近几年我国聚丙烯酰胺絮凝剂发展快速应用广泛 
纵观一下近几年我国聚丙烯酰胺絮凝剂发展快速应用广泛。我们可以看到未来的聚丙烯酰胺絮凝剂发展将更加的广阔，在充分利用有限资源和科技技术研发先进的聚丙烯酰胺絮凝剂成为未来发展的趋势。

絮凝剂是用来使溶液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒产生絮状沉淀的物质，在固液分离和水处理过程中，用以提高微细固体物的沉降和过滤效果，被广泛应用于化工、矿业、环保等领域。随着工业的发展，水污染的情况日益严重，水的净化处理显得越来越重要。水的净化处理方法有许多种，如生化、离子交换、吸附、化学氧化、电渗析等，但“絮凝沉淀法”被普遍认为是一种较为有效的预处理方法。随着科学技术的发展，絮凝剂的种类也日益丰富，根据化学成分的不同，可分为无机、有机和微生物絮凝剂。

聚丙烯酰胺是重要的水溶性聚合物，而且兼具絮凝性、增稠性、耐剪切性、降阻性、分散性等宝贵性能。这些性能随着衍生物离子的不同而各有侧重。因而在采油、选矿、洗煤、冶金、化工、造纸、纺织、制糖、、环保、建材、农业生产等部门都有广泛的使用。

无机絮凝剂
无机絮凝剂主要有铁盐系和铝盐系两大类，按阴离子成分又可分为盐S系和ls系，按相对分子质量大小又可分为低分子体系和高分子体系两类，主要絮凝剂有FeCL3、ALCL3、Fe2（SO4）3、AL2（SO4）3及其多聚物等。无机絮凝剂应用较早，广泛用于水的净化处理和污水的脱泥处理等。但无机高分子絮凝剂腐蚀性较大，在某些使用环境中，净水效果不是很理想。

无机高分子絮凝剂是20世纪60年代在传统的铁盐、铝盐基础上发展起来的一类新型絮凝剂。主要包括聚合ls铝、聚合氯化铝、聚合ls铁、聚合氯化铁等。这些絮凝剂中含有多羟基络离子，以OH-作为架桥形成多核络离子，生成巨大的无机高分子化合物，这就是无机高分子聚合物絮凝剂絮凝能力强、絮凝效果好的原因，并因其价格较低，逐步成为主流絮凝药剂。

在日本、俄罗斯、西欧和中国，目前都已有相当规模的无机高分子絮凝剂的生产和应用，其生产量占絮凝剂总产量的30％-60% 。20世纪70年代中期，聚合ls铁（简称聚铁，PFS）问世后，新型无机高分子絮凝剂的研制主要向复合型絮凝剂的方向发展。80年代末，研制出碱式硅Sls铝（PASS)——一种碱式多核羟基ls铝复合物，有较多的活性铝，能生成高密度的絮状物，絮凝时，沉降迅速。近年来，研制和应用聚合铝、铁、硅及各种复合型无机絮凝剂成为研究的热点，无机高分子絮凝剂的品种逐步成熟，形成系列产品。

新型絮凝剂F-1(含有聚合氯化铝和季铵盐两种组分的聚合物）、PAC及PFS对广东江门甘化厂制浆漂白废水进行了絮凝处理。结果表明，在其他条件相同的情况下，F-1絮凝剂的絮凝效果好，总悬浮物的去除率达95% , COD的去除率达80％以上。这可能与絮凝剂自身的性质有关，F-1絮凝剂兼具无机高分子铝盐和有机高分子聚季铵盐的优点，具有电性中和、吸附架桥、卷扫和捕集等多种功能，因此絮凝效果良好。

无机高分子絮凝剂对成分复杂的水质处理适用性强，可有效除去细微悬浮颗粒，但生成的絮体不如有机高分子絮凝剂生成的絮体大，如果单使用无机絮凝剂，投药量大。

有机絮凝剂
有机高分子絮凝剂与无机絮凝剂相比，具有用量少，絮凝速度快，受共存盐类、介质pH及环境温度的影响小，生成污泥量少，脱色性好等优点。但缺点是有些有机高分子絮凝剂的水解、降解产物有，生产成本较高。所以，现多以有机高分子絮凝剂与无机高分子絮凝剂配合使用，或者添加无机盐与污染物电荷中和，来促进有机高分子絮凝剂的作用。 依据化学成分，有机絮凝剂可分为合成有机高分子絮凝剂和天然有机高分子絮凝剂两大类。

