标题：水处理絮凝剂
类型
（1）聚合体絮凝剂的效果 为了选择最佳的絮凝剂，用户必须考虑到上述因素，并作出与实际使用条件极其相似的选定试验。
（2）试验方法试验步骤因处理方式的不同而各不相同。但在一般条件下，需要处理的原水被倒入一量筒内，并静置一小时。如果大部分污泥已经沉淀，则可以单独使用高分子量絮凝聚合体进行处理。使用具有代表性的阴离子、非离子及阳离子高分子量絮凝剂开始试验。选择能够产生稳定絮状物的絮凝剂。区别其离子是阴离子还是阳离子。然后通过对比弱、中、强阴离子以及阳离子来确定选用最佳的絮凝剂类型。确定适当的絮凝剂类型后，从该类型中选择两到三种产品。确定最佳产品的剂量，以产生最佳沉淀速度、透明度和脱水效果。
（3）与其它化学品组合使用如果单独使用高分子量絮凝剂未能产生预期效果，则可通过与硫酸铝、聚氯化铝和其它无机絮凝剂组合使用的方法来改善其效果。 此外，根据不同的污泥类型，使用阳离子高分子量絮凝剂代替无机絮凝剂也可能产生较好的效果。添加这些化学品时，无机絮凝剂通常首先加入并搅拌，然后再混合高分子絮凝剂。
性质
一类用于除去或降低水中浊度或悬浮物，使其产生大颗粒的凝聚体，加快水中杂质和污泥沉降速度的化学药品。包括无机和有机絮凝剂两大类。无机絮凝剂主要有铝盐和铁盐两种，如硫酸铝、聚氧化铝、氯化铁和硫酸亚铁等。有机絮凝剂按其带电性可分了阴离子型、阳离子型和非离子型三类。主要有聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素（阴离子型）、聚乙烯基亚胺（阳离子型）、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺（非离子型）等。
分类
有机絮凝剂：PAM分为阴离子聚丙烯酰胺，阳离子聚丙烯酰胺，非离子聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺按分子量的大小可分为超高相对分子量聚丙烯酰胺、高相对分子量聚丙烯酰胺、中相对分子量聚丙烯酰胺和低相对分子量聚丙烯酰胺。超高相对分子量聚丙烯酰胺主要用于油田的三次采油，高相对分子量聚丙烯酰胺主要用做絮凝剂，中相对分子量聚丙烯酰胺主要用做纸张的干强剂，低相对分子量聚丙烯酰胺主要用做分散剂。 　
双机絮凝剂　药剂中含有经改性的植物多酚，由于它同时含有酚羟基、醇羟基、羧基等多个反应活性基团和活性部位，以及亲核中心和亲电中心，使其可以同时发生亲核、亲电等多种化学反应。在技术上较好地融合了有机和无机絮凝剂的优点和特长，攻克了传统有机和无机絮凝剂同时投放时互不相溶的弊端。 　药剂应用于红霉素预处理、淀粉加工、中水回用、啤酒、菲汀、城市污水、垃圾渗沥液、酒精生产等高难度污水处理中，具有一次性投资省，工艺、操作简便，运行成本低，效果好的特点。
使用说明
（1）使用自动高度分散溶解器 絮凝剂必须分散和谨慎溶解，避免因粉末表面迅速溶解而导致了粒子间相互附着，造成了粒子内部未能溶解的“鱼眼”。因此，通常的做法是使用各种类型的分散溶解器。如果不使用粉末分散溶解器，则应按照下列步骤进行溶解操作。
（2）不同分散溶解器水至溶解槽容积的一半。用搅拌器进行搅拌，将称重过的絮凝剂沿搅拌产生的旋涡边缘平静且迅速地倒入。在溶液的粘性变大之前，絮凝剂与溶剂完全混合非常重要。如果溶液的粘性太大，则会产生结块现象。加水至指定位置，并调整到特定浓度。继续搅拌直至高分子量絮凝聚合体完全溶解。
