無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑的研究進(jìn)展

周樹輝，黃佳麗，劉 倩，蒙君榮

(百色學(xué)院 化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣西 百色 533000)

無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑的研究進(jìn)展

周樹輝，黃佳麗，劉 倩，蒙君榮*

(百色學(xué)院化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，廣西百色533000)

絮凝劑是水處理技術(shù)應(yīng)用中的一種重要藥劑，絮凝劑的研發(fā)對(duì)水處理技術(shù)的發(fā)展起著重要的推進(jìn)作用。無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑是一類環(huán)保高效的新型復(fù)合絮凝劑，文章闡述了近年來(lái)無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑的研究現(xiàn)狀，并對(duì)其今后的發(fā)展做出了展望。

水處理；無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑；高效

由于社會(huì)工業(yè)的快速發(fā)展，人們的生存環(huán)境日益惡化，尤其是作為生命之源的水資源不斷遭受污染，已經(jīng)逐漸危及到地球生物的生命活動(dòng)。從現(xiàn)在人們對(duì)物質(zhì)生活的追求而言，要想放慢社會(huì)工業(yè)的發(fā)展腳步已然成為困難，因此我們只能在盡力保護(hù)環(huán)境的同時(shí)不斷發(fā)展環(huán)保科技，提高環(huán)保技術(shù)水平，以治理修復(fù)那些遭受污染破壞的環(huán)境。眾所周知，我國(guó)是一個(gè)缺水大國(guó)，原本淡水資源就緊缺的我們，在水資源不斷遭到污染破壞的今天，更是危在旦夕。因此，保護(hù)節(jié)約水資源，修復(fù)治理水資源迫在眉睫。隨著廢水的不斷復(fù)雜化、多樣化，對(duì)水處理技術(shù)的要求越來(lái)越高。在水處理技術(shù)中，絮凝法是一種應(yīng)用廣泛且效果優(yōu)良的方法，在絮凝法中絮凝劑起著至關(guān)重要的作用，因此，研發(fā)高效環(huán)保絮凝劑是目前水治理領(lǐng)域研究的重點(diǎn)。無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑相比傳統(tǒng)絮凝劑具有更多的優(yōu)勢(shì)，是一類環(huán)保高效的新型絮凝劑。文章闡述了其近年來(lái)的發(fā)展?fàn)顩r，期望能為其日后的研究應(yīng)用提供一定參考依據(jù)。

1 國(guó)內(nèi)對(duì)無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑的研究

無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑指的是一類以一種或幾種具有一定絮凝性能的無(wú)機(jī)物與另外一種或幾種具有一定絮凝性能的天然有機(jī)物進(jìn)行復(fù)配得到的新型復(fù)合絮凝劑。此類絮凝劑因綜合了無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)且形成互補(bǔ)，其絮凝性能較好，且易生化降解，大大的降低了對(duì)環(huán)境造成二次污染的風(fēng)險(xiǎn)，是一類環(huán)保高效的新型絮凝劑，可以作為日后絮凝劑發(fā)展的一個(gè)重要方向。

目前關(guān)于無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑的報(bào)道，主要是以殼聚糖和以淀粉作為天然有機(jī)成分與無(wú)機(jī)成分進(jìn)行復(fù)配制備的兩類絮凝劑。方勇殼聚糖是一種有機(jī)高分子化合物，具有不溶于水、堿溶液及一般的有機(jī)溶劑,也不溶于硫酸和磷酸,但可溶于稀酸溶液的性質(zhì)。殼聚糖是甲殼素脫去一乙?；难苌?呈白色或淡黃色片狀固體,或青白色粉粒。工業(yè)上一般通過(guò)化學(xué)方法先從蝦殼或蟹殼中提取甲殼素，然后脫去其乙?；玫綒ぞ厶?。殼聚糖分子中因含有多個(gè)氫基和氨基等帶孤對(duì)電子基團(tuán),使其在水中有著良好的鰲合、絮凝性能，另外由于它具有天然環(huán)保的特點(diǎn),在目前水處理劑領(lǐng)域得到了廣泛的研究與應(yīng)用[1]。