合成有机高分子絮凝剂
合成有机高分子絮凝剂多为水溶性的聚合物，具有相对分子质量大、分子链官能团多的结构特点，在市场上占有优势。按其所带的电荷不同，可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性絮凝剂，在水处理中，使用较多的是阳离子、阴离子和非离子型聚合物；主要有聚丙烯酰胺、磺化聚乙烯苯、聚乙烯醚等系列，其中以聚丙烯酰胺系列应用为广泛。

阳离子型聚丙烯酰胺
阳离子型有机高分子絮凝剂适合用来除去废水中的有机物，pH适用范围从中性到强S性；这类絮凝剂包括聚丙烯酰胺（PAM）及其衍生物、二甲基二烯丙基氯化铵( DMDAAC）的均聚物以及与丙烯酰胺（AM）的共聚物、乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS)与DMDACC的共聚物，VTMS与DMDACC,AM的三元共聚物、聚亚胺等。阳离子有机高分子絮凝剂不仅可以通过电荷中和、架桥机理使微粒絮凝，还可以与负电荷溶解物进行反应，生成不溶物，从而有利于沉降和过滤脱水；并且还有脱色功能，对有机物和无机物都有很好的净化作用，更适合于有机物质含量高的废水，pH使用范围宽、用量少、性也小。

旭等在研究新闻纸厂过程用水的干扰物质——溶解和胶体物质（DCS)时发现，阳离子絮凝剂对DCS有一定的去除作用，去除率可达15%。近年来，我国对此类絮凝剂的研究主要集中在聚丙烯酰胺接枝共聚物、烷基烯丙基卤化馁、环氧氯丙烷与胺的反应产物等三大类上，已经取得了显著进展。

阴离子型聚丙烯酰胺
阴离子型有机高分子絮凝剂研制开发早，技术也比较成熟，但受应用范围的限制，有关阴离子型有机高分子絮凝剂新产品的研究报道不多；常见的有聚丙烯S钠、丙烯酰胺与丙烯S钠共聚物、聚苯乙烯磺S钠等。聚丙烯酰胺水解或者将丙烯酰胺与丙烯S盐共聚，都能生成阴离子型聚丙烯酰胺，但其易受pH和盐类的影响，在S性介质中羧基的解离受到限制，对某些矿物的吸附活性较低；如果用强S性的磺S基代替弱S性的羧基，可以改善其在S性环境中的解离。

非离子型聚丙烯酰胺
重要的非离子型有机高分子絮凝剂是聚丙烯酰胺，其次还有聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚乙烯毗咯烷酮、聚乙烯基甲基醚、聚烷基酚——环氧乙烷等。非离子型聚丙烯酰胺可通过水溶液、沉淀、反相悬浮、反相乳液、反相微乳液等聚合方法制备。传统的聚丙烯酰胺水溶液聚合体系的黏度较大，产品的相对分子质量较低，固含量也不高。有研究者采用在聚合体系中加入分散剂聚乙二醇的方法，使固含量提高到20%，聚合物的相对分子质量达到300万以上。

两性型聚丙烯纤维
阳离子、阴离子和非离子型高分子絮凝剂由于受使用范围的限制，有逐渐被两性高分子絮凝剂所取代的趋势。两性高分子絮凝剂分子结构的链节上包含阴离子和阳离子两种基团，其阴离子基团一般为羧基、ls基、磷S基，阳离子基团一般为季铵盐基、喹啉离子基、吡啶离子基。由于这个特点，两性高分子絮凝剂适用于阴、阳离子共存的污水，对于由阴离子表面活性剂所稳定的分散液、乳浊液以及各类污泥或者由阳离子所稳定的各种胶体分散液，均有良好的絮凝和污泥脱水功效。两性型絮凝剂的高分子因为其pH适用范围宽，抗盐性好，近年来成为国内外研究的热点。

对于这类絮凝剂，其阴离子基团可通过酰胺基水解获得，也可以通过酰胺基的反应接枝聚合；而阳离子基团通常通过接枝获得；其中聚丙烯酰胺类两性高分子絮凝剂是重要的产品。目前国外对两性高分子絮凝剂研究较多的有美国、德国、法国和日本，而中国的研究则起步较晚。天津化工研究所研制出的两性型有机高分子乳液絮凝剂利用了阳离子和阴离子以及辅助非离子单体，采用了反相乳液聚合法制备出具有两性型电解质特性的自转化高分子絮凝剂；其技术关键在于不同离子单体的共聚技术、反相乳液聚合体系以及自转化技术。

