無機-天然有機復合絮凝劑的研究進展

周樹輝，黃佳麗，劉 倩，蒙君榮

(百色學院 化學與環境工程學院，廣西 百色 533000)

無機-天然有機復合絮凝劑的研究進展

周樹輝，黃佳麗，劉 倩，蒙君榮*

(百色學院化學與環境工程學院，廣西百色533000)

絮凝劑是水處理技術應用中的一種重要藥劑，絮凝劑的研發對水處理技術的發展起著重要的推進作用。無機-天然有機復合絮凝劑是一類環保高效的新型復合絮凝劑，文章闡述了近年來無機-天然有機復合絮凝劑的研究現狀，并對其今后的發展做出了展望。

水處理；無機-天然有機復合絮凝劑；高效

由于社會工業的快速發展，人們的生存環境日益惡化，尤其是作為生命之源的水資源不斷遭受污染，已經逐漸危及到地球生物的生命活動。從現在人們對物質生活的追求而言，要想放慢社會工業的發展腳步已然成為困難，因此我們只能在盡力保護環境的同時不斷發展環?？萍?，提高環保技術水平，以治理修復那些遭受污染破壞的環境。眾所周知，我國是一個缺水大國，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，保護節約水資源，修復治理水資源迫在眉睫。隨著廢水的不斷復雜化、多樣化，對水處理技術的要求越來越高。在水處理技術中，絮凝法是一種應用廣泛且效果優良的方法，在絮凝法中絮凝劑起著至關重要的作用，因此，研發高效環保絮凝劑是目前水治理領域研究的重點。無機-天然有機復合絮凝劑相比傳統絮凝劑具有更多的優勢，是一類環保高效的新型絮凝劑。文章闡述了其近年來的發展狀況，期望能為其日后的研究應用提供一定參考依據。

1 國內對無機-天然有機復合絮凝劑的研究

無機-天然有機復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機物與另外一種或幾種具有一定絮凝性能的天然有機物進行復配得到的新型復合絮凝劑。此類絮凝劑因綜合了無機絮凝劑和有機絮凝劑的優點且形成互補，其絮凝性能較好，且易生化降解，大大的降低了對環境造成二次污染的風險，是一類環保高效的新型絮凝劑，可以作為日后絮凝劑發展的一個重要方向。

目前關于無機-天然有機復合絮凝劑的報道，主要是以殼聚糖和以淀粉作為天然有機成分與無機成分進行復配制備的兩類絮凝劑。方勇殼聚糖是一種有機高分子化合物，具有不溶于水、堿溶液及一般的有機溶劑,也不溶于硫酸和磷酸,但可溶于稀酸溶液的性質。殼聚糖是甲殼素脫去一乙酰基的衍生物,呈白色或淡黃色片狀固體,或青白色粉粒。工業上一般通過化學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氫基和氨基等帶孤對電子基團,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保的特點,在目前水處理劑領域得到了廣泛的研究與應用[1]。

薛永亮等[2]將聚硅酸鋁鐵與殼聚糖進行復合，制備出了絮凝性能佳且成本低的新型無機-有機復合絮凝劑。并將該絮凝劑用于造紙廢水的處理實驗，在投加量每500 mL為5 mL 時，其對廢水濁度、色度和 COD 的去除率分別達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，過硫酸銨為引發劑，乙二胺四乙酸二鈉為螯合劑，通過在水相介質中發生聚合反應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、溫度等相關因素對絮凝性能的影響。結果表明：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良，當絮凝劑用量為100mg/L，廢水溫度為 45℃，pH值為4 時，絮凝效果最優，CODcr 去除率達到 78.1%，SS 去除率達到82.8%，色度去除率達到80.2%。 張倩[4]利用無機高分子絮凝劑聚合硫酸鎂鋁(PMAS)和天然有機高分子絮凝劑殼聚糖(CTS)進行復配，合成了新型的PMAS-CTS無機-有機復合絮凝劑。該復合絮凝劑同時具備聚合硫酸鎂鋁和殼聚糖絮凝劑的優點，使其在廢水處理中性能更佳。PMAS-CTS復合絮凝劑對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到97%及以上；對不同廢水色度的最高去除率在80%～90%之間；對生活污水、畜禽廢水、造紙黑液的都有較好的COD去除效果，都可達到70%以上。其中對畜禽糞水的COD去除率可達88%，表明其對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，其不僅來源豐富、無毒、可生化降解、成本較低，且自身具有較高的化學和生物穩定性，以及容易再生等優點，因此在廢水處理研究領域得到廣泛應用。