薛永亮等[2]將聚硅酸鋁鐵與殼聚糖進(jìn)行復(fù)合，制備出了絮凝性能佳且成本低的新型無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合絮凝劑。并將該絮凝劑用于造紙廢水的處理實(shí)驗(yàn)，在投加量每500 mL為5 mL 時(shí)，其對(duì)廢水濁度、色度和 COD 的去除率分別達(dá)94. 5%，61. 5%和78. 7%。劉劍鋒[3]采用二烯丙基胺、殼聚糖、二甲基二烯丙基氯化銨、作為原料，過(guò)硫酸銨為引發(fā)劑，乙二胺四乙酸二鈉為螯合劑，通過(guò)在水相介質(zhì)中發(fā)生聚合反應(yīng)合成了一種新型的季銨鹽改性殼聚糖絮凝劑，考察其用量、pH 值、溫度等相關(guān)因素對(duì)絮凝性能的影響。結(jié)果表明：合成的季銨鹽改性殼聚糖絮凝劑在處理印染廢水中脫色效果優(yōu)良，當(dāng)絮凝劑用量為100mg/L，廢水溫度為 45℃，pH值為4 時(shí)，絮凝效果最優(yōu)，CODcr 去除率達(dá)到 78.1%，SS 去除率達(dá)到82.8%，色度去除率達(dá)到80.2%。 張倩[4]利用無(wú)機(jī)高分子絮凝劑聚合硫酸鎂鋁(PMAS)和天然有機(jī)高分子絮凝劑殼聚糖(CTS)進(jìn)行復(fù)配，合成了新型的PMAS-CTS無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合絮凝劑。該復(fù)合絮凝劑同時(shí)具備聚合硫酸鎂鋁和殼聚糖絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，使其在廢水處理中性能更佳。PMAS-CTS復(fù)合絮凝劑對(duì)多種廢水都具有很好的濁度去除效果，最高濁度去除率都能達(dá)到97%及以上；對(duì)不同廢水色度的最高去除率在80%～90%之間；對(duì)生活污水、畜禽廢水、造紙黑液的都有較好的COD去除效果，都可達(dá)到70%以上。其中對(duì)畜禽糞水的COD去除率可達(dá)88%，表明其對(duì)本底值高的水樣有更好的處理能力。

淀粉可以看作葡萄糖的高聚體，其不僅來(lái)源豐富、無(wú)毒、可生化降解、成本較低，且自身具有較高的化學(xué)和生物穩(wěn)定性，以及容易再生等優(yōu)點(diǎn)，因此在廢水處理研究領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

劉世磊[5]以馬鈴薯淀粉為天然有機(jī)高分子原料，將其改性為羧甲基馬鈴薯淀粉，再分別與氯化鋁、硫酸亞鐵、以及氯化鋁和三氯化鐵進(jìn)行復(fù)合，分別制備出聚合氯化鋁復(fù)合羧甲基淀粉絮凝劑(PAC-CMPS)、聚合硫酸鐵羧復(fù)合甲基淀粉絮凝劑(PFS-CMPS)與聚合氯化鋁鐵復(fù)合羧甲基淀粉絮凝劑(PAFC-CMPS)，并對(duì)高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行考察，即馬鈴薯淀粉廢水中化學(xué)需氧量(COD)去除效果，結(jié)果表明：在最佳條件下三者對(duì)馬鈴薯淀粉廢水的COD去除率分別達(dá)87.8%、 82.4%、77.9%。王友等[6]以玉米淀粉、硫酸鋁和硫酸亞鐵為原料制備出鐵鋁基淀粉復(fù)合絮凝劑。以高嶺土濁水的濁度去除率為評(píng)價(jià)指標(biāo)，通過(guò)單因素試驗(yàn)考察了淀粉加入量、反應(yīng)溫度和反應(yīng)時(shí)間對(duì)復(fù)合絮凝劑絮凝性能的影響。并在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)確定復(fù)合絮凝劑的最佳制備工藝。結(jié)果表明: 淀粉用量為 1.5 g，反應(yīng)時(shí)間為 4 h，反應(yīng)溫度為 70 ℃ 時(shí)，絮凝效果最優(yōu)，濁度去除率達(dá)到95% 。

