化学絮凝沉淀是其基本的方法。我国用于煤泥水处理的絮凝剂可分为两大类：一是无机盐类絮凝剂，二是有机高分子絮凝剂。无机盐类絮凝剂的作用机理是无机盐在水中解离成离子，与煤泥微粒或煤泥胶体接触作用，中和了煤泥表面的电性，降低表面能，使煤泥微粒凝聚沉淀。有机高分子絮凝剂的絮凝机理是：大分子链在煤泥微粒之间搭桥，把若干个颗粒连接起来，凝聚成团沉淀下去。实际应用中常将无机盐类絮凝剂与有机高分子絮凝剂联合使用，絮凝沉淀效果更好。
有机高分子絮凝剂常用的是聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺的分子量一般在1000—1800万之间，不同粒度组成的煤泥水要选用不同分子量的絮凝剂。聚丙烯酰胺又可分为阳离子型，非离子型和阴离子型三种，使用时要与煤泥水的pH值相吻合，阴离子型的适于偏碱性煤泥水，阳离子型的适于偏酸性煤泥水，阴离子型和阳离子型聚丙烯酰胺混合使用，煤泥水絮凝沉淀效果更好。
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