劉世磊[5]以馬鈴薯淀粉為天然有機高分子原料，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行復合，分別制備出聚合氯化鋁復合羧甲基淀粉絮凝劑(PAC-CMPS)、聚合硫酸鐵羧復合甲基淀粉絮凝劑(PFS-CMPS)與聚合氯化鋁鐵復合羧甲基淀粉絮凝劑(PAFC-CMPS)，并對高濃度有機廢水進行考察，即馬鈴薯淀粉廢水中化學需氧量(COD)去除效果，結果表明：在最佳條件下三者對馬鈴薯淀粉廢水的COD去除率分別達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合絮凝劑。以高嶺土濁水的濁度去除率為評價指標，通過單因素試驗考察了淀粉加入量、反應溫度和反應時間對復合絮凝劑絮凝性能的影響。并在此基礎上，設計正交試驗確定復合絮凝劑的最佳制備工藝。結果表明: 淀粉用量為 1.5 g，反應時間為 4 h，反應溫度為 70 ℃ 時，絮凝效果最優，濁度去除率達到95% 。

2 結束語

從制備無機-天然有機復合絮凝劑的原料來看，因其采用的是淀粉或殼聚糖等天然有機物，原料不僅來源廣泛且無毒無害。又因其自身綜合了無機絮凝劑和有機絮凝劑的優勢，具有無毒無害、易生化降解、絮凝性能佳等諸多優點。并且現在對無機-天然有機復合絮凝劑的報道還不多，所以無機-天然有機復合絮凝劑將會是今后絮凝劑發展的一個重要方向。不過無機-天然有機復合絮凝劑仍存在許多有待解決的問題，如其絮凝性能雖好但易受生化影響而失活，絮凝時產生的絮凝分子量不夠大等。對此想對其日后的研究發展提出幾點建議：

(1)制備無機-天然有機復合絮凝劑的原料淀粉和殼聚糖等雖來源廣泛，但其獲得工序繁瑣，因此要設法優化原料淀粉和殼聚糖的制取工藝，降低原料獲取成本。

(2)針對無機-天然有機復合絮凝劑在應用于廢水時，易受廢水中的微生物生化降解失活的不足，應設法增強其穩定性，而又不影響其在作用于廢水后易生化降解的優勢。

(3)設法增大其在作用于廢水時產生的絮凝分子量，以獲得更佳的絮凝性能。

(4)增加其對各類廢水的絮凝效果研究，拓展無機-天然有機復合絮凝劑在廢水處理領域的應用，擴大其應用范圍。

[1] 方 勇.新型環保型復合絮凝劑的研制與應用研究[D].武漢：武漢理工大學,2007：14-16.

[2] 薛永亮，伍 鈞，楊 剛，等.聚硅酸鋁鐵-殼聚糖復合絮凝劑的制備與應用[J].環境工程，, 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].化學工程與設備，2015(12)：62-65.

[4] 張 倩.聚合硫酸鎂鋁殼聚糖復合絮凝劑的制備及應用[D].四川：四川農業大學，2012：4-6.

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

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

(本文文獻格式：周樹輝，黃佳麗，劉倩，等.無機-天然有機復合絮凝劑的研究進展[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，大學本科，研究方向為化學工藝；通訊作者：蒙君榮(1989-)，女，廣西南寧人，助教，研究方向為化學工藝。