（3）分散溶解絮凝剂时应注意项目溶解时间根据下列情况，溶解絮凝剂所需的时间会有所不同：
a. 高分子量絮凝聚合体的类型；
b. 溶解絮凝剂所用的水质；
c. 水温；
d. 搅拌效率。
但是，大多数絮凝剂通常需要约1小时的搅拌时间才能使粉末充分溶解。絮凝剂混合不充分或者结块可能影响絮凝剂的性能，甚至可能产生沉积和阻塞管道和泵。 搅拌速度 搅拌速度的理想转速为每分钟200至400转。我们建议不要使用无法降低马达旋转速度的高速搅拌器。因为它可能破坏絮凝剂分子。对于容积为1～2立方米的混合槽，其理想搅拌器的马达功率应为1马力。 溶解速度 阴离子和非离子絮凝剂通常溶解于浓度为0.1%的溶剂中，阳离子絮凝剂则可溶解于浓度为0.2%的溶剂中。也可以略高的浓度开始溶解，然后在使用前立即稀释絮凝剂混合液。
应用领域
1城市污水　用从城市生活污水中分离出的具有絮凝、降解作用的高效混合菌群对生活污水进行处理，可使污水 COD 和 BOD 的去 　除率达到 100 %1[0。] 　
2 建材废水 　含有高悬浮物的建筑材料加工废水也是较难处理的一类废水，例如陶瓷厂废水，主要包括胚体废水和釉药废水两种， 　前者主要含有较多的黏土颗粒，后者除含黏土颗粒外，还有相当数量釉药。当添加 NOC-1 后 5 min，胚体废水的浊度从原来1.4 降低到 0.043；釉药废水的浊度从 17.2 下降到 0.35；浊度去除率分别为 96.6 %和 97.9 %，可得到几乎透明的上清液1[2。]用红平红球菌产生的絮凝剂处理瓦厂废水，处理后的上清液几乎是透明的[13。] 　
3 其他应用 由于水处理絮凝剂具有安全、无毒的特性，逐渐在食品废水处理中被采用 ，并达到了满意的效果。
此外，微生物絮凝剂还可广泛应用于城市污水、医院污水、石化废水、造纸废液、制药废水等多方面的处理过程中。 　
结语 　综上所述，从低分子到高分子、由无机到有机及微生物、由单一型到复合型是絮凝剂的发展走向。追求高效、廉价、环 　
保是絮凝剂研制的目标，有针对性地开发无毒或低毒高效絮凝剂，使其在饮用水及其他与人体活动有关的用水处理中生物毒 　
性及残留量不再造成 2 次污染，是今后絮凝剂研究发展的一个重要方向。其次对絮凝效果加强定量的研究，降低生产成本是开发新型絮凝剂的当务之急。在理论和实践的双重驱动下，安全、无毒、高效的水处理絮凝剂大有取代传统絮凝剂的趋势， 　
无机和有机高分子复合絮凝剂也因综合了无机和有机的优点在国内外得到了广泛的开展，已经成为絮凝剂研究的热点。
絮凝剂工作原理
絮凝沉淀法是选用无机絮凝剂（如硫酸铝）和有机阴离子型絮凝剂聚丙烯酰铵（PAM）配制成水溶液加入废水中，便会产生压缩双电层，使废水中的悬浮微粒失去稳定性，胶粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝体、矾花。絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀，从而去除废水中的大量悬浮物，从而达到水处理的效果。为提高分离效果，可适时、适量加入助凝剂。处理后的污水在色度、含铬、悬浮物含量等方面基本上可达到排放标准，可以外排或用作人工注水采油的回注水。
聚丙烯酰胺
聚丙烯酰胺（PAM）为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，按离子特性分可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型四种类型。产品使用特性1、絮凝性：PAM能使悬浮物质通过电中和，架桥吸附作用，起絮凝作用。
