所谓絮凝剂是一种可使分散状颗粒聚集起来，从而得到较大的颗粒，提高固液分离速度的物质。其作用机理是通过减少或使胶体间的电斥力反向以及通过聚合物架桥作用使颗粒连接变大而引起固液分离。
按照化学成分与组成，絮凝剂可分为无机、有机、复合、微生物絮凝剂四大类。无机絮凝剂主要是依靠中和粒子上的电荷而凝聚，而有机絮凝剂则主要依靠架桥作用使粒子沉降，在应用中，常常先加无机絮凝剂中和电荷，然后加有机絮凝剂生成絮团沉降，两者联合使用可大大降低絮凝剂的用量。
无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系和铁盐系；按阴离子成分又分为盐酸系和硫酸系；按分子量又可分为低分子系和高分子系两大类。
低分子絮凝剂是人类最早使用的一类絮凝剂，包括Fe2 (SO4)3，FeCl3，
Al2 (SO4)3，AlCl3。其中Al2 (SO4)3。迄今为止一直是一种重要的无机絮凝剂。随着水处理对絮凝剂的要求不断提高，其缺点日益突出，如用量大，沉降速度慢，腐蚀性强，对设备要求高，某些场合净水效果不理想，由于上述种种原因无机低分子絮凝剂已逐渐为无机高分子絮凝剂所取代。
无机高分子絮凝剂是在20 世纪60 年代后在传统的铝盐、铁盐的基础上发展起来的一类新型水处理剂。和传统药剂相比，它能成倍的提高絮凝效果，且价格相应较低，因而有逐步成为主流药剂的趋势。按照组成，可把无机高分子絮凝剂分为以下三类：1）阳离子型：聚合氯化铝（PAC），聚合硫酸铝（PAS），聚合磷酸铝（PAP）等；2）阴离子型：活化硅酸（AS），聚合硅酸（PS）等；3）无机复合型： 聚合氯化铝铁（PAFC），聚合硅酸硫酸铁（PFSS），聚合硅酸硫酸铝（PASS）等。
有机高分子絮凝剂 上世纪初，Freudlich 发现，在Fe(OH)3 溶胶中投入少量血清蛋白会产生絮凝作用，并把这种效应称为敏化作用。这是采用天然高分子所进行的高分子絮凝剂的期研究。随着高分子化学的发展，许多高分子絮凝剂都可以人工合成了，合成高分子絮凝剂已经在水处理中占据一席之地。Beardsley[4]认为，高分子絮凝剂的优点是：1）对于单独用Al2(SO4)3 难以处理的原水，它提供了有效的手段；2）在给水系统中，不存在铝离子的沉析故障；3）不必象酸性絮凝剂那样，随后需要调节pH 值；4）避免了轻质絮体的外逸；5）沉淀的污泥量少；6）沉淀污泥脱水容易；7）沉淀掩埋容易；8）投加絮凝剂后，水相中阴离子增加不多；9）提高水质，节省经费；因而具有广阔的应用前景。
有机高分子絮凝剂中，聚丙烯酰胺（PAM）应用最为广泛。PAM是一种线型的水溶性聚合物，由丙烯酰胺聚合而成，因此在其分子的主链上带有大量侧基- 酰胺基。酰胺基的化学活性很大，可以和多种化合物反应而产生许多聚丙烯酰胺的衍生物。酰胺基的独特之处还在于它能与多种可形成氢键的化合物结合。这样，聚丙烯酰胺不仅具有一系列衍生物，而且具有许多优异的性能，如：①能做出各种分子量的产品；②在大多情况下均溶于水；③在大分子主链中引进不同的离子基团及调节其分子量，聚合物可适用多种用途；④聚合物分子与固体表面及溶解的物质相结合。PAM的主要应用领域是水处理、造纸、采矿、石油等工业。据统计，PAM占据了有机高分子絮凝剂市场的80%。PAM及其共聚物，按其所含官能团的性质可分为非离子型（NPAM），阳离子型（CPAM）、阴离子型（APAM）和两性离子型。一般而言，不同离子型共聚物的合成可用不同共聚单体引发共聚合，也可将非离子型PAM改性成另一种离子型共聚物。非离子型PAM及共聚物的水溶液不发生电离，例如丙烯酰胺与羟甲基丙烯酰胺、N，N- 甲撑基双丙烯酰胺的共聚物等属于非离子型聚合物。由非离子型PAM水解后，用化学改性
