1.2　絮凝劑的分類

凡是用來將水溶液中的溶質(zhì)、膠體或者懸浮物顆粒產(chǎn)生絮狀物沉淀的物質(zhì)都叫作絮凝劑^[16]。根據(jù)絮凝劑的組成，可將其分為無機絮凝劑和有機絮凝劑；根據(jù)它們分子量的高低，可將其分為低分子和高分子兩大類；若按其官能團離解后所帶電荷的性質(zhì)，還可將其分為非離子型、陰離子型、陽離子型和兩性型等類型^[1，16-18]。

1.2.1　無機絮凝劑

無機絮凝劑的應(yīng)用歷史非常悠久，早在公元前16世紀，埃及人、希臘人已知道明礬的絮凝性質(zhì)。而在歐洲，明礬的使用歷史始于18世紀中葉。我國使用明礬凈水技術(shù)也有幾千年歷史了。早在我國春秋戰(zhàn)國時期（公元前770～公元前221年）成書的《山海經(jīng)》和《計倪子》《吳氏本草》等古代著作中，就有了關(guān)于明礬的記載。公元1637年，在《天工開物》一書中已有了關(guān)于明礬制造和使用的詳細記載。第一次利用硫酸鋁的試驗是在1827年進行的，但是自從1884年美國人海亞特取得了濾池處理水以硫酸鋁預(yù)處理的專利以來，鋁鹽在水處理工業(yè)中就占有重要地位。到20世紀60年代，聚合氯化鋁（PAC）以其優(yōu)越的凈水性能被廣泛應(yīng)用。迄今為止，鋁鹽在飲用水處理中使用最廣泛。我國自從20世紀60年代開始研制和生產(chǎn)聚合氯化鋁（PAC）以來，結(jié)合自己的條件，也建立起獨具特色的工藝路線和生產(chǎn)體系，滿足了全國用水和廢水處理的需要。目前，我國硫酸鋁的年生產(chǎn)能力近110萬噸，PAC生產(chǎn)廠家已超過3000個^[19]。

無機絮凝劑根據(jù)分子量的高低，可分為無機低分子絮凝劑和無機高分子絮凝劑。無機低分子絮凝劑主要包括硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵等。和無機低分子絮凝劑相比，無機高分子絮凝劑（IPF）因具有沉降速度快、用量少、效果好、使用范圍廣等優(yōu)點^[20]，自20世紀60年代以來得到了迅速發(fā)展，而且研制和應(yīng)用聚合鋁、鐵、硅及各種復(fù)合型絮凝劑也成為熱點。目前我國對無機高分子絮凝劑的開發(fā)應(yīng)用較好，除個別品牌的絮凝劑未開發(fā)外，絮凝劑的品種已逐步系列化。根據(jù)所帶電荷的性質(zhì)，無機高分子絮凝劑可分為陽離子型和陰離子型兩大類，其中陽離子型主要包括聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鐵（PFS）、聚合氯化鋁鐵（PAFC）、聚合硅酸鋁（PASiC）、聚合硅酸鐵（PSiFC）、聚磷氯化鋁（PPAC）以及聚磷硫酸鐵（PPFS）等，陰離子型主要有聚合硅酸（PSi）等。此外，開發(fā)復(fù)合型的無機-有機高分子絮凝劑亦成為無機高分子絮凝劑發(fā)展的一個新亮點。

無機高分子絮凝劑原料易得、制備簡便、價格便宜，對含各種復(fù)雜成分的水處理適應(yīng)性強，可有效去除細微懸浮顆粒，但與有機高分子絮凝劑相比，生成的絮體不如有機高分子絮凝劑生成的絮體大且單獨使用時藥劑投藥量大。因此，無機高分子絮凝劑常與有機高分子絮凝劑配合使用，并由過去的高速發(fā)展時期轉(zhuǎn)向近年來的緩慢發(fā)展階段。

