，安全、无毒、高效的微生物絮凝剂大有取代传统絮凝剂的趋势，

　　无机和有机高分子复合絮凝剂也因综合了无机和有机的优点在国内外得到了广泛的开展，已经成为目前絮凝剂研究的热点。

编辑本段絮凝剂选型试验

　　聚丙烯酰胺PAM是水溶性高分子凝集剂,号称百业助剂，可作助凝剂、污泥脱水剂以及凝集沉降剂。分散溶解聚丙烯酰胺时应注意项目A、溶解比例阴离子和非离子聚丙烯酰胺通常溶解于浓度为0.1%的溶剂中，阳离子聚丙烯酰胺则可溶解于浓度为0.2%的溶剂中。也可以略高的浓度开始溶解，然后在使用前立即稀释絮凝剂混合液。B、搅拌速度搅拌速度的理想转速为每分钟200至400转。我们建议不要使用无法降低马达旋转速度的高速搅拌器。因为它可能破坏絮凝剂分子。对于容积为1～2立方米的混合槽，其理想搅拌器的马达功率应为1马力。       C、溶解时间溶解聚丙烯酰胺所需的时间因为pam种类、溶解所用的水质、水温、搅拌效率不同而会有所不同。常规阴离子或者阳离子聚丙烯酰胺通常需要约40－60分钟的搅拌时间才能使粉末充分溶解。非离子聚丙烯酰胺通常需要80-120分钟。聚丙烯酰胺混合不充分或者结块可能影响其絮凝性能，甚至可能产生沉积和阻塞管道和泵。固体聚丙烯酰在使用之前要溶解成胶水状的液体才可以使用

　　1、用搅拌器进行搅拌，将称重过的高分子凝集剂沿搅拌产生的旋涡边缘平静且迅速地倒入。在溶液的粘性变大之前，高分子凝集剂与溶剂完全混合非常重要。      

　　2、加水至指定位置，并调整到特定浓度。

　　3、继续搅拌直至高分子量絮凝聚合体完全溶解。

试验方法

　　试验步骤因处理方式的不同而各不相同。但在一般条件下，需要处理的原水被倒入一量筒内，并静置一小时。如果大部分污泥已经沉淀，则可以单独使用聚丙烯酰胺进行处理。先用具有代表性的阴离子、非离子及阳离子高分子量聚丙烯酰胺进行试验。选择能够产生稳定絮状物的聚丙烯酰胺。区别其离子是阴离子还是阳离子。然后通过对比弱、中、强阴离子以及阳离子来确定选用最佳的聚丙烯酰胺类型。      确定适当的聚丙烯酰胺类型后，从该类型中选择两到三种产品。确定最佳产品的剂量，以产生最佳沉淀速度、透明度和脱水效果。效果分析：      聚丙烯酰胺的使用效果根据被处理原水的状态而有所不同。原水中悬浮物的种类、大小、浓度及PH等都会依水质而不同。另外需要注意的是，这些条件通常也会不断地发生变化。众所周知，搅拌条件也会影响絮状物形成的状态。因此，为了获得最佳结果，我们需要调整PH值和搅拌条件。需要使用的高分子聚丙烯酰胺产品将因絮凝沉淀、加压气浮、污泥脱水及其它处理目的而有所不同。为了选择最佳的聚丙烯酰胺产品，用户必须考虑到上述因素，并作出与实际使用条件极其相似的选定试验。

与其它化学品组合使用

　　如果单独使用聚丙烯酰胺未能产生预期效果，则可通过与硫酸铝、聚氯化铝和其它无机絮凝剂组合使用的方法来改善其效果。        此外，根据不同的污泥类型，使用阳离子聚丙烯酰胺代替无机絮凝剂也可能产生较好的效果。添加这些化学品时，无机絮凝剂通常首先加入并搅拌，然后再混合聚丙烯酰胺。  

