摘要：本文分類敘述了復(fù)合型絮凝劑以及在水處理中的應(yīng)用效果。同時(shí)，著重介紹了我國復(fù)合型絮凝劑的開發(fā)，研制和應(yīng)用現(xiàn)狀以及對今后復(fù)合型絮凝劑的發(fā)展做出了展望。

隨著現(xiàn)代工業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展和環(huán)保意識(shí)的日益加強(qiáng)，對于水質(zhì)凈化提出了更高的要求，而單一型的絮凝劑越來越難以滿足人們的要求，因此復(fù)合型絮凝劑的研究日益迫切。我國從20世紀(jì)80年代開始了復(fù)合型絮凝劑的研發(fā)工作，因起步較晚，研究基礎(chǔ)薄弱，迄今關(guān)于此類絮凝劑的產(chǎn)業(yè)化成規(guī)模生產(chǎn)少有報(bào)道。現(xiàn)今使用的復(fù)合型絮凝劑大致分為四類：無機(jī)復(fù)合絮凝劑；無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絮凝劑；有機(jī)復(fù)合絮凝劑；生物型復(fù)合絮凝劑。

一、 無機(jī)復(fù)合絮凝劑

無機(jī)型復(fù)合絮凝劑主要是在傳統(tǒng)的聚合鋁鹽鐵鹽及聚硅酸的基礎(chǔ)上添加或者引入Ca²⁺、Mg²⁺、Zn²⁺及SO₄^2-、Cl^-、PO₄^3-等離子的一種或幾種構(gòu)成復(fù)合型無機(jī)高分子絮凝劑。這類絮凝劑能提供大量的多羥基絡(luò)合離子，能夠強(qiáng)烈吸附污物膠體微粒，通過粘附架橋交聯(lián)作用，從而促進(jìn)膠體凝聚，同時(shí)還發(fā)生物理化學(xué)變化，中和膠體微粒及懸浮物表面的電荷，降低了ζ電位，使膠體離子由原來的相斥變成了相吸，促使膠體微粒相互碰撞從而形成絮狀混凝沉淀，有較好的絮凝效果。其中研究較多的是鋁鹽和鐵鹽復(fù)合型絮凝劑及聚硅酸金屬鹽類復(fù)合型絮凝劑。

二、無機(jī)-有機(jī)復(fù)合型絮凝劑

無機(jī)混凝劑對含各種復(fù)雜成分的水處理適應(yīng)性強(qiáng)，可有效地去除細(xì)微懸浮顆粒，但生成的絮體小且比較松散，單獨(dú)使用投藥量大，處理費(fèi)用高；而有機(jī)高分子類混凝劑，具有用量少，絮凝速度快，受共存鹽類、介質(zhì)pH值及環(huán)境溫度影響較小，生成污泥量少的優(yōu)點(diǎn)，且有機(jī)絮凝劑高分子可帶-COO^-、-NH^-、-SO₃^-、-OH等親水基團(tuán)，可具鏈狀、環(huán)狀結(jié)構(gòu)，利于污染物進(jìn)入絮體，脫色性好。所以，將無機(jī)高分子與有機(jī)高分子混凝劑復(fù)配使用將會(huì)有較好的處理效果。按其中有機(jī)絮凝劑的類型可分為人工合成有機(jī)高分子絮凝劑和天然有機(jī)高分子絮凝劑。

