有機(jī)

霍原非 劉可凡 唐新峰

摘要：有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑既能發(fā)揮其有機(jī)組合的優(yōu)點(diǎn)又同時(shí)具備其無(wú)機(jī)組分的長(zhǎng)處，不僅用量少，成本低，而且絮凝效果好，產(chǎn)生污泥量少，同時(shí)不易受酸堿度和鹽類等影響，能夠解決使用單一絮凝劑無(wú)法較好的處理復(fù)雜污水體系的問題，受到很多研究者的青睞，成為今年來(lái)的研究熱點(diǎn)。為此，本文綜述了有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑的發(fā)展現(xiàn)狀、制備方法、絮凝機(jī)理以及其在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用方式，并對(duì)有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑的發(fā)展前景進(jìn)行展望。

關(guān)鍵詞：有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑、水處理、制備方法、絮凝

我國(guó)的水污染問題極其嚴(yán)重，使用絮凝劑進(jìn)行水處理是現(xiàn)在應(yīng)用最廣、適用性最強(qiáng)、價(jià)格最低廉的方法。而有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑既能發(fā)揮其有機(jī)組合的優(yōu)點(diǎn)又同時(shí)具備其無(wú)機(jī)組分的長(zhǎng)處，不僅用量少，成本低，而且絮凝效果好，產(chǎn)生污泥量少，同時(shí)不易受酸堿度和鹽類等影響，能夠解決使用單一絮凝劑無(wú)法較好的處理復(fù)雜污水體系的問題，成為今年來(lái)的研究熱點(diǎn)，為此，本文從有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑的研究現(xiàn)狀、制備方法、絮凝機(jī)理以及在水處理領(lǐng)域的使用方式等方面，綜述其在水處理領(lǐng)域的研究進(jìn)展，并進(jìn)行總結(jié)展望。

1.有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑的研究現(xiàn)狀

有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑是由無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)化合物復(fù)合形成的呈環(huán)狀、鏈狀等多種結(jié)構(gòu)的絮凝劑。其具有用量少、絮凝效果好、產(chǎn)生污泥量少、不易受酸堿度和鹽類等影響的優(yōu)點(diǎn)，但有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑的穩(wěn)定性欠佳，會(huì)有殘留有毒單體。有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑與其有機(jī)組分和無(wú)機(jī)組分單獨(dú)制成的絮凝劑相比，這些有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑大多具有更好的絮凝效果，例如李青采用PAC-PDMDAAC復(fù)合絮凝劑處理生活污水，其絮凝效果明顯由于PAC或PDMDAAC[1]。

2.制備方法

2.1物理共混法

物理共混法是指經(jīng)由物理作用完成聚合物共混的方法[2]。這種方法需要在混合裝置中完成共混過程，在這一過程中一般只涉及物理變化。物理共混法是制備絮凝劑的傳統(tǒng)方法，但這一方法有時(shí)會(huì)產(chǎn)生少量接枝或嵌段共聚物，并且通過這一方法制備的絮凝劑穩(wěn)定性較差，如今已不是研究重點(diǎn)。

2.2反相乳液聚合

反相乳液聚合指的是可溶于水的單體制備的單體水溶液，在油溶性表面活性劑作用下與有機(jī)相形成油包水型乳狀液，在經(jīng)由油溶性引發(fā)劑引發(fā)聚合反應(yīng)形成油包水型聚合物膠乳的工藝方法。這種方法制備的乳液狀絮凝劑使用方便，不同于固體狀絮凝劑需要專門的溶解設(shè)備，溶解不充分還會(huì)影響使用性能。李燕偉[3]等就曾通過該方法制備高固含量P（AM-DMC）反相微乳液，絮凝效果良好而且便于使用。

