有機(jī)無機(jī)復(fù)合絮凝劑種類及其作用機(jī)制的研究進(jìn)展

鄧寧 劉可凡 霍原非 唐新峰

摘 要：綜述了三類有機(jī)-無機(jī)復(fù)合絮凝劑及其各自的作用機(jī)制，此中包含了無機(jī)-天然高分子復(fù)合絮凝劑、無機(jī)-微生物復(fù)合絮凝劑及無機(jī)-合成有機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑。

關(guān)鍵詞：復(fù)合絮凝劑，天然高分子，微生物

引言：在對(duì)復(fù)雜污水體系的的處理過程中，復(fù)合型絮凝劑能夠克服單一絮凝劑所普遍存在的劣勢(shì)，達(dá)到更好的絮凝效果。其中無機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝劑能夠充分利用無機(jī)和有機(jī)絮凝劑各自所特有的優(yōu)異性，克服無機(jī)絮凝劑分子量小的弊端，增加了其適用范圍。本文概括了近幾年來國(guó)內(nèi)絮凝劑的研究鄰域?qū)τ诟鞣N類無機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝劑的研究成果。

1.無機(jī)-合成有機(jī)復(fù)合絮凝劑

1.1 鋁鹽合成有機(jī)復(fù)合絮凝劑

鋁系絮凝劑被認(rèn)為是使用最久、技術(shù)最成熟和工藝路線成熟的一類無機(jī)絮凝劑，鋁鹽與合成有機(jī)高分子復(fù)合而成的鋁鹽合成有機(jī)復(fù)合絮凝劑絮凝劑在當(dāng)前的運(yùn)用較為廣泛。

陸蘭英[1]分析其合成的PAC-PDMDAAC復(fù)合混凝劑結(jié)果表明，PAC與PDMDACC發(fā)生了一定程度的相互作用且具有更大的比表面積和明顯的分層結(jié)構(gòu)。通過處理硅藻土懸濁液等三種污水的檢測(cè)結(jié)果表明復(fù)合絮凝劑有相對(duì)更優(yōu)25%的沉降性能和混凝效果。

1.2 鐵鹽合成有機(jī)復(fù)合絮凝劑

作為另一類重要的無機(jī)-合成有機(jī)復(fù)合絮凝劑，鐵鹽合成有機(jī)復(fù)合絮凝劑具備有二次污染小、pH作用范圍廣等特點(diǎn)。

Khai Ern Lee[2] 等以1：1的氯化鐵/聚丙烯酰胺比例合成氯化鐵 - 聚丙烯酰胺無機(jī) - 有機(jī)雜化聚合物，并通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在pH為2時(shí)，2ml/L的最小計(jì)量雜化聚合物能去除高嶺土懸浮液99%以上的濁度。

1.3其他類無機(jī)合成有機(jī)復(fù)合絮凝劑

近年來，鈦的非毒性和價(jià)值潛力引起了研究者廣泛的研究興趣，其中鈦干凝膠凝結(jié)劑（TXC）雖已被證明是一種有前景的水處理凝結(jié)劑，但大量溶解的有機(jī)物質(zhì)（DOM）使得TXC的濁度去除效率不佳，Xiaomeng Wang[3]等通過將陽離子絮凝劑聚二烯丙基二甲基氯化銨（PDADMAC）合成到TXC中得到PDADMAC（P-T）復(fù)合材料，克服了TXC由于其低pH導(dǎo)致在處理富含DOM的水的效率不高的缺點(diǎn)。

2.無機(jī)-天然高分子復(fù)合絮凝劑

相比較其他復(fù)合絮凝劑，無機(jī)-天然高分子復(fù)合絮凝劑大大改善其電荷密度不足的缺點(diǎn)，提高點(diǎn)中和性，此類絮凝劑絮凝性能較好，且易自然降解，減少了環(huán)境污染，環(huán)保高效。當(dāng)前與無機(jī)絮凝劑成分復(fù)配的兩類天然有機(jī)成分為殼聚糖或淀粉。[4]