天然有机高分子絮凝剂
天然有机高分子絮凝剂有的，但大多数还是经化学改性而成。此类絮凝剂原料来源广泛，价格便宜，无，易于降解和再生，具有巨大的开发潜能。在20世纪80年代以来，国外学者就开始了对天然有机高分子改性絮凝剂的研发。目前，此类絮凝剂的产量约占高分子絮凝剂产量的20%。他们的研究开发为天然资源的利用以及生产无絮凝剂开辟了新途径。按其原料来源不同，一般可分为淀粉衍生物、纤维素衍生物、植物胶改性产物、多聚糖类及蛋白质类改性产物等，其中具发展潜力的是水溶性淀粉衍生物和多聚糖改性絮凝剂。因而，人们又将其分为碳水化合物类和甲壳素类两大类。

碳水化合物类
碳水化合物广泛存在于植物中，如淀粉、纤维素等，相对分子质量分布广、结构多样化、含有多种活性基团，如羟基、酚羟基等，表现出较活泼的化学性质；为了提高絮凝效果而对其进行改性，即通过羟基的酯化、醚化、氧化、交联、接枝共聚等方法，增加活性基团。
近年来，国内外学者对天然高分子絮凝剂进行了大量的研究工作。例如，周国平等用Ce4+作引发剂，将丙烯睛接枝到淀粉上，接枝产物再经皂化水解，制得水不溶性羧基淀粉接枝共聚物，该絮凝剂是一种优良的重金属离子处理剂，能有效地去除水中的重金属离子，如Cr3+,Cd2+等。欣将聚丙烯酰胺经霍夫曼重排的产物直接与淀粉反应，合成了接枝共聚物，将其用于处理印染废水，用量少、成本低。杰等以天然植物胶粉F 691为原料，通过羧甲基化、接枝共聚和曼尼奇反应，三步合成出两性天然高分子改性絮凝剂，用于对造纸混合污泥进行絮凝脱水试验，效果优良。

甲壳素衍生物
在自然界中，甲壳素的含量仅次于纤维素，是二大天然有机高分子化合物，它是甲壳类动物和昆虫外骨骼的主要成分。壳聚糖是甲壳素分子脱除乙酰基地产物。壳聚糖不仅对重金属离子有赘合吸附作用，还可以有效地吸附水中带负电荷的微粒，已将其用于H2 SO4 、HCL、染料、多氯联苯等废水的处理及用于某些农药的吸附。与其他絮凝剂相比，壳聚糖大的优势是能用于食品加工废水的处理，可以使各种食品加工废水的固体物减少70％-98%。

近年来，甲壳素与壳聚糖的应用研究已经取得较大的进展。例如，陈津端等用一种改性壳聚糖(VCG）对城市未达标排放的污水进行再处理，结果很成功，这种絮凝剂可以有效地除去污水中的色度、浊度、悬浮物和部分COD，处理后水质的各项指标全部达到一级排放标准，完全可以回收利用。

用壳聚糖直接对印染废水进行絮凝脱色处理，发现脱乙酰度较高的壳聚糖效果较好，若配成质量分数为1％的壳聚糖醋S溶液，则效果更，脱色率可达90%，但是沉降时间比较长。如果将其与无机高分子絮凝剂混合使用，则会明显加快沉降速度。

微生物絮凝剂
微生物絮凝剂（microbial flocculant或biofloccu-lant）是一种、无、无二次污染、能自行降解、使用范围广的新一代絮凝剂。它是通过直接利用微生物细胞，或细胞提取物，或代谢产物，发酵，提取，精制而得到的有絮凝活性的物质。由于微生物絮凝剂可以克服无机和有机高分子絮凝剂本身固有的成本高，絮凝效果有限，存在二次污染且对人体有害的缺陷。微生物絮凝剂的研究已成为絮凝剂领域的热点问题。

微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外具有絮凝活性的代谢产物，主要由具有两性多聚电解质特性的糖蛋白、蛋白质、核S（DNA)、多糖、纤维素等生物高分子化合物组成，絮凝效率更高，受环境变化影响更小。目前，国内有不少大学和研究机构纷纷把新型微生物絮凝剂的研发作为科研的一个重点方向。新的研发领域包括：复合型生物絮凝剂的研制，微生物絮凝剂与其它絮凝剂的复配，微生物絮凝剂的生物学研究及微生物絮凝剂培养条件的优化等。

