概述[1]
絮凝劑是能使溶膠或懸浮微粒凝聚成絮狀沉淀的凝結(jié)劑,用作沉降、過濾、澄清等過程的促進(jìn)劑，在藥劑學(xué)上常利用絮凝劑來改善某些混懸劑的質(zhì)量。常用的絮凝劑主要是無機(jī)鹽類：如明礬、硫酸、鋁等，和高分子化合物，如水溶性淀粉，聚甲乙烯甲基醚等。絮凝劑在用水與廢水處理過程的固液分離中占有重要的地位。以水處理為例：首先，絮凝能有效脫除80%～95%的懸浮物質(zhì)和65%～95%的膠體物質(zhì)，對(duì)降低水中COD值有重要作用；再者，絮凝對(duì)除去水中的細(xì)菌病菌效果穩(wěn)定，通過絮凝凈化，一般能把水中90%以上的微生物和病毒一并轉(zhuǎn)入污泥，使得對(duì)水進(jìn)行消毒、殺菌變得容易。此外，日益受到重視的水體富營(yíng)養(yǎng)化、廢水脫色等問題，采用無機(jī)絮凝劑比生物法除磷、脫色效果好。最后，污泥脫水是當(dāng)今廢(污)水處理的主要問題，迄今最可行的辦法是投加適量的陽離子高分子絮凝劑(普遍采用聚丙烯酰胺)，改善污泥性狀，以便下一步機(jī)械脫水處理。
分類及應(yīng)用[2-3]
1. 無機(jī)絮凝劑
1）鋁鹽絮凝劑
最常用的鋁鹽絮凝劑有硫酸鋁、鋁酸鈉、聚氯化鋁、聚硅硫酸鋁等。而硫酸鋁是世界上利用最早、最多的鋁鹽絮凝劑，其具有運(yùn)用便利、效果好等優(yōu)點(diǎn)。鋁鹽的絮凝機(jī)理主要是其水解過程的中間產(chǎn)物能與水中不同陰離子和負(fù)電溶膠形成聚合體，即產(chǎn)生聚合絮凝作用。鋁鹽在運(yùn)用過程中主要受藥劑投加量、pH及顆粒物表面積、濃度等參數(shù)影響。鋁鹽作為一種有效的絮凝劑，在飲用水處理中占有重要地位。但是，鋁進(jìn)入人體后，通過蓄積參與生物化學(xué)反應(yīng)，能置換人體內(nèi)必需的營(yíng)養(yǎng)元素和微量元素，使之流失或沉積，干擾破壞人體各部位的生理功能，導(dǎo)致產(chǎn)生老年癡呆、鋁性骨病、鋁性貧血等中毒病癥。
2）鐵鹽絮凝劑
鐵鹽絮凝劑包括聚合氯化鐵、液體聚合硫酸鐵、氯化鐵、聚合磷酸類復(fù)合鐵鹽、聚合硅酸類復(fù)合鐵鹽、鋁鐵共聚復(fù)合絮凝劑等。鐵鹽絮凝的機(jī)理是其水解產(chǎn)物能與水體顆粒物進(jìn)行電中和脫穩(wěn)、吸附架橋或黏附網(wǎng)捕卷掃，從而形成粗大絮體，通過對(duì)絮體的去除，達(dá)到對(duì)水體的凈化。以含鐵的低品位鋁礬土為主要原
料，添加適量鋁酸鈣粉，制備出聚合氯化鋁鐵。該絮凝劑既有聚合鋁鹽基度高、對(duì)原水適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，又有聚合鐵密度較大，絮體沉降快的優(yōu)點(diǎn)，因此在污水處理方面有廣闊的應(yīng)用前景。除此之外，鐵鹽還可和其他物質(zhì)如乙酸鹽、硅酸鹽及檸檬酸、磷酸鹽等混合來處理廢水。
2. 天然有機(jī)高分子絮凝劑
天然有機(jī)高分子絮凝劑包括殼聚糖、淀粉、纖維素、含膠植物、木質(zhì)素、單寧、多糖類和蛋白質(zhì)等類別及它們的衍生物。天然有機(jī)高分子絮凝劑主要通過改性來提高其絮凝效果，改性后的該類絮凝劑與化學(xué)合成類絮凝劑相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）原料來源豐富，制備成本低，價(jià)格便宜，屬可再生資源；（2）無毒易生化降解，不造成二次污染；（3）種類多，分子內(nèi)活性基團(tuán)多，可選擇性大，易根據(jù)需要采用不同的制備方法進(jìn)行改。
3. 殼聚糖類絮凝劑
殼聚糖是由甲殼素脫去分子中的乙酰基而成，因而，脫乙酰度的大小直接影響著殼聚糖的絮凝性能。殼聚糖的絮凝作用是通過分子中的各種官能團(tuán)對(duì)水中的有機(jī)物質(zhì)、金屬離子、膠體物質(zhì)、懸浮物等進(jìn)行絡(luò)合、絮凝等反應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，從而使水體得到凈化。探討殼聚糖在給水處理中應(yīng)用的可行性，并通過實(shí)驗(yàn)確定了殼聚糖絮凝處理給水的工藝條件。實(shí)驗(yàn)中，通過對(duì)比對(duì)鋁的去除效果，顯示了使用殼聚糖替代鋁鹽絮凝劑的優(yōu)勢(shì)。
4. 人造有機(jī)高分子絮凝劑
目前，人造有機(jī)高分子絮凝劑運(yùn)用較多的有二甲基二烯丙基氯化銨、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸鈉等。用聚丙烯酰胺處理飲用水，能有效去除水中色度、有機(jī)物和藻類等，可提高水質(zhì)，降低成本和致突變性。但由于聚丙烯酰胺的單體有毒，因此，在應(yīng)用上應(yīng)控制其出水濃度低于國(guó)家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。將聚丙烯酰胺作為助凝劑來凈化水。實(shí)驗(yàn)證明其對(duì)低濁低溫水處理效果明顯，并且對(duì)高負(fù)荷水有較強(qiáng)的適應(yīng)能力，但會(huì)影響其濾速。因此，人造有機(jī)高分子在水處理應(yīng)用中比天然高分子廣泛，且在環(huán)境中的絮凝活性穩(wěn)定。
5. 無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絮凝劑
參與制備復(fù)合絮凝劑的有機(jī)絮凝劑主要有殼聚糖、二甲基二烯丙基氯化銨、聚丙烯酰胺等；無機(jī)絮凝劑主要有鐵鹽和鋁鹽等絮凝劑。復(fù)合絮凝劑解決了無機(jī)絮凝劑絮凝速度慢、礬花小等缺點(diǎn)，得到了廣泛的應(yīng)用，且具有高效、可行、成本低等特點(diǎn)。研究用改性后的累托石與天然高分子多糖按定的比例制備而成的復(fù)合絮凝劑處理有機(jī)污染物（COD）為400mg/L，固體懸浮物（SS）為350mg/L的油漆廢水，其對(duì)COD、SS、色度的去除率分別較傳統(tǒng)絮凝劑聚合三氯化鋁（PAC）和聚丙烯酰胺（PAM）提高了43.1%、6.4%、22.6%和19.1%、3.4%、21.8%；噸污水藥劑成本分別下降了16.85%和30.7%。
主要參考資料
[1] 現(xiàn)代藥學(xué)名詞手冊(cè)
[2] 絮凝劑處理重金屬廢水的研究進(jìn)展
[3] 絮凝劑在水處理中的應(yīng)用與展望