（一）鋁鹽，鐵鹽-人工合成有機(jī)高分子絮凝劑復(fù)合型。這類絮凝劑中應(yīng)用較多的有機(jī)高分子絮凝劑是聚丙烯酰胺（PAM）及其衍生物。聚丙烯酰胺能溶于水且無腐蝕性，相對分子量從幾十萬到一千萬以上，它主要通過氫鍵結(jié)合、靜電結(jié)合、范德華力等作用對膠體有較強(qiáng)的吸附結(jié)合力及吸附架橋作用產(chǎn)生絮凝效果，具有投加量少，絮體粗大，受水質(zhì)影響小等諸多優(yōu)點(diǎn)。楊鶩遠(yuǎn)等制備了Al₂(SO₄)₃-CPAM復(fù)合絮凝劑并應(yīng)用于造紙脫墨廢水中，處理后的脫墨廢水的懸浮物含量，COD和濁度分別降低80%，75%和95%以上。姚淑華等采用淀粉-丙烯酰胺接枝物（GCAS）和聚硅酸硫酸鋁（PASS）復(fù)合混凝劑處理制漿造紙廢水，也取得良好效果，同時(shí)避免了二次污染的問題。但另一方面，聚丙烯酰胺的單體AM本身有毒，會(huì)或多或少地殘留在聚合物內(nèi)，影響到PAM在水處理中的安全性，在與鋁鹽配合使用時(shí)，鋁鹽的毒性也無法避免，因此限制了此類絮凝劑的應(yīng)用范圍。

（二）鋁鹽，鐵鹽-天然有機(jī)高分子絮凝劑復(fù)合型。天然高分子絮凝劑來源廣泛，價(jià)格便宜，無毒可生化降解，選擇性強(qiáng)，因此通過控制反應(yīng)條件，將鋁鹽、鐵鹽與天然有機(jī)高分子絮凝劑進(jìn)行均勻共聚合成新型穩(wěn)定復(fù)合型絮凝劑，從而提高其絮凝性能并拓寬應(yīng)用領(lǐng)域有著廣闊的前景。李麗等利用天然生物制品殼聚糖（CTS）和無機(jī)高聚物聚合硫酸鐵（PFS）為主要原料合成了CTS-PFS，并證明CTS-PFS對天然水和自配水兩種水樣都顯示了比單一組分更強(qiáng)的絮凝效果，特別適用于那些既有帶電膠體又有不帶電微粒的多來源混合型污水的凈化處理。張凱松等以無機(jī)鋁鹽和天然高分子玉米淀粉為原料合成一種復(fù)合絮凝劑HECES，在處理模擬廢水時(shí)，3.0mg·L^-1的HECES相當(dāng)于4.5mg·L^-1 PAC和1.0mg·L^-1PAM復(fù)合投加效果，對生活污水和市政污水的較佳投加量是PAC用量的50%和40%，濁度去除率高達(dá)95%和99%，且在處理高濃度廢水時(shí)效果更佳。

三、有機(jī)復(fù)合型絮凝劑

有機(jī)復(fù)合型絮凝劑主要是由以下兩類：

（一） 二甲基二烯丙基氯化銨（DMD AAC） 聚合物類。這類絮凝劑通過分子間的共聚產(chǎn)生一類陽離子型高分子量絮凝劑，充分發(fā)揮其架橋網(wǎng)捕和電中和作用。國內(nèi)外在這類絮凝劑的合成制備和應(yīng)用方面都有相關(guān)研究。趙華章等采用水溶液自由基聚合方式，引發(fā)DMDAAC和丙烯酰胺（AM）聚合，得到了陽離子型高分子絮凝劑P（DMDAAC-AM）。其中P（DMDAAC-AM）的特性黏度可達(dá)9.26dL/g。而以DMDAAC摩爾百分?jǐn)?shù)為50%-97%的P（ DMDAAC-AM）處理煤礦泥漿，用量少，沉降快，處理效果超過單獨(dú)使用PDM DAAC或PAM。另外一種常用共聚物是DMDAAC和乙烯基三甲氧基硅烷（VTMS）形成的高分子化物。這種共聚物主要用于造紙廢水中的黑色色素的處理；食品加工工業(yè)廢水中的脂肪、纖維及其它固體廢物的去除；含油廢水中廢油的去除。

