水中懸浮的顆粒在粒徑小到一定程度時，其布朗運動的能量足以阻止重力的作用，而使顆粒不發生沉降。這種懸浮液可以長時間保持穩定狀態。而且，懸浮顆粒表面往往帶電（常常是負電），顆粒間同種電荷的斥力使顆粒不易合并變大，從而增加了懸浮液的穩定性。
混凝過程就是加入帶正電的混凝劑去中和顆粒表面的負電，使顆粒“脫穩”。于是，顆粒間通過碰撞、表面吸附、范德華引力等作用，互相結合變大，以利于從水中分離。
混凝劑是分子量低而陽電荷密度高的水溶性聚合物，多數為液態。它們分為無機和有機兩大類。無機混凝劑主要是鋁、鐵鹽及其聚合物。
絮凝是聚合物的高分子鏈在懸浮的顆粒與顆粒之間發生架橋的過程。“架橋”就是聚合物分子上不同鏈段吸附在不同顆粒上，促進顆粒與顆粒聚集。
絮凝劑為有機聚合物，多數分子量較高，并有特定的電性（離子性）和電荷密度（離子度）。
實際過程要比上述理論復雜得多。由于混凝劑/絮凝劑都是高分子物質，同一產品中大大小小的分子都有，所謂“分子量”只是一個平均概念。所以，在用某一混凝劑或絮凝劑處理污水是，“電中和”和“架橋”作用會交織在一起同時發生。絮凝過程是多種因素綜合作用的結果，目前仍有一些沒有認清和解決的問題。就我們所知，絮凝過程與絮凝劑分子結構、電荷密度、分子量有關；與懸浮顆粒表面性質、顆粒濃度、比表面積有關；與介質（水）的pH值、電導、水中其他物質的存在、水溫、攪動情況等因素有關。因此盡管有理論和經驗可循，用實驗來選擇絮凝劑仍然是不可缺少的。
混凝處理中包括凝聚和絮凝兩個階段。在凝聚階段水中的膠體雙電層被壓縮失去穩定而形成較小的微粒；在絮凝階段這些微粒互相聚結（或由于高分子物質的吸附架橋作用相助）形成大顆粒絮體，這些絮體在一定的沉淀條件下可以從水中分離去除。
（一）常用的無機鹽類混凝劑
常用的無機鹽類混凝劑見下表。
常用的無機鹽類混凝劑 混凝劑、助凝劑和絮凝劑怎么區分應用混凝劑、助凝劑和絮凝劑怎么區分應用混凝劑、助凝劑和絮凝劑怎么區分應用混凝劑、助凝劑和絮凝劑怎么區分應用
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名稱
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分子式
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一般介紹
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精制
硫酸鋁
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Al2(SO4)3·18H2O
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（1）含無水硫酸鋁50%~52%
（2）適用于水溫為20~40℃
（3）當pH=4~7時，主要去除水中有機物
pH=5.7~7.8時，主要去除水中懸浮物
pH=6.4~7.8時，處理濁度高、色度低
（小于30度）的水
（4）濕式投加時一般先溶解成10%~20%的溶液
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工業
硫酸鋁
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Al2(SO4)3·18H2O
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（1）制造工藝較簡單
（2）無水硫酸鋁含量各地產品不同，設計時一般可采用20%~25%
（3）價格比精制硫酸鋁便宜
（4）用于廢水處理時，投加量一般為50~200mg/L
（5）其他同精制硫酸鋁
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明礬
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Al2(SO4)3·
K2SO4·24H2O
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（1）同精制硫酸鋁
（2）現已大部分被硫酸鋁所代替
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硫酸
亞鐵
（綠礬）
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FeSO4·7H2O
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（1）腐蝕性較高（2）礬花形成較快，較穩定，沉淀時間短（3）適用于堿度高，濁度高，pH=8.1~9.6的水，不論在冬季或夏季使用都很穩定，混凝作用良好，當pH值較低時（<8.0），常使用氯來氧化，使二價鐵氧化成三價鐵，也可以用同時投加石灰的方法解決
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三氯
化鐵
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FeCl3·6H2O
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（1）對金屬（尤其對鐵器）腐蝕性大，對混凝土亦腐蝕，對塑料管也會因發熱而引起變形
（2）不受溫度影響，礬花結得大，沉淀速度快，效果較好
（3）易溶解，易混合，渣滓少
（4）適用*佳pH值為6.0~8.4
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聚合
氯化鋁
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[Aln(OH)mCl3n-m]
（通式）
簡寫PAC
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（1）凈化效率高，耗藥量少，過濾性能好，對各種工業廢水適應性較廣
（2）溫度適應性高，pH適用范圍寬（可在pH=5~9的范圍內），因而可不投加堿劑
（3）使用時操作方便，腐蝕性小，勞動條件好
（4）設備簡單，操作方便，成本較三氯化鐵低
（5）是無機高分子化合物
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（二）常用的有機合成高分子混凝劑及天然絮凝劑
常用的有機合成高分子混凝劑（又稱絮凝劑）及天然絮凝劑見下表。
常用有機合成高分子混凝劑及天然絮凝劑