编辑本段阳离子絮凝剂应用领域

　　1、用于污泥脱水：根据污泥性质选用絮凝效果最佳的型号，可有效的在污泥进入压滤之前进行污泥脱水。脱水时，产生絮团大，不粘滤布；压滤时不散，泥饼较厚，脱水效率高，泥饼含水率在80%以下。
2、用于生活污水和有机废水的处理：阳离子絮凝剂在酸性或碱性介质中均呈现阳电性，这样对污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀，澄清很有效。如生产粮食酒精废水，造纸废水，城市污水处理厂的废水，啤酒废水，味精厂废水，制糖废水，有机含量高废水、饲料废水，纺织印染废水等，用阳离子絮凝剂要比用阴离子、非离子絮凝剂或无机盐类效果要高数倍或数十倍，因为这类废水普遍带阴电荷。
3、在造纸工业中：可用作纸张干强剂、助留剂、助滤剂，能极大的提高成纸质量，节约成本，提高造纸厂的生产能力。可直接与无机盐离子、纤维以及其它有机高分子发生静电桥梁作用以达到增强纸张的物理强度, 减少纤维或填料的流失,加快滤水, 起增强、助留、助滤作用,还可以用于白水的处理, 同时，在脱墨过程中能起明显的絮凝效果。^[1]

编辑本段天然高分子絮凝剂

　　天然高分子絮凝剂的使用远少于合成的有机高分子絮凝剂，原因是其电荷密度较小，分子量较低，且易发生生物降解而失去絮凝活性。20世纪70年代以后，美、英、法、日和印度等国结合本国天然高分子资源，加强了化学改性有机高分子絮凝剂的研制。天然高分子絮凝剂按其原料来源的不同，大体可分为淀粉衍生物、纤维素衍生物、植物胶改性产物、多聚糖类及蛋白质类改性产物等。其中最具发展潜力的是水溶性淀粉衍生物和多聚糖改性絮凝剂。这类天然高分子化合物含有多种活性其团，如羟基、酚羟基等，表现出了较活泼的化学性质。通过羟基的醚化、氧化、交联、接枝共聚等化学改性，其活性其团大大增加。经改性后的天然有机高分子絮凝剂与合成的有机高分子絮凝剂相比，具有选择性大、无毒、价格低廉等优点。

编辑本段工作原理

　　絮凝沉淀法是选用无机絮凝剂（如硫酸铝）和有机阴离子型絮凝剂聚丙烯酰铵（PAM）配制成水溶液加入废水中，便会产生压缩双电层，使废水中的悬浮微粒失去稳定性，胶粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝体、矾花。絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀，从而去除废水中的大量悬浮物，从而达到水处理的效果。为提高分离效果，可适时、适量加入助凝剂。处理后的污水在色度、含铬、悬浮物含量等方面基本上可达到排放标准，可以外排或用作人工注水采油的回注水。

编辑本段絮凝剂溶液粘度的变化

　　絮凝剂溶液粘度随水解时间的延长而改变。絮凝剂水解的时间过短，粘度较小，这是由于高聚物还来不及形成网状结构所致。水解时间过长，粘度会下降，这是絮凝剂在溶液中结构发生松解所致。总之絮凝剂水溶液粘度随水解时间的延长，其粘度先升高后下降。

编辑本段发展

　　絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂；有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。
   絮凝过程是目前国内外众多水处理工艺中应用最广泛、最普遍的单元操作之一，是废水处理过程中不可缺少的关键环节。絮凝效果的好坏往往决定了后续流程的运行状况、最终出水水质和费用，选择何种絮凝剂，对于提高出水水质、降低制水成本有着重要的技术经济价值。 
   《2014-2018年中国絮凝剂市场深度分析及投资前景预测报告产业》旨在为投资者或企业管理者提供一个关于絮凝剂产品的投资及其市场前景的深度分析，为投资者和企业管理人传递正确的投资经营理念和选择，提供一个中立、全面的投资指南手册，为絮凝剂产品市场投资提供一个可供参照的标准。从而可以科学的帮助企业取得较高的收益。