的方法，就可合成阳离子型聚丙烯酰胺胶体絮凝剂。阳离子型PAM是一种性能良好的絮凝剂，在废水处理中，它能实现絮凝、助凝、助滤和提高澄清过程的效率，与同类产品相比，改性后的阳离子型PAM，具有絮凝颗粒大，沉降速度快等特点。聚丙烯酰胺可以通过它的酰胺基水解而转化为含有羧基的聚合物，成为阴离子型聚丙烯酰胺。
20 世纪70 年代日本学者在研究酞酸酯生物降解过程中，发现了具有絮凝作用的微生物培养液；80 年代后期开发出了第三代絮凝剂，称生物絮凝剂。该絮凝剂是利用生物技术，通过微生物发酵、抽提、精制而得到的一种新型高效廉价的水处理剂，与普通非生物絮凝剂相比，有很多优点：1）易于固液分离，且形成沉淀物少；2）易为微生物降解，无毒、无害；3）无二次污染；4）适用面广；5）具有除浊和脱色性能。
无机/有机高分子复合絮凝剂
复合化是现代材料发展的趋势，通过多种材料功能的复合，实现性能互补和优化，可望制备性能优异的材料。无机/有机复合材料是复合材料家族中最耀眼的新星。传统无机絮凝剂Fe2(SO4)3、AlCl3 等高价金属离子盐在水处理过程中，不仅耗量大，形成的絮体小，沉降速度慢，还具有一定的腐蚀性，而且在废水处理中常常造成污泥脱水困难，污泥量大。与无机低分子絮凝剂相比，无机高分子和有机高分子絮凝剂投加量少，絮体密实，沉降速度快，并容易自溶液中分离和有利浓缩；另外，有机高分子絮凝剂受共存盐类、介质pH 值及环境
温度影响小，生成污泥量少，而且有机高分子絮凝剂分子可带- COO-、-NH- 、- SO3-、-OH 等亲水集团，可具链状、环状等多种结构，利于污染物进入絮体，脱色性好。但某些有机高分子絮凝剂或其水解、降解产物有毒或合成产物价格较高，现多以无机絮凝剂与有机高分子絮凝剂复合使用，常把Fe3+、A13+等高价阳离子引入有机高分子絮凝剂。把二者结合起来正好可以优势互补，取长补短，形成无机/有机高分子复合絮凝剂，达到理想的絮凝效果。
但在实际应用中的很多无机- 有机高分子复合絮凝剂，严格来说只是复配使用，不外乎是铝系、铁系、铁铝系、聚硅酸盐等无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂甲壳素、聚丙烯酰胺(PAM)、二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)等之间不同组合使用，而不是真正意义上的"复合"。真正复合的无机- 有机高分子絮凝剂报道的较少。
综上所述，无机高分子絮凝剂可以较好地除去废水中大部分悬浮态染料、分散染料、氧化后的还原染料、硫化染料、偶合后的冰染料及水溶性染料中的分子量较大的直接染料，而水溶性染料中分子量小、不容易形成胶体的如酸性染料、活性染料、金属络合染料的废水及部分直接染料、阳离子染料废水则难以用无机絮凝剂处理。但无机高分子絮凝剂在形态、聚合度及相应的絮凝效果方面要比有机高分子絮凝剂差。
另外，一些无机药剂腐蚀性强，对设备材质要求高。有机高分子絮凝剂与无机高分子絮凝剂相比，具有用量少、絮凝速度快、受pH 及温度影响小、污泥量少且易处理等优点，对节约用水、强化水质处理和提高水的回用率起到很大的作用，特别是有机高分子絮凝剂对于水溶性染料等废水具有很好的脱色性能。但是，有机合成高分子絮凝剂单独使用处理印染废水，不仅效果差，而且易产生有毒物质，对进一步生化处理印染废水造成困难。将两者结合起来正好可以优势互补，取长补短，形成无机/有机高分子复合絮凝剂，达到理想的絮凝效果。