（二）天然高分子絮凝劑的接枝、改性。天然高分子絮凝劑包括淀粉，纖維素，含膠物質(zhì)，多糖素和蛋白質(zhì)等的衍生物，具有無毒，易生物降解，原料來源廣泛等優(yōu)點(diǎn)，因此備受國內(nèi)外關(guān)注。我國在這方面的研究發(fā)展也較快，對淀粉，殼聚糖等的接枝改性都有相關(guān)研究。馬希晨等以淀粉接枝聚丙烯酰胺（St-g-PAM） 經(jīng)胺甲基化， 磺化和季胺化反應(yīng)制得強(qiáng)陽離子型兩性絮凝劑。唐星華等采用反相乳液聚合法，用殼聚糖為基材，液體石蠟為油相，以硝酸飾銨水溶液為引發(fā)劑，合成殼聚糖（ CTS） -甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DMC）-丙烯酰胺（AM）強(qiáng)陽離子型天然高分子絮凝劑。蔣文新等以稻殼為母體，以陽離子醚化劑為改性劑，合成陽離子型絮凝劑RHNF并對其性能和應(yīng)用進(jìn)行研究，通過正交實(shí)驗(yàn)選擇的較佳制備條件為反應(yīng)時(shí)間4h，反應(yīng)溫度50℃，稻殼：醚化劑=5：1。采用該絮凝劑對生活廢水+脫墨廢水進(jìn)行絮凝效果考察，其透光率分別為90.5%，99.5%，濁度去除率分別為97.98%，98.93%。

四、生物復(fù)合型絮凝劑

生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生的可使液體中不易降解的固體懸浮顆粒、菌體細(xì)胞及膠體粒子等凝聚、沉淀的特殊高分子代謝產(chǎn)物。該類絮凝劑是利用生物技術(shù)，通過微生物發(fā)酵、分離提取而得到的具有生物降解性的新型、廉價(jià)、無毒、無二次污染的水處理劑，是典型的環(huán)境友好型功能材料，可廣泛應(yīng)用于給水和廢水處理領(lǐng)域。復(fù)合生物絮凝劑具有用量少、無毒、絮凝效果好等特點(diǎn)，對一些工業(yè)廢水、河水、泥漿廢水等具有良好的絮凝效果，開發(fā)應(yīng)用前景廣闊。其概念由哈爾濱工業(yè)大學(xué)馬放教授提出，他以稻草、秸稈等廉價(jià)的生物質(zhì)材料作為底物，利用纖維素降解菌群和絮凝菌群，進(jìn)行兩段式發(fā)酵后分離提取而獲得的。馬放等人通過初篩、復(fù)篩和雙株混合培養(yǎng)后，得到了絮凝效果高達(dá)93.1%的F2和F6組合的復(fù)合型生物絮凝劑產(chǎn)生菌，并生產(chǎn)出了復(fù)合型生物絮凝劑HITM02。經(jīng)實(shí)驗(yàn)，這種絮凝劑無毒，可廣泛應(yīng)用于給水處理、廢水處理、食品工業(yè)和發(fā)酵工業(yè)等領(lǐng)域。在處理松花江源水和強(qiáng)酸性廢水過程中，證明復(fù)合型生物絮凝劑對兩種水樣都有很好的絮凝效果，且受溫度影響小。另外，他還利用：蒽酮反應(yīng)、考馬斯亮藍(lán)、紫外掃描等方法和測試手段測得絮凝劑CBF的主要成分為多糖類物質(zhì)，凝膠色譜柱測得其分子量為10⁵-10⁶，而其對高嶺土模擬廢水的絮凝機(jī)理是絮凝劑與高嶺土等無機(jī)顆粒之間以離子鍵形式結(jié)合，之后通過架橋作用沉淀。

五、發(fā)展與展望

絮凝劑品種繁多，從低分子到高分子、從無機(jī)到有機(jī)、從單一型到復(fù)合型，逐步形成系列化和多樣化的產(chǎn)品是其發(fā)展走向。以低價(jià)位、低健康風(fēng)險(xiǎn)為特點(diǎn)的新型絮凝劑正成為水處理領(lǐng)域研究和開發(fā)的熱點(diǎn)。因此復(fù)合型絮凝劑以其廉價(jià)的優(yōu)勢將會(huì)迅速發(fā)展，而天然高分子絮凝劑由于無毒、價(jià)格低廉、來源廣泛、對某些廢水有獨(dú)到的處理效果已被環(huán)境界所重視；微生物絮凝劑是環(huán)境友好型絮凝劑，具有無毒、可消除二次污染等獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，必將成為今后研究發(fā)展的方向。