絮凝法是重要的水處理方法，其水處理效果的好壞很大程度上取決于絮凝劑的性能，絮凝劑是絮凝法水處理技術的核心。由于現代工業和生活導致排水中的有機質含量大大提高，而有機質微粒表面通常帶負電荷，因此陽離子高分子絮凝劑越來越引起科研工作者的廣泛關注。
陽離子高分子絮凝劑的絮凝性能不僅表現在可通過電荷中和而使懸浮膠體粒子絮凝，而且還在于可與帶負電荷的溶解物進行反應，生成不溶性的鹽。它對有機物和無機物都有很好的凈化作用，具有用量少、成本低、毒性小及使用的pH范圍寬等特點。它可與水中微粒起電荷中和及吸附架橋作用，從而使體系中的微粒脫穩、絮凝而有助于沉降和過濾脫水。
進入20世紀70年代以來，陽離子絮凝劑的研制開發呈現出明顯的增長勢頭，美、日、英、法等國目前在廢水處理中都大量使用了陽離子型絮凝劑。美、日等國陽離子型絮凝劑已占合成絮凝劑總量的近60%，而這幾年仍以10%以上的速度增長。近年來，我國對這類絮凝劑的研究開發也已取得了相當進展。
按照化學成分的不同，絮凝劑可分為無機絮凝劑和有機絮凝劑，有機絮凝劑可分為天然高分子絮凝劑和人工合成高分子絮凝劑；
按照其所帶電荷不同，絮凝劑可分為非離子型、陰離子型、陽離子型和兩性型絮凝劑；
按產品分類絮凝劑可分為水溶液型、干粉型和乳膠型三類。
1、天然改性高分子絮凝劑
這類絮凝劑按其原料來源的不同，大體可分為淀粉衍生物、纖維素衍生物、植物膠改性產物、多聚糖類及蛋白質類改性產物等。天然高分子物質具有分子量分布廣、活性基團作用點多、結構多樣化等特點，易于制成性能優良的絮凝劑。另外，其來源廣、價廉、可以再生且無毒，具有良好的開發前景。
（1）淀粉衍生物
淀粉改性絮凝劑是天然改性高分子絮凝劑的重要品種。淀粉來源廣，價格低廉，產物可完全生物降解，在自然界中可形成良性循環。淀粉分子帶有很多羥基，通過這些羥基的酯化、醚化、氧化、交聯以及與丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺等進行接枝共聚等反應來制備改性淀粉。改性淀粉絮凝劑具有上述天然改性有機高分子絮凝劑的特點，其中包括選擇性大、無毒、可以完全被生物分解、在自然界形成良性循環等顯著特點。
淀粉陽離子改性衍生物由于其優良的性能受到了較大的重視。陽離子淀粉在工業廢水處理中是優良的高分子絮凝劑和陰離子交換劑，可以吸附帶負電荷的有機或無機懸浮物質，如懸浮泥土、二氧化鈦、煤粉、碳、鐵礦砂等，可有效地除去廢水中的鉻酸鹽、重鉻酸鹽、亞鐵氰化鈉、鉬酸鹽、高錳酸鹽、陰離子表面活性劑等。
（2）木質素衍生物
木質素是存在于植物纖維中的一種芳香族高分子，是造紙蒸煮制漿過程中排出廢液的一個主要成分。由于含有大量木質素的造紙廢液的排放，不僅嚴重污染了環境，而且造成了物質資源的較大浪費。因此，以木質素為基礎原料制備包括水處理劑在內的各種化工產品的研究正日益引起人們的重視。Rachor和Dilling分別于20世紀70年代中、后期以木質素為原料合成了季銨型陽離子表面活性劑。他們用堿處理木質素以增加其酚基，然后胺烷化增加鏈長，用雙酯試劑進行交聯反應，后制得陽離子表面活性劑，用其處理染料廢水獲得了良好的絮凝效果。Mckague報道了硫酸鹽木質素進行Mannich反應，與二甲胺和甲醛作用，進行甲基化和氯甲基化后，生成的木質素季銨鹽衍生物可用作硫酸鹽漿廠漂白廢水的絮凝劑，效果顯著。
2、合成有機高分子絮凝劑