李瑞姣[5]通過使用溶膠-凝膠法的方法，研究合成了具有磁性的無機(jī)-天然高分子復(fù)合絮凝劑“聚硅硫酸鐵-殼聚糖包覆納米四氧化三鐵"（PFSS-CTS@Fe3O4），并通過污水處理廠對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行性能實(shí)驗(yàn)測(cè)試測(cè)試表明在處理污水時(shí)，PFSS-CTS@Fe3O4相對(duì)于PFSS-CTS在對(duì)廢水各方處理上普遍具有優(yōu)勢(shì)。

3.無機(jī)-微生物復(fù)合絮凝劑

微生物絮凝劑作為一種新型的天然高分子絮凝劑具備廣泛的絮凝效果和絮凝活性，但就目前而言其任存在生產(chǎn)工藝不成熟、在微生物絮凝劑復(fù)配層面研究未真正深入、復(fù)配措施尚未成熟等問題以待解決。[6]

任文萍[7]通過采用單因素和響應(yīng)面的分析實(shí)驗(yàn)，表明當(dāng)采用FeCl3/SY-6復(fù)合絮凝劑在對(duì)含有較高濃度的HNS生產(chǎn)廢水進(jìn)行污水凈化時(shí)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在對(duì)降低了絮凝劑使用量的同時(shí)，一定程度上使用復(fù)合絮凝劑的水體中COD的去除率較單一絮凝劑更好。

4.前景展望

作為新型絮凝劑的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絮凝劑具有少污染、高效率、低能耗、應(yīng)用廣等優(yōu)點(diǎn)，近年來其研究已取得顯著成果，應(yīng)用前景廣泛。但同時(shí)關(guān)于當(dāng)前無機(jī)有機(jī)復(fù)合絮凝的研究現(xiàn)狀有著如下四個(gè)方面建議：

1.提高無機(jī)-有機(jī)絮凝劑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，避免其結(jié)合松散。

2.加強(qiáng)對(duì)于絮凝劑制備過程中的電荷特性和結(jié)構(gòu)形貌分析。

3.針對(duì)天然高分子復(fù)合絮凝劑本事所具備有的優(yōu)勢(shì)發(fā)展出可再生、無污染的無機(jī)-天然高分子復(fù)合絮凝劑。

4.優(yōu)化制備工藝流程和提高產(chǎn)量，降低生產(chǎn)成本，提高工復(fù)合絮凝劑商業(yè)化、商業(yè)化應(yīng)用的可能性。

參考文獻(xiàn)

[1]陸蘭英. 一種PAC-PDMDAAC復(fù)合混凝劑的制備及應(yīng)用[D].重慶大學(xué)，2012.

[2]唐曉東， 鄧杰義， 李晶晶， et al. 復(fù)合高分子絮凝劑的制備及研究進(jìn)展[J]. 工業(yè)水處理， 2015， 35（2）.

[3]Khai Ern Lee，Tjoon Tow Teng，Norhashimah Morad，Beng Teik Poh，Mohanapriya Mahalingam. Flocculation activity of novel ferric chloride–polyacrylamide （FeCl 3 -PAM） hybrid polymer[J]. Desalination，2010，266（1）.

[4]Xiaomeng Wang，Yonghai Gan，Shujuan Zhang. Improved resistance to organic matter load by compositing a cationic flocculant into the titanium xerogel coagulant[J]. Separation and Purification Technology，2018.

[4] 周樹輝， 黃佳麗， 劉倩， et al. 無機(jī)-天然有機(jī)復(fù)合絮凝劑的研究進(jìn)展[J]. 山東化工， 2017（16）：69+75.

[5]李瑞姣. 聚硅硫酸鐵—?dú)ぞ厶菑?fù)合材料包覆納米Fe_3O_4的制備及性能研究[D].山東理工大學(xué)，2017.

[6]董琦，劉貫一.微生物絮凝劑的應(yīng)用和前景[J].化工管理，2018（20）：165-169.

[7]任文萍. 處理六硝基茋（HNS）生產(chǎn)廢水的復(fù)合型絮凝劑復(fù)配和機(jī)理研究[D].中北大學(xué)，2013.