2、粘合性：能通过机械的、物理的、化学的作用，起粘合作用。
3、降阻性：PAM能有效地降低流体的摩擦阻力，水中加入微量PAM就能降阻50—80%。
4、增稠性：PAM在中性和酸条件下均有增稠作用，当PH值在10以上PAM易水解。呈半网状结构时，增稠将更明显。作用原理1）絮凝作用原理：PAM用于絮凝时，与被絮凝物种类表面性质，特别是动电位，粘度、浊度及悬浮液的PH值有关，颗粒表面的动电位，是颗粒阻聚的原因加入表面电荷相反的PAM，能使动电位降低而凝聚。
2）吸附架桥：PAM分子链固定在不同的颗粒表面上，各颗粒之间形成聚合物的桥，使颗粒形成聚集体而沉降。
3）表面吸附：PAM分子上的极性基团颗粒的各种吸附。
4）增强作用：PAM分子链与分散相通过种种机械、物理、化学等作用，将分散相牵连在一起，形成网状。生产步骤聚丙烯酰胺生产步骤一共两步：
1、丙烯酰胺单体生产技术
丙烯酰胺单体的生产时以丙烯腈为原料，在催化剂作用下水合生成丙烯酰胺单体的粗产品，经闪蒸、精制后得精丙烯酰胺单体，此单体即为聚丙烯酰胺的生产原料。
丙烯腈+(水催化剂/水) →合 →丙烯酰胺粗品→闪蒸→精制→精丙烯酰胺
按催化剂的发展历史来分，单体技术已经历了三代：
第一代为硫酸催化水合技术，此技术的缺点是丙烯腈转化率低，丙稀酰胺产品收率低、副产品低，给精制带来很大负担，此外由于催化剂硫酸的强腐蚀性，使设备造价高，增加了生产成本；
第二代为二元或三元骨架铜催化生产技术，该技术的缺点是在最终产品中引入了影响聚合的金属铜离子，从而增加了后处理精制的成本；第三代为微生物腈水合酶催化生产技术，此技术反应条件温和，常温常压下进行，具有高选择性、高收率和高活性的特点，丙烯腈的转化率可达到100%，反应完全，无副产物和杂质。　产品丙烯酰胺中不含金属铜离子，不需进行离子交换来出去生产过程中所产生的铜离子，简化了工艺流程，此外，气相色谱分析表明丙烯酰胺产品中几乎不含游离的丙烯腈，具有高纯性，特别适合制备超高相对分子质量的聚丙烯酰胺及食品工业所需的无毒聚丙烯酰胺。
微生物催化丙烯酰胺单体生产技术，首先由日本在1985年建立了6000t/a的丙烯酰胺装置，其后俄罗斯也掌握了此项技术，20世纪90年代时日本和俄罗斯相继建立了万吨级微生物催化丙烯酰胺装置。我国是继日本、俄罗斯之后，世界上第三个拥有此技术的国家。微生物催化剂活性为2857国际生化单位，已经达到了国际水平。我国微生物催化丙烯酰胺单体生产技术是由上海市农药所经过“七五”、“八五”和“九五”等3个五年计划开发完成的，微生物催化剂腈水合酶是在1990年筛选出的，是由泰山山脚土壤中分离出163菌株和无锡土壤中分离出145菌株，经种子培养得到的腈水合酶，代号为Norcardia-163。该技术现已在江苏如皋、江西南昌、胜利油田及河北万全先后投产，质量上乘，达到了生产超高相对分子质量聚丙烯酰胺的质量指标。
利用该技术的改进型工艺的油两家：一个是配备2×10t/a为生物催化法丙烯酰胺装置的北京恒聚油田化工集团有限公司另一个是1.3×10t/a微生物催化法丙烯酰胺装置的配备 大庆炼化公司聚合物二厂。
标志着我国微生物催化丙烯酰胺技术已经达到了国际先进水平。
2、聚丙烯酰胺聚合技术