2 結(jié)束語(yǔ)

從制備無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑的原料來(lái)看，因其采用的是淀粉或殼聚糖等天然有機(jī)物，原料不僅來(lái)源廣泛且無(wú)毒無(wú)害。又因其自身綜合了無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑的優(yōu)勢(shì)，具有無(wú)毒無(wú)害、易生化降解、絮凝性能佳等諸多優(yōu)點(diǎn)。并且現(xiàn)在對(duì)無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑的報(bào)道還不多，所以無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑將會(huì)是今后絮凝劑發(fā)展的一個(gè)重要方向。不過(guò)無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑仍存在許多有待解決的問(wèn)題，如其絮凝性能雖好但易受生化影響而失活，絮凝時(shí)產(chǎn)生的絮凝分子量不夠大等。對(duì)此想對(duì)其日后的研究發(fā)展提出幾點(diǎn)建議：

(1)制備無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑的原料淀粉和殼聚糖等雖來(lái)源廣泛，但其獲得工序繁瑣，因此要設(shè)法優(yōu)化原料淀粉和殼聚糖的制取工藝，降低原料獲取成本。

(2)針對(duì)無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑在應(yīng)用于廢水時(shí)，易受廢水中的微生物生化降解失活的不足，應(yīng)設(shè)法增強(qiáng)其穩(wěn)定性，而又不影響其在作用于廢水后易生化降解的優(yōu)勢(shì)。

(3)設(shè)法增大其在作用于廢水時(shí)產(chǎn)生的絮凝分子量，以獲得更佳的絮凝性能。

(4)增加其對(duì)各類廢水的絮凝效果研究，拓展無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑在廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用，擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。

[1] 方 勇.新型環(huán)保型復(fù)合絮凝劑的研制與應(yīng)用研究[D].武漢：武漢理工大學(xué),2007：14-16.

[2] 薛永亮，伍 鈞，楊 剛，等.聚硅酸鋁鐵-殼聚糖復(fù)合絮凝劑的制備與應(yīng)用[J].環(huán)境工程，, 2010 , 28 (2) :56-58.

[3] 劉劍鋒.一種季銨鹽改性殼聚糖絮凝劑處理印染廢水的研究[J].化學(xué)工程與設(shè)備，2015(12)：62-65.

[4] 張 倩.聚合硫酸鎂鋁殼聚糖復(fù)合絮凝劑的制備及應(yīng)用[D].四川：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012：4-6.

[5] 劉世磊.改性淀粉復(fù)合絮凝劑的制備及絮凝性能研究[D].甘肅：西北師范大學(xué)，2012：7-8.

[6] 王 友，陳彩花.鐵鋁基淀粉復(fù)合絮凝劑的制備及性能研究[J].廣州化工，, 2015 (23) :143-144.

(本文文獻(xiàn)格式：周樹輝，黃佳麗，劉倩，等.無(wú)機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑的研究進(jìn)展[J].山東化工，2017，46(16)：64,70.)

The Research Progress of Inorganic-natural Organic Composite Flocculant

Zhou Shuhui，Huang Jiali，Liu Qian，Meng Junrong*

(College of Chemistry & Environment Engineering，Baise University，Baise 533000，China)

Application of flocculant in water treatment is the technology of a kind of important potions, flocculating agent research and development of water treatment technology development plays an important role in promoting. Inorganic - organic composite flocculant is a kind of natural environmental protection and efficient new composite flocculant, the article expounds the inorganic - in recent years, the research status of natural organic composite flocculant, and made a prospect for future development.

water treatment;inorganic-natural organic composite flocculant;efficient

TQ085+.41

：A

：1008-021X(2017)16-0064-01

2017-06-13

周樹輝(1994—)，廣西桂林人，大學(xué)本科，研究方向?yàn)榛瘜W(xué)工藝；通訊作者：蒙君榮(1989-)，女，廣西南寧人，助教，研究方向?yàn)榛瘜W(xué)工藝。