所谓絮凝剂是一种可使分散状颗粒聚集起来，从而得到较大的颗粒，提高固液分离速度的物质。其作用机理是通过减少或使胶体间的电斥力反向以及通过聚合物架桥作用使颗粒连接变大而引起固液分离。
按照化学成分与组成，絮凝剂可分为无机、有机、复合、微生物絮凝剂四大类。无机絮凝剂主要是依靠中和粒子上的电荷而凝聚，而有机絮凝剂则主要依靠架桥作用使粒子沉降，在应用中，常常先加无机絮凝剂中和电荷，然后加有机絮凝剂生成絮团沉降，两者联合使用可大大降低絮凝剂的用量。
无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系和铁盐系；按阴离子成分又分为盐酸系和硫酸系；按分子量又可分为低分子系和高分子系两大类。
低分子絮凝剂是人类最早使用的一类絮凝剂，包括Fe2 (SO4)3，FeCl3，
Al2 (SO4)3，AlCl3。其中Al2 (SO4)3。迄今为止一直是一种重要的无机絮凝剂。随着水处理对絮凝剂的要求不断提高，其缺点日益突出，如用量大，沉降速度慢，腐蚀性强，对设备要求高，某些场合净水效果不理想，由于上述种种原因无机低分子絮凝剂已逐渐为无机高分子絮凝剂所取代。
无机高分子絮凝剂是在20 世纪60 年代后在传统的铝盐、铁盐的基础上发展起来的一类新型水处理剂。和传统药剂相比，它能成倍的提高絮凝效果，且价格相应较低，因而有逐步成为主流药剂的趋势。按照组成，可把无机高分子絮凝剂分为以下三类：1）阳离子型：聚合氯化铝（PAC），聚合硫酸铝（PAS），聚合磷酸铝（PAP）等；2）阴离子型：活化硅酸（AS），聚合硅酸（PS）等；3）无机复合型： 聚合氯化铝铁（PAFC），聚合硅酸硫酸铁（PFSS），聚合硅酸硫酸铝（PASS）等。
有机高分子絮凝剂 上世纪初，Freudlich 发现，在Fe(OH)3 溶胶中投入少量血清蛋白会产生絮凝作用，并把这种效应称为敏化作用。这是采用天然高分子所进行的高分子絮凝剂的期研究。随着高分子化学的发展，许多高分子絮凝剂都可以人工合成了，合成高分子絮凝剂已经在水处理中占据一席之地。Beardsley[4]认为，高分子絮凝剂的优点是：1）对于单独用Al2(SO4)3 难以处理的原水，它提供了有效的手段；2）在给水系统中，不存在铝离子的沉析故障；3）不必象酸性絮凝剂那样，随后需要调节pH 值；4）避免了轻质絮体的外逸；5）沉淀的污泥量少；6）沉淀污泥脱水容易；7）沉淀掩埋容易；8）投加絮凝剂后，水相中阴离子增加不多；9）提高水质，节省经费；因而具有广阔的应用前景。
有机高分子絮凝剂中，聚丙烯酰胺（PAM）应用最为广泛。PAM是一种线型的水溶性聚合物，由丙烯酰胺聚合而成，因此在其分子的主链上带有大量侧基- 酰胺基。酰胺基的化学活性很大，可以和多种化合物反应而产生许多聚丙烯酰胺的衍生物。酰胺基的独特之处还在于它能与多种可形成氢键的化合物结合。这样，聚丙烯酰胺不仅具有一系列衍生物，而且具有许多优异的性能，如：①能做出各种分子量的产品；②在大多情况下均溶于水；③在大分子主链中引进不同的离子基团及调节其分子量，聚合物可适用多种用途；④聚合物分子与固体表面及溶解的物质相结合。PAM的主要应用领域是水处理、造纸、采矿、石油等工业。据统计，PAM占据了有机高分子絮凝剂市场的80%。PAM及其共聚物，按其所含官能团的性质可分为非离子型（NPAM），阳离子型（CPAM）、阴离子型（APAM）和两性离子型。一般而言，不同离子型共聚物的合成可用不同共聚单体引发共聚合，也可将非离子型PAM改性成另一种离子型共聚物。非离子型PAM及共聚物的水溶液不发生电离，例如丙烯酰胺与羟甲基丙烯酰胺、N，N- 甲撑基双丙烯酰胺的共聚物等属于非离子型聚合物。由非离子型PAM水解后，用化学改性
