絮凝剂主要是带有正/负电性的基团和水中带有负/正电性的难于分离的粒子/颗粒相互靠近,降低其电势,使其处于不稳定状态,以"聚并"理论为理论基础,利用其聚合性质使颗粒集中,并通过物理或者化学方法将其分离出来,已达到净水目的的药剂。
絮凝剂按照其化学成分可分为:无机盐类絮凝剂、有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。其中,无机盐类絮凝剂又分为无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂;有机高分子絮凝剂分为合成有机高分子絮凝剂和天然有机高分子絮凝剂;微生物絮凝剂也属于有机絮凝剂。
无机絮凝剂主要分为两大类别:铁制剂系列和铝制剂系列,也包括其丛生的高聚物系列。无机絮凝剂产品包括硫酸铝、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。简单的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。
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。
有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类,按照加工工艺分主要有三大类:
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。
有机高分子絮凝剂是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。加上产品质量稳定,有机聚合类絮凝剂的生产已占絮凝剂总产量30%~60%。
因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,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,在处理炼油废水上有不错的效果。
但是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。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。
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。
从其来源看,微生物絮凝剂也属于天然有机高分子絮凝剂,它具有天然有机高分子絮凝剂的一切优点。同时,微生物絮凝剂是绿色环保,符合可持续发展理念,有利于生态环境和生命体健康的新型絮凝剂。