合成有機高分子絮凝劑可分為陰離子、陽離子、非離子和兩性四種類型。不同的絮凝劑有不同的使用范圍。陰離子型高分子絮凝劑用于去除重金屬鹽類及其水合氧化物，pH值適用范圍為中性或呈堿性；陽離子型可用來去除廢水中的有機物，pH值適用范圍為中性至強酸性；非離子型可去除廢水中的無機質顆粒或無機-有機質混合體系，pH值適用范圍較寬，不受pH值和金屬離子的影響。
（1）陰離子型
陰離子型絮凝劑有聚丙烯酸鈉、丙烯酰胺與丙烯酸鈉共聚物、聚苯乙烯磺酸鈉等。
丙烯酰胺與丙烯酸鹽共聚合或聚丙烯酰胺水解，都能生成陰離子型聚丙烯酰胺，其易受pH值和鹽類的影響，在酸性介質中羧基的解離受到限制，對某些礦物的吸附活性較低。如果導入強酸性磺酸基代替弱酸性羧基，可改善其在酸性環境中的解離。
（2）非離子型
非離子型絮凝劑包括聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯咯烷酮、聚烷基酚-環氧乙烷等。其中聚丙烯酰胺（PAM）是較重要的品種。在美國有機絮凝劑總銷量較大的是PAM。聚丙烯酰胺可通過水溶液、反相懸浮、沉淀、反相乳液、反相微乳液等聚合方法制備。傳統的聚丙烯酰胺水溶液聚合體系的粘度較大，制備出的產品分子量低，且固含量也不高。
（3）陽離子型
陽離子型包括聚丙烯酰胺Mannich反應產物、丙烯酰胺與陽離子單體的共聚物、聚二甲基二烯丙基氯化銨、聚亞胺等。陽離子絮凝劑不僅可以通過電荷中和、架橋機理使膠體粒子絮凝，而且還可以與帶負電荷的溶解物進行反應，生成不溶性的鹽。它對有機物和無機物都有很好的凈化作用，使用的pH值范圍寬，用量少、毒性小，是絮凝劑研發的熱點。
（4）兩性型
用作絮凝劑的兩性高分子因具有適用于陰、陽離子共存的污染體系、pH值適用范圍寬及抗鹽性好等應用特點而成為國內外的研究熱點。聚丙烯酰胺類兩性高分子是其中的重要產品。該類兩性高分子水處理劑的品種很多，其陰離子基團通常有羧基、硫酸基或磷酸基，陽離子基團通常有季銨鹽基、吡啶離子基或喹啉離子基。陰離子基團可以通過酰胺基水解制得，也可以通過酰胺基的反應接枝聚合上去，陽離子基團一般是通過接枝獲得。
3、絮凝劑的發展現狀及趨勢
絮凝技術已經成為當今水處理行業中十分重要的技術，而絮凝劑作為該技術核心起著越來越重要的作用。絮凝劑將在以下幾個領域呈現出好的前景。
（1）陽離子絮凝劑，因其優良的絮凝性能，將受到更大的重視；
（2）絮凝劑微乳液型產品作為較為理想的產品，由于其貯存穩定性好、速溶等優點將是絮凝劑研發領域熱門方向之一；
（3）天然高分子改性絮凝劑是一種無毒、廉價、絮凝性能良好的絮凝劑，迎合了綠色化學的發展思路，將是今后的主要發展方向；
（4）水包水型絮凝劑產品是一種嶄新的產品，使用時不會產生二次污染，具有十分誘人的前景。但其主要技術均處于保密階段，且不很成熟，這給該領域的研究留出了發展的空間。
當前我國水處理藥劑的生產正面臨著嚴峻的挑戰，一是來自國外絮凝劑的競爭越來越激烈，二是人們對環境質量的客觀要求也越來越嚴，新型絮凝劑的開發研究已顯得十分重要。尤其是有機高分子絮凝劑，它以用量少，絮凝速度快，受共存鹽類、pH值及溫度影響小，生成污泥量少而易處理，對節約用水、強化廢水處理和回用有重要的作用，天然有機高分子絮凝劑以其優良的絮凝性、不致病性及可生物降解性，正引起世人的高度重視。
合成有機高分子絮凝劑雖然具有良好的絮凝性能，但由于殘留單體毒性，限制了它的食品加工、給水處理及發酵工業等方面的發展。今后應優化開發無毒有機高分子絮凝劑的合成工藝，從而使開發的新產品效果更好，成本更低，應用面更廣。天然高分子改性陽離子型絮凝劑，具有優良的絮凝性、不致病性及可生物降解性，正引起世人的普遍關注，根據我國國情，開發天然高分子絮凝劑是大有前途的。