的方法，就可合成阳离子型聚丙烯酰胺胶体絮凝剂。阳离子型PAM是一种性能良好的絮凝剂，在废水处理中，它能实现絮凝、助凝、助滤和提高澄清过程的效率，与同类产品相比，改性后的阳离子型PAM，具有絮凝颗粒大，沉降速度快等特点。聚丙烯酰胺可以通过它的酰胺基水解而转化为含有羧基的聚合物，成为阴离子型聚丙烯酰胺。
20 世纪70 年代日本学者在研究酞酸酯生物降解过程中，发现了具有絮凝作用的微生物培养液；80 年代后期开发出了第三代絮凝剂，称生物絮凝剂。该絮凝剂是利用生物技术，通过微生物发酵、抽提、精制而得到的一种新型高效廉价的水处理剂，与普通非生物絮凝剂相比，有很多优点：1）易于固液分离，且形成沉淀物少；2）易为微生物降解，无毒、无害；3）无二次污染；4）适用面广；5）具有除浊和脱色性能。
无机/有机高分子复合絮凝剂
复合化是现代材料发展的趋势，通过多种材料功能的复合，实现性能互补和优化，可望制备性能优异的材料。无机/有机复合材料是复合材料家族中最耀眼的新星。传统无机絮凝剂Fe2(SO4)3、AlCl3 等高价金属离子盐在水处理过程中，不仅耗量大，形成的絮体小，沉降速度慢，还具有一定的腐蚀性，而且在废水处理中常常造成污泥脱水困难，污泥量大。与无机低分子絮凝剂相比，无机高分子和有机高分子絮凝剂投加量少，絮体密实，沉降速度快，并容易自溶液中分离和有利浓缩；另外，有机高分子絮凝剂受共存盐类、介质pH 值及环境
温度影响小，生成污泥量少，而且有机高分子絮凝剂分子可带- COO-、-NH- 、- SO3-、-OH 等亲水集团，可具链状、环状等多种结构，利于污染物进入絮体，脱色性好。但某些有机高分子絮凝剂或其水解、降解产物有毒或合成产物价格较高，现多以无机絮凝剂与有机高分子絮凝剂复合使用，常把Fe3+、A13+等高价阳离子引入有机高分子絮凝剂。把二者结合起来正好可以优势互补，取长补短，形成无机/有机高分子复合絮凝剂，达到理想的絮凝效果。
但在实际应用中的很多无机- 有机高分子复合絮凝剂，严格来说只是复配使用，不外乎是铝系、铁系、铁铝系、聚硅酸盐等无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂甲壳素、聚丙烯酰胺(PAM)、二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)等之间不同组合使用，而不是真正意义上的"复合"。真正复合的无机- 有机高分子絮凝剂报道的较少。
综上所述，无机高分子絮凝剂可以较好地除去废水中大部分悬浮态染料、分散染料、氧化后的还原染料、硫化染料、偶合后的冰染料及水溶性染料中的分子量较大的直接染料，而水溶性染料中分子量小、不容易形成胶体的如酸性染料、活性染料、金属络合染料的废水及部分直接染料、阳离子染料废水则难以用无机絮凝剂处理。但无机高分子絮凝剂在形态、聚合度及相应的絮凝效果方面要比有机高分子絮凝剂差。
另外，一些无机药剂腐蚀性强，对设备材质要求高。有机高分子絮凝剂与无机高分子絮凝剂相比，具有用量少、絮凝速度快、受pH 及温度影响小、污泥量少且易处理等优点，对节约用水、强化水质处理和提高水的回用率起到很大的作用，特别是有机高分子絮凝剂对于水溶性染料等废水具有很好的脱色性能。但是，有机合成高分子絮凝剂单独使用处理印染废水，不仅效果差，而且易产生有毒物质，对进一步生化处理印染废水造成困难。将两者结合起来正好可以优势互补，取长补短，形成无机/有机高分子复合絮凝剂，达到理想的絮凝效果。