一、絮凝剂的定义及分类

絮凝剂是指用来将水溶液中小的溶质、胶体或者悬浮物颗粒，变为絮状物沉淀的物质。在水处理初期，向水中加入絮凝剂，使水中的胶体和悬浮物颗粒絮凝成较大的絮凝体，便于从水中分离出来，从而达到水质净化的目的。这是一种经济有效的水质净化方法。根据组成的不同，可将絮凝剂分为无机絮凝剂和有机絮凝剂。再根据其分子量大小、官能团的性质以及官能团离解后所带电荷的性质，目前，根据现有絮凝剂的研究进展，可将其进一步分为高分子、低分子‘阳离子型、阴离子型和非离子型絮凝剂。市面上较为常见的絮凝剂有聚合氯化铝（PAC），聚合氯化铝产品分固体和液体两种。固体为无色，淡黄色，灰绿色或棕褐色细粒或粉末，易溶于水，水解过程伴随电化学，凝聚，吸附和沉淀等物理化学过程。液态的聚合氯化铝为无色，淡灰色，淡黄色或棕褐色透明，半透明液体，无沉淀。对水中的悬浮物有极强的吸附作用。

二、絮凝剂的作用机理

絮凝是水处理工艺中常用的技术之一，其主要目的是破坏水中胶体的稳定性，使其沉淀，从而去除水中的天然有机物。絮凝的基本理论是有关胶体的解稳方面的，不同的化学絮凝剂进行胶体解稳的方式有所不同。有些絮凝剂具有凝聚剂的功能，有些絮凝剂具有助凝剂的功能，还有一些絮凝剂能通过一种以上的方式解稳胶体。在天然水中存在的无机盐离子或者在水处理中加入的絮凝剂可以通过多种方式影响微粒的稳定性。一是提供反离子可压缩双电层厚度并降低电位的作用；二是溶解产生的各种离子与微粒表面发生化学作用而达到电荷中和作用；三是由水解金属盐类生成的沉淀物发挥卷扫网捕作用使微粒转入沉淀；四是有机絮凝剂对胶体的吸附及架桥作用。

（1）改变电位

该方式是通过压缩双电层厚度，降低电位，在分散系中加入盐类电解质，将使扩散层中的反离子浓度增大，同时一部分反离子会被挤入Stern层，双电层电位由此会较迅速地降落，从而引起电位下降和扩散层厚度被压缩。

（2）专属作用

是指非静电性质的作用，如输液结合、氢键甚至范德华力等。在加入过量电解质时，常常发生表面电荷变号的现象，这是专属作用最明显的证据。在专属作用发生的初期，静电吸引起了促进作用，但是当表面电荷变号后，反离子的进一步吸附是在克服静电排斥下发生的，这证明存在着某种更强的专属作用。

专属作用对胶体解稳作用实际是通过影响表面 电荷而发生的。当足够数量的反离子由于专属作用而吸附在表面上时，可以使粒子电荷减少到某个临界值，引起电位降低，这时静电斥力不足以阻止粒子间的接触，于是发生絮凝。反离子的进一步吸附不但会使粒子表面电荷变号，并有可能使表面电位升高，以致引起胶体的重新稳定。由专属吸附引起絮凝所需要的反离子在溶液中的浓度也称为临界絮凝浓度。由专属吸附引起胶体重新稳定所需反离子的浓度称为临界稳定浓度，再进一步加入电解质，可又观察到絮凝的发生，这是由于离子强度的增大而引起双垫层的压缩所致。此时可发生一系列的絮凝现象。

（3）卷扫（网捕）絮凝

再水处理中投加水解金属盐（如硫酸铝或三氯化铁）类絮凝剂进行絮凝时，若投量很大，则可能产生大量的水解沉淀物，在这些沉淀物迅速沉淀的过程中，水中的胶粒会被这些沉淀物所卷扫（或网捕）而发生共沉降，这种絮凝作用称为卷扫絮凝。卷扫絮凝作用的产生，需要投加较高的电解质，还需要较高的Ph值及碱度。在发生卷扫絮凝时，若水中胶体粒子的浓度小，则需要投加较多的水解金属盐类，若水中胶体粒子的浓度较大，则只需要投加少量的水解金属盐类。

（4）吸附架桥

在高分子物质浓度较低时，吸附在微粒表面上的高分子长链可能同时吸附在另一个微粒的表面上，通过架桥方式将两个或更多的微粒连接在一起，从而导致絮凝，这就是发生高分子絮凝作用的架桥机理。架桥作用的产生，需要微粒上存在空白表面，如果溶液中的高分子物质浓度很大，微粒表面已完全被所吸附的高分子所覆盖，那么微粒无法通过架桥而絮凝。