复合絮凝剂的研制与应用

概述^[1-2]

凡是用来使溶液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒产生絮状沉淀的物质都叫做絮凝剂。在一种溶液中，使用两种或两种以上的物质称作复合絮凝剂。絮凝剂通常由两种化学剂组成。首先是混凝剂，即能中和固体悬浮物表面负电性化学剂，如羟基铝、羟基铁、羟基锆等。它们可以在水中给出高价的多核羟桥离子，中和固体悬浮物表面的负电性。其次是助凝剂，即能桥接在固体悬浮物表面上，使它们迅速下沉的化学剂，如聚丙烯酰胺、羧甲基淀粉等。复合絮凝剂的研究和开发是在对传统无机絮凝剂相关机理深入研究的基础上展开的。该复合絮凝剂的制备方法是在聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁等传统无机高分子絮凝剂的制备过程中引入Fe3+、Al3+等阳离子或Cl-、SO42-等阴离子的一种或几种，从而制得各类复合高分子絮凝剂。

研制与应用^[3]

1. 无机-无机复合絮凝剂

无机-无机复合絮凝剂可以让单一絮凝剂各自的优缺点互补。如聚合铝铁无机高分子复合絮凝剂是由氯化铝和氯化铁共聚复合而成的。氯化铝、氯化铁是价廉的传统无机絮凝剂，其原料来源广泛、生产工艺简单，当二者复合后，可以发挥各自之长。铝铁复合絮凝剂兼具铝盐净水效果优良，铁盐沉降速度快、水处理成本低之优点；同时还克服了铝盐成本较高、沉淀效果不理想、过量铝残存于水中对人体有害、铁盐容易产生泛黄和变黑的不足。铝铁复合絮凝剂逐渐成为优势絮凝剂，现已开发出聚合硅酸铝铁(PSAF)、聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合硫酸铝铁(PAFS)等无机高分子复合絮凝剂。在今后的研究中，加大废弃物的回收利用，降低成本，优化制备工艺等都是需要继续努力的方向。

2)有机-有机复合絮凝剂

有机高分子絮凝剂的发展很快，新型产品不断问世，由于它用量小，絮凝能力高，效果好，成本低，所以应用范围很广。但是大多数人工合成的有机高分子絮凝剂都有毒性，因而不能用于处理饮用水，同时产生污泥体积庞大也是其缺点之一。研究人员正在努力克服这些缺点。研究表明，[P(AM-DMC)]对联合阴离子染色废液的处理有较好效果。20～30g/mL的高岭石悬浊液，用聚乙烯吡咯烷酮(PVP)和Sodiumlauroylisethionate(SLI)处理，结果显示，PVP在浓度小于0.1%时表现出絮凝剂的功能，但当浓度高一些时就会成为分散剂，两种物质的协作和竞争都表现出来；在PVP浓度小于0.1%时，SLI增强高岭土的扩散程度，这时的絮凝效果。

3)天然-天然复合絮凝剂

天然有机高分子絮凝剂也很多，如纤维素、木质素的双氧化物、果胶、动物胶、蛋白质、藻类等。但大多数的天然高分子絮凝剂都与其他带有特殊官能团的化合物接枝共聚后再用于废水处理。壳聚糖由于自身结构特点，已广泛应用于悬浮液和各类溶液的絮凝。如斑脱土悬浮液、有机悬浊液、阴离子染色溶液和腐植酸溶液等，效果主要和壳聚糖的分子量和化学式有关。

4)无机-天然高分子复合絮凝剂

目前对无机-天然高分子复合型絮凝剂的研究报道，主要涉及到用无机盐对壳聚糖碱性改性，而廉价易得的淀粉类高分子如果能得到有效的开发，和无机盐类高分子形成具有絮凝特性的化合物，也将具有很强的市场潜力。瓜耳胶、藻酸盐、壳聚糖、动物胶和白明胶等这些天然高分子絮凝物质其絮凝性能好，具有安全无毒、生物降解性好、可再生性好、分子量大、多电荷、对pH值的影响不大、出水污泥少等优点，也开始正成为研究的热点。

主要参考资料

[1] 絮凝剂在水处理中的应用与展望

[2] 复合絮凝剂的研究进展及应用

[3] 水处理复合絮凝剂的研究及应用进展