1.2.2　有機絮凝劑

和無機高分子絮凝劑相比，有機高分子絮凝劑因具有用量小、絮凝能力強、絮凝速度快、效率高，受共存鹽類、pH值及溫度影響小，生成污泥量少且污泥易于處理等優(yōu)點，對節(jié)約用水、強化廢（污）水處理和回用有重要作用，尤其在提高絮凝體機械強度及其脫水效率，克服水處理“瓶頸效應(yīng)”方面的作用更為突出。因此，自1954年美國首先開發(fā)出商品聚丙烯酰胺（PAM）絮凝劑以來，有機高分子絮凝劑的生產(chǎn)和應(yīng)用一直發(fā)展較快，新產(chǎn)品不斷問世，并正以單一和復(fù)配的方式形成類型、規(guī)格系列化的一個新興的精細化工領(lǐng)域。根據(jù)其性質(zhì)與來源的不同，可將有機高分子絮凝劑分為合成和天然兩大類^[1]。

1.2.2.1　合成有機高分子絮凝劑

合成有機高分子絮凝劑根據(jù)分子鏈上所帶電荷的性質(zhì)，可將其分為非離子型、陰離子型、陽離子型和兩性型等類型。

（1）非離子型

主要包括：聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、脲醛縮合物和酚醛縮合物等。

（2）陰離子型

主要包括：聚丙烯酸（鈉）、丙烯酸／馬來酸酐共聚物、丙烯酸／丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸（鈉）共聚物、丙烯酰胺／丙烯酸鈉共聚物、丙烯酰胺／乙烯基磺酸鈉共聚物、丙烯酰胺／丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸鈉共聚物、磺化三聚氰胺／甲醛聚合物、水解聚丙烯酰胺、磺甲基化聚丙烯酰胺、聚苯乙烯磺酸鈉和聚-N-二膦酰基甲基丙烯酰胺等。

（3）陽離子型

主要包括：聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯、丙烯酰胺／二甲基二烯丙基氯化銨共聚物、丙烯酰胺／甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物、丙烯酰胺／丙烯酸乙酯基三甲基氯化銨共聚物、丙烯酰胺／丙烯酸乙酯基三甲基銨硫酸甲酯共聚物、丙烯酰胺／乙烯基吡咯烷酮共聚物、聚乙烯基吡啶鹽、聚-N-二甲氨基甲基丙烯酰胺（微）乳液、聚-N-二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺、聚乙烯胺、聚乙烯亞胺、聚-N-二甲氨基甲基丙烯酰胺溶液、聚苯乙烯基四甲基氯化銨、聚丙烯腈與雙氰胺反應(yīng)物、聚乙烯醇季銨化產(chǎn)物、有機胺／環(huán)氧氯丙烷聚合物、雙氰胺／環(huán)氧氯丙烷聚合物、雙氰胺／甲醛聚合物以及改性三聚氰胺／甲醛縮合物等。

（4）兩性型

主要包括：丙烯酰氨基丙烯酸（鈉）/二甲基二烯丙基氯化銨共聚物、丙烯酰胺／丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸（鈉）/二甲基二烯丙基氯化銨共聚物、丙烯酰胺／丙烯酸（鈉）/甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物、丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸（鈉）/丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨共聚物、丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸（鈉）/丙烯酸／丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨共聚物、含膦酰基丙烯酰胺／二甲基二烯丙基氯化銨共聚物、含磺酸基丙烯酰胺／二甲基二烯丙基氯化銨共聚物、含膦酸基團的雙氰胺／甲醛聚合物和含磺酸基團的雙氰胺／甲醛聚合物等。

1.2.2.2　天然高分子改性絮凝劑

天然高分子改性絮凝劑根據(jù)原材料的不同，可分為改性淀粉類絮凝劑、改性瓜爾膠類絮凝劑、黃原膠及其改性產(chǎn)品、羧甲基纖維素（鈉）及其改性產(chǎn)品、海藻酸鈉、改性木質(zhì)素類絮凝劑、植物單寧及其改性產(chǎn)品以及F691粉改性產(chǎn)品等。按其官能團離解后所帶電荷的性質(zhì)，還可將天然高分子絮凝劑及其改性產(chǎn)品分為非離子型、陰離子型、陽離子型和兩性型。