1.2　絮凝剂的分类

凡是用来将水溶液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒产生絮状物沉淀的物质都叫作絮凝剂^[16]。根据絮凝剂的组成，可将其分为无机絮凝剂和有机絮凝剂；根据它们分子量的高低，可将其分为低分子和高分子两大类；若按其官能团离解后所带电荷的性质，还可将其分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性型等类型^[1，16-18]。

1.2.1　无机絮凝剂

无机絮凝剂的应用历史非常悠久，早在公元前16世纪，埃及人、希腊人已知道明矾的絮凝性质。而在欧洲，明矾的使用历史始于18世纪中叶。我国使用明矾净水技术也有几千年历史了。早在我国春秋战国时期（公元前770～公元前221年）成书的《山海经》和《计倪子》《吴氏本草》等古代著作中，就有了关于明矾的记载。公元1637年，在《天工开物》一书中已有了关于明矾制造和使用的详细记载。第一次利用硫酸铝的试验是在1827年进行的，但是自从1884年美国人海亚特取得了滤池处理水以硫酸铝预处理的专利以来，铝盐在水处理工业中就占有重要地位。到20世纪60年代，聚合氯化铝（PAC）以其优越的净水性能被广泛应用。迄今为止，铝盐在饮用水处理中使用最广泛。我国自从20世纪60年代开始研制和生产聚合氯化铝（PAC）以来，结合自己的条件，也建立起独具特色的工艺路线和生产体系，满足了全国用水和废水处理的需要。目前，我国硫酸铝的年生产能力近110万吨，PAC生产厂家已超过3000个^[19]。

无机絮凝剂根据分子量的高低，可分为无机低分子絮凝剂和无机高分子絮凝剂。无机低分子絮凝剂主要包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等。和无机低分子絮凝剂相比，无机高分子絮凝剂（IPF）因具有沉降速度快、用量少、效果好、使用范围广等优点^[20]，自20世纪60年代以来得到了迅速发展，而且研制和应用聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂也成为热点。目前我国对无机高分子絮凝剂的开发应用较好，除个别品牌的絮凝剂未开发外，絮凝剂的品种已逐步系列化。根据所带电荷的性质，无机高分子絮凝剂可分为阳离子型和阴离子型两大类，其中阳离子型主要包括聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁（PFS）、聚合氯化铝铁（PAFC）、聚合硅酸铝（PASiC）、聚合硅酸铁（PSiFC）、聚磷氯化铝（PPAC）以及聚磷硫酸铁（PPFS）等，阴离子型主要有聚合硅酸（PSi）等。此外，开发复合型的无机-有机高分子絮凝剂亦成为无机高分子絮凝剂发展的一个新亮点。

无机高分子絮凝剂原料易得、制备简便、价格便宜，对含各种复杂成分的水处理适应性强，可有效去除细微悬浮颗粒，但与有机高分子絮凝剂相比，生成的絮体不如有机高分子絮凝剂生成的絮体大且单独使用时药剂投药量大。因此，无机高分子絮凝剂常与有机高分子絮凝剂配合使用，并由过去的高速发展时期转向近年来的缓慢发展阶段。

1.2.2　有机絮凝剂

和无机高分子絮凝剂相比，有机高分子絮凝剂因具有用量小、絮凝能力强、絮凝速度快、效率高，受共存盐类、pH值及温度影响小，生成污泥量少且污泥易于处理等优点，对节约用水、强化废（污）水处理和回用有重要作用，尤其在提高絮凝体机械强度及其脱水效率，克服水处理“瓶颈效应”方面的作用更为突出。因此，自1954年美国首先开发出商品聚丙烯酰胺（PAM）絮凝剂以来，有机高分子絮凝剂的生产和应用一直发展较快，新产品不断问世，并正以单一和复配的方式形成类型、规格系列化的一个新兴的精细化工领域。根据其性质与来源的不同，可将有机高分子絮凝剂分为合成和天然两大类^[1]。

1.2.2.1　合成有机高分子絮凝剂

合成有机高分子絮凝剂根据分子链上所带电荷的性质，可将其分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性型等类型。

（1）非离子型

主要包括：聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、脲醛缩合物和酚醛缩合物等。

（2）阴离子型

主要包括：聚丙烯酸（钠）、丙烯酸／马来酸酐共聚物、丙烯酸／丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸（钠）共聚物、丙烯酰胺／丙烯酸钠共聚物、丙烯酰胺／乙烯基磺酸钠共聚物、丙烯酰胺／丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠共聚物、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、聚苯乙烯磺酸钠和聚-N-二膦酰基甲基丙烯酰胺等。

（3）阳离子型

主要包括：聚二甲基二烯丙基氯化铵、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铵共聚物、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铵共聚物、丙烯酰胺／丙烯酸乙酯基三甲基铵硫酸甲酯共聚物、丙烯酰胺／乙烯基吡咯烷酮共聚物、聚乙烯基吡啶盐、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、聚乙烯亚胺、聚-N-二甲氨基甲基丙烯酰胺溶液、聚苯乙烯基四甲基氯化铵、聚丙烯腈与双氰胺反应物、聚乙烯醇季铵化产物、有机胺／环氧氯丙烷聚合物、双氰胺／环氧氯丙烷聚合物、双氰胺／甲醛聚合物以及改性三聚氰胺／甲醛缩合物等。

（4）两性型

主要包括：丙烯酰氨基丙烯酸（钠）/二甲基二烯丙基氯化铵共聚物、丙烯酰胺／丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸（钠）/二甲基二烯丙基氯化铵共聚物、丙烯酰胺／丙烯酸（钠）/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（钠）/丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚物、丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸（钠）/丙烯酸／丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚物、含膦酰基丙烯酰胺／二甲基二烯丙基氯化铵共聚物、含磺酸基丙烯酰胺／二甲基二烯丙基氯化铵共聚物、含膦酸基团的双氰胺／甲醛聚合物和含磺酸基团的双氰胺／甲醛聚合物等。

1.2.2.2　天然高分子改性絮凝剂

天然高分子改性絮凝剂根据原材料的不同，可分为改性淀粉类絮凝剂、改性瓜尔胶类絮凝剂、黄原胶及其改性产品、羧甲基纤维素（钠）及其改性产品、海藻酸钠、改性木质素类絮凝剂、植物单宁及其改性产品以及F691粉改性产品等。按其官能团离解后所带电荷的性质，还可将天然高分子絮凝剂及其改性产品分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性型。