二、混凝剂

用于水的混凝处理的水处理剂，能使水中胶体颗粒或微小颗粒脱稳的药剂称为凝聚剂，而使脱稳后颗粒之间产生架桥作用以及在沉降过程中产生卷扫作用的药剂称絮凝剂，凝聚剂和絮凝剂统称混凝剂。

混凝剂种类很多，据目前所知，不少于200～300种。选用混凝剂的原则是：混凝效果好，对人体无害，使用方便，货源充足，价格便宜。混凝剂种类很多，金属盐类混凝剂品种较少，目前主要是铁盐和铝盐，但水处理中用量最多；高分子混凝剂品种较多，但水处理中用量较少。下面仅介绍几种常用的混凝剂。

1.无机混凝剂

传统的无机混凝剂主要是铝盐和铁盐两类化合物及其聚合物，在水处理中用得最多，详见表2.1。此外还有复合型无机高分子絮凝剂如聚合硅酸铝（PASC）、聚合硅酸铁（PFSC）、聚合氯化铝铁、聚合硅酸铁铝等。

2.有机高分子絮凝剂

有机絮凝剂分合成与天然絮凝剂。合成有机高分子絮凝剂常用的有聚丙烯酰胺（PAM）、聚苯乙烯磺酸钠、聚氧化乙烯等，常用的有机混凝剂一般特点见表2.2。与无机絮凝剂比，具有用量省、pH值适应范围广、受盐类及环境影响小、污泥量少、处理效果好等优点。由于合成的有机高分子絮凝剂残留单体毒性，多用于污水处理，在市政给水和生活饮用水处理中使用较少。天然高分子絮凝剂有纤维素、三乙酸纤维素、淀粉、果胶等。由于天然有机高分子絮凝剂具有来源广泛、价格低廉、无毒、易于生物降解等优点，应用广泛。

3.微生物絮凝剂

微生物絮凝剂是指由微生物产生的有絮凝活性的次生代谢产物，是一类可使液体中不易沉降的固体悬浮颗粒凝聚、沉淀的物质。微生物絮凝剂主要包括：利用微生物细胞的絮凝剂（如土壤、活性污泥中分离筛选得到的放线菌、细菌等），利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂（如提取酵母细胞壁得到的蛋白质、葡聚糖、甘露聚糖等），利用微生物细胞代谢产生的絮凝剂（如细菌的荚膜和黏液），利用克隆技术所获得的絮凝剂。按化学组成不同可将其分为：糖蛋白、纤维素、蛋白质、脂肪、核酸等。微生物絮凝剂的优点如下。

（1）高效性　与同等用量的传统絮凝剂相比，微生物絮凝剂对活性污泥的絮凝速度最快，而且絮凝沉淀比较容易用过滤除去。

（2）消除二次污染　微生物絮凝剂为微生物菌体或菌体分泌的生物高分子物质，属于天然有机高分子絮凝剂，因此它不会危害其他生物，也不会影响生态环境；且絮凝后的残渣可被生物降解，不会造成二次污染。

（3）无毒性　根据相关实验证明微生物絮凝剂不会引起生物中毒，或致病。微生物絮凝剂安全、无毒，完全能用于食品、医药等行业。

（4）成本较低　主要从两方面考虑：微生物絮凝剂为生物菌体或有机高分子，较化学絮凝剂便宜，微生物絮凝剂是靠生物发酵产生的，化学絮凝剂是人工合成的，从生产所用原材料、生产工艺和能源消耗等方面考虑，微生物絮凝剂成本很低，这一点已为国内外普遍认同；微生物絮凝剂处理技术总费用低于化学絮凝处理技术的处理费用，前者约为后者的2/3。

（5）应用范围广泛　微生物絮凝剂能絮凝处理的对象较广，有活性污泥、粉煤灰、果汁、饮用水、河底沉积物、细菌、酵母菌和各种生产废水，而其他絮凝剂则由于各自的特性而在具体应用领域受到一定限制。

4.助凝剂

当单独使用凝聚剂不能取得良好的混凝效果时，需投加某些助凝剂来改善和提高混凝效果。助凝剂的作用往往是为了改善絮凝体结构，促使细小而松散的絮粒变得粗大而密实，作用机理是高分子物质的吸附架桥。水厂常用的助凝剂有：骨胶、活化硅酸、聚丙烯酰胺、海藻酸钠等。从广义讲，凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂也可称为助凝剂，如生石灰、氯气等。当原水的pH值低或碱度不足时，为满足混凝的需要，常用生石灰（CaO）调整原水中的pH值和碱度。当原水污染严重时，为破坏一些有机物对混凝过程的干扰，往往采用加氯气（Cl₂）的方法。在以硫酸亚铁为凝聚剂时，可用氯气将亚铁氧化成高价铁，提高混凝效果。常用助凝剂的一般特点见表2.3。

5.混凝剂的研究方向及发展前景

混凝技术是目前国内外广泛使用的既经济又简单的水处理技术，在给水的净化处理和污水处理中都有着普遍的应用。混凝作用的基本原理是通过向混浊水中投加各种无机或有机混凝剂，使分散的胶体颗粒与溶解态的混凝剂之间产生固相与液相之间的化学吸附、电中和脱稳以及黏结架桥的作用，经过脱稳颗粒间的碰撞结合，形成较大的絮凝体颗粒而迅速沉降，从而达到加速混浊水澄清的目的。

随着科学技术的发展，混凝剂正从品种单一向多样化转变，尤其在可持续发展战略的要求下，高效、廉价、低毒、无公害、多功能、复合化的绿色混凝剂必将成为今后科研工作者研究工作的重要方向。另外，无机与有机复合型高分子混凝剂等多功能复合型混凝剂的开发也因综合了无机与有机混凝剂的优点将成为未来的一个重要发展方向；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混凝剂的固有缺陷，具有应用范围广、絮凝活性高、安全无毒、不污染环境等特点，可最终实现污染零排放，其研究与开发已成为水处理剂研究领域的重要课题和发展方向，必将取代部分传统的无机高分子絮凝剂和合成有机高分子混凝剂。