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名 稱
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分子式或代號
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一般介紹
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聚丙烯酰胺
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代號PAM
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（1）目前被認為是*有效的高分子之一，在廢水處理中常被用作助凝劑，與鋁鹽或鐵鹽配合使用
（2）與常用混凝劑配合使用時，應按一定的順序先后投加，以發揮兩種藥劑的*大效果
（3）聚丙烯酰胺固體產品不易溶解，宜在有機械攪拌的溶解槽內配制成0.1%~0.2%的溶液再進行投加，稀釋后的溶液保存期不宜超過1~2周
（4）聚丙烯酰胺有極微弱的毒性，用于生活飲用水凈化時，應注意控制投加量
（5）是合成有機高分子絮凝劑，為非離子型；通過水解構成陰離子型，也可通過引入基團制成陽離子型；目前市場上已有陽離子型聚丙烯酰胺產品出售
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脫色絮凝劑
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代號脫色I號
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（1）屬于聚胺類高度陽離子化的有機高分子混凝劑，液體產品固含量70%，無色或淺黃色透明粘稠液體
（2）貯存溫度5~45℃，使用pH值7~9，按1：50~1：100稀釋后投加，投加量一般為20~100mg/L，也可與其他混凝劑配合使用
（3）對于印染廠、染料廠、油墨廠等工業廢水處理具有其他混凝劑不能達到的脫色效果
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天然植物改性高分子絮凝劑
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（1）由691化學改性制得，取材于野生植物，制備方便，成本較低
（2）宜溶于水，適用水質范圍廣，沉降速度快，處理水澄清度好
（3）性能穩定，不易降解變質
（4）**無毒
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天然絮凝劑
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F691
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刨花木、白膠粉
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F703
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絨稿（灌木類、皮、根、葉亦可）
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（三）常用的助凝劑
常用的助凝劑見下表。
常用的助凝劑
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名 稱
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分子式
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一般介紹
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氯
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Cl2
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（1）當處理高色度廢水及用作破壞水中有機物或去除臭味時，可在投混凝劑前先投氯，以減少混凝劑用量
（2）用硫酸亞鐵作混凝劑時，為使二價鐵氧化成三價鐵可在水中投氯
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生石灰
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CaO
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（1）用于原水堿度不足
（2）用于去除水中的CO2，調整pH值
（3）對于印染廢水等有一定的脫色作用
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活化硅酸、活化水玻璃、泡花堿
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Na2O·xSiO2·yH2O
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（1）適用于硫酸亞鐵與鋁鹽混凝劑，可縮短混凝沉淀時間，節省混凝劑用量
（2）原水渾濁度低、懸浮物含量少及水溫較低（約在14℃以下）時使用，效果更為顯著
（3）可提高濾池濾速，必須注意加注點
（4）要有適宜的酸化度和活化時間
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（1）PAM和無機鋁鹽混凝劑聯用比單獨用無機鋁鹽混凝劑，可以使去濁效果明顯改善，而對去除CODMn和UV254改善很少；
（2）PAM和無機鋁鹽混凝劑聯用比單獨用無機鋁鹽混凝劑，可使污泥濕基重量減少40%左右；
（3）PAM和無機鋁鹽混凝劑聯用比單獨用無機鋁鹽混凝劑，可降低污泥處理費和凈水加藥費用,從而能降低總的凈水成本；
（4）用于飲用水處理的PAM，其單體AM含量均應小于0.05%，PAM投加率一般均少于1mg/l，足以保證飲用水的**性。我國許多以地面水為水源的凈水廠（特別是原水濁度較高的凈水廠）在用混凝劑的同時，適量投加PAM，將具有很大的經濟效益和社會效益。
（5）陽離子型PAM的價格較高（一般為陰離子價格的兩倍左右），而非離子型PAM溶解性較差，對這兩種類型PAM和無機混凝劑聯用時的凈水效果，有待進一步探討。