聚丙烯酰胺生产是以丙烯酰胺水溶液为原料，在引发剂的作用下，进行聚合反应，在反应完成后生成的聚丙烯酰胺胶块经切切割、造粒、干燥、粉碎，最终制得聚丙烯酰胺产品。关键工艺是聚合反应，在其后的处理过程中要注意机械降温、热降解和交联，从而保证聚丙烯酰胺的相对分子质量和水溶解性。
丙烯酰胺+水（引发剂/聚合）→聚丙烯酰胺胶块→造粒→干燥→粉碎→聚丙烯酰胺产品
我国聚丙烯酰胺生产技术大概也经历了3个阶段:
第一阶段是最早采用盘式聚合，即将混合好的聚合反应液放在不锈钢盘中，再将这些不锈钢盘推至保温烘房中，聚合数小时后，从烘房中推出，用铡刀把聚丙烯酰胺切成条状，进绞肉机造粒，烘房干燥，粉碎制得成品。这种工艺完全是手工作坊式。
第二阶段是采用捏合机，即将混合好的聚合反应液放在捏合机中加热，聚合开始后，开始捏合机，一边聚合一边捏合，聚合完后，造粒也基本完成，倒出物料经干燥、粉碎得成品。
第三阶段是，20世纪80年代后期，开发了锥形釜聚合工艺，由核工业部五所在江苏江都化工厂试车成功。该工艺在锥形釜下部带有造料旋转刀，聚合物在压出的同时，即成粒状，经转鼓干燥机干燥，粉碎得产品。
为了避免聚丙烯酰胺胶块黏附在聚合釜釜壁上，有的技术采用氟或硅的高分子化合物涂覆在聚合釜的内壁上，但此涂覆层在上产过程中易脱落而污染聚丙烯酰胺产品。
也有可旋转的锥形釜，聚合反应完成后，聚合釜倒转将聚丙烯酰胺胶块倒出）、造粒方式 （有机械造粒、切割造粒，也有湿式造粒即分散液中造粒）、干燥方式（有采用穿流回转干燥，也有用振动流化床干燥）及粉碎方式。这些不同中有些是设备质量上有差异，有些是采用的具体方式上的油差异，但总的来看，聚合技术趋向于固定锥形釜聚合，振动流化床干燥技术。
聚丙烯酰胺生产技术除了上述的单元操作外，在工艺配方上还有较明显的差别，引发就有前加碱共水解工艺和后加碱后水解工艺之分，两种方法各有利弊，前加碱共水解工艺过程简单，但存在水解传热易产生交联和相对分子质量损失大的问题，后加碱后水解虽然工艺过程增加了，但水解均匀不易产生交联，对产品相对分子质量损失也不大。
影响絮凝因素
絮凝作用是复杂的物理和化学过程，絮凝处理效果是由多种因素综合作用的结果。莱特莱德介绍影响絮凝效果的因素主要有以下几点：
温度的影响：水温升高絮凝效果则会提高，在低温条件下，必须增加絮凝剂用量。另一方面，水温过高，形成的絮凝体细小，污泥含水率增大，难以处理。所以，水温过高或过低对絮凝均不利。一般水温条件宜控制在20-30℃。
水体PH值的影响：每种絮凝剂都有它适合的PH值范围，超出它的范围就会影响絮凝效果。比如聚丙烯酰胺，阳离子型适用于酸性和中性的环境中使用，阴离子型适用于在中性和碱性的环境中使用，非离子型适用于从强酸性到碱性的环境中使用。
絮凝剂的性质和结构影响：对于高分子絮凝剂来说，其结构和性质对絮凝作用影响很大。无机高分子絮凝剂的聚合度越大，其电中和能力和吸附架桥功能越强。而对于有机絮凝剂来说，除了聚合度的影响外，线性结构的絮凝剂絮凝作用大，而环状或支链结构的有机高分子絮凝剂絮凝效果就差。
絮凝剂投加量的影响：各种絮凝剂都有在相应条件下的最佳投加量，低于或者超过这个最佳量都会使絮凝效果变差。用量不足时，絮凝不彻底，用量过量则会造成胶体的再稳定，降低絮凝效果。所以，不同的絮凝剂要在使用之前做小试确定其最佳加入量。
水力条件的影响：为了使絮凝剂与水体充分接触，增加颗粒碰撞速率，往往要进行机械搅拌，而搅拌的速度和时间必须适当。搅拌时间太短，絮凝不充分;搅拌速度太快，时间太长，会使已经形成的絮凝被打碎，降低高分子链的架桥吸附能力。