絮凝剂产生菌
絮凝剂产生菌是具有分泌絮凝剂能力的微生物。自美国科学家Butterfield从活性污泥中筛选出絮凝剂产生菌以来，至今已发现的具有絮凝作用的微生物种类有细菌、霉菌、放线菌、酵母和藻类等。这类微生物广泛存在于自然界中，如土壤、污泥、废水等。
 

我国对微生物絮凝剂的研究起步较晚，台湾省的邓德丰等从废水处理场的废水中分离得到C-62细菌菌株产生的微生物絮凝剂中科院成都研究所张本兰从活性污泥中分离得到的P. alcaligenes菌株产生的絮凝剂可有效处理制浆造纸废水，又如徐海娟等利用白腐菌，在活性炭一化学纤维固定膜反应器上，对苇浆CEH三段漂混合废水进行试验研究发现，漂白废水的脱色率达60％-90% ,COD去除率在50％以上。总之，目前国内对微生物絮凝剂的研究大多停留在实验室研究，工业生产的报道很少。

微生物絮凝剂的应用
微生物絮凝剂被广泛用于给水或污水处理。通过其电荷性质和高分子特性，在液体介质中起电荷中和、架桥、网捕、吸附等作用，使胶体脱稳、絮凝、沉淀固液分离。
陈敏等在处理高浓度化学热磨机械浆（CTMP )制浆造纸废水的活性污泥系统中，采用改良的活性污泥驯化工艺，在驯化阶段间歇式与连续式进料相结合，能够明显改善污泥沉降性能，并显著提高处理效果，COD去除率达77％-85% , BOD5去除率90%-95%，总悬浮固形物（Tss)去除率75％-89%。陈金中等采用活性污泥法对混凝处理后的废纸脱墨废水进行了试验研究，结果表明活性污泥法可以使有机污染物进一步降低，其COD和BOD5的去除率分别达88. 6％和93. 4%。

用常规的细菌分离纯化方法从废水、土壤、活性污泥中分离筛选出6株微生物絮凝剂产生菌，用其发酵离心上清液对皮革废水、造纸黑液、硫化染料废水、偶氮染料废水、石油化工废水、电镀废水、彩印制版废水、造币废水及蓝墨水、碳素墨水等进行了絮凝试验，结果表明废水固液分离效果良好，COD去除率在55％-98%，色度、悬浮物、浊度去除率达90％以上。

复合型生物絮凝剂的概念是由哈尔滨工业大学的马放教授先提出的。它是以稻草、秸秆等廉价的生物质材料作为底物，利用纤维素降解菌群和絮凝菌群，进行两段式发酵后分离提取而获得的。马放教授等人通过初筛、复筛和双株混合培养后，得到了絮凝效果高达93.1％的F2和F6组合的复合型生物絮凝剂产生菌，并生产出了复合型生物絮凝剂HITM 02。经实验，这种絮凝剂安全无，可广泛应用于给水处理、废水处理、食品工业和发酵工业等领域。

综合分析微生物絮凝剂的研究和应用，今后将出现3个重要趋势：
（1）随着微生物絮凝剂工业化生产的应用和推广，优选原料和优化生产路线，降低微生物絮凝剂的生产成本将成为打破生物絮凝剂发展“瓶颈”的重要手段；
（2）生物技术的突飞猛进给微生物絮凝剂的发展提供了一个更为广阔的发展前景，今后，应充分利用生物技术，并充分利用克隆技术研究生物絮凝剂的基因控制与表达；
（3）研究微生物絮凝剂与其他絮凝剂的配合使用，也是微生物絮凝剂发展的另一方向，二者配合使用，不仅可以提高絮凝效率，而且还可降低投加量；目前在水处理领域，都倾向于生物处理，若把水处理工程中的微生物与可产生絮凝作用的微生物配合使用，既可缩短处理流程，也可减少絮凝剂的投加量。

总结一下：
絮凝剂今后研究发展的方向主要是有针对性地开发无或低絮凝剂。微生物絮凝剂由于无、、无二次污染、使用方便，具有广阔的应用前景，有取代传统絮凝剂的趋势。天然和人工合成2种高分子有机絮凝剂，因其均具有特的官能团而能充分发挥阳离子和阴离子絮凝剂的特点，也具有重要的开发价值和广阔的应用前景。无机絮凝剂，复合型无机高分子絮凝剂将成为研究的重点，而且无机与有机复合高分子絮凝剂也因综合了无机与有机的优点也成为未来的一个重要发展方向。