2.3原位聚合法

原位聚合法是把反應(yīng)性單體（或其可溶性預(yù)聚體）與催化劑全部加入分散相（或連續(xù)相）中，芯材物質(zhì)為分散相，聚合反應(yīng)在分散相芯材上發(fā)生，反應(yīng)開始，單體預(yù)聚，預(yù)聚體聚合，當(dāng)預(yù)聚體聚合尺寸逐步增大后，沉積在芯材物質(zhì)的表面[4]。這種方法制備的有機(jī)無(wú)機(jī)絮凝劑其有機(jī)相和無(wú)機(jī)相間的相互作用強(qiáng)，性質(zhì)穩(wěn)定，絮凝效果良好，是當(dāng)今研究的重點(diǎn)。鄒靜等就以原位聚合的方法制備了非離子型無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑SSAD和陽(yáng)離子型無(wú)機(jī)-有機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑CSSAD，絮凝效果良好，且穩(wěn)定性較好[5]。

2.4微量滴堿法

微量滴堿法是把反應(yīng)單體均勻混后之后，向其中緩慢滴加預(yù)定堿化度的堿液，熟化后得到有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑。姚彬等[6]就曾通過這種方法，以3-氨基丙基三乙氧基硅烷和氯化鋁為原料合成出共價(jià)鍵型有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑。

3.絮凝機(jī)理

使用有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑進(jìn)行污水處理，首先經(jīng)由其無(wú)機(jī)組分發(fā)揮吸附作用，使污水中的懸浮小顆粒形成較大顆粒，之后由其有機(jī)組分則發(fā)揮橋聯(lián)作用，使較大顆粒下沉，完成絮凝過程。并且由于有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑的結(jié)構(gòu)大多呈鏈狀、環(huán)狀，在絮凝過程中污染物進(jìn)入絮體比較容易。現(xiàn)在已研究的幾種絮凝作用機(jī)理主要包括：吸附電中和作用、高分子絮凝劑吸附架橋作用和絮體的卷掃網(wǎng)捕作用，在有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑的絮凝過程中這三種作用同時(shí)存在[7]。

4.水處理領(lǐng)域的使用方式

在水處理領(lǐng)域中，有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑的傳統(tǒng)使用方式是根據(jù)設(shè)定的程序投加定量的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑。有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑應(yīng)用于水處理領(lǐng)域時(shí)也可以采用分布絮凝的方式，分布投加定量的有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑，這種方法不僅能提高絮凝效率，而且可以有效地解決有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑殘留有毒單體地問題。

5.總結(jié)與展望

本文綜述了有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑的研究現(xiàn)狀、制備方法、絮凝機(jī)理以及其在水處理領(lǐng)域的使用方式，經(jīng)過研究有以下發(fā)現(xiàn)：

1.有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑不僅能發(fā)揮其有機(jī)組合的長(zhǎng)處而且又同時(shí)具備其無(wú)機(jī)組分的優(yōu)點(diǎn)，它的結(jié)構(gòu)使污染物容易進(jìn)入絮體，不僅用量少，成本低，而且絮凝效果好，產(chǎn)生污泥量少，同時(shí)不易受酸堿度和鹽類等影響，能夠解決使用單一絮凝劑無(wú)法較好的處理復(fù)雜污水體系的問題，但穩(wěn)定性欠佳，存在殘留有毒單體的問題，在以后的研究中應(yīng)著重解決。

2.有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑可以通過多種方法制備，如物理共混法、反相乳液聚合、原位聚合法和微量滴堿法。就絮凝劑穩(wěn)定性欠佳這一問題而言，原位聚合法制備的絮凝劑更加穩(wěn)定，較為適合作為以后研究的重點(diǎn)。

3.在水處理領(lǐng)域，對(duì)比有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑的傳統(tǒng)應(yīng)用方式，分步絮凝效果更好，同時(shí)有效地彌補(bǔ)了有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑穩(wěn)定性不佳和殘留有毒單體兩個(gè)不足，實(shí)際應(yīng)用時(shí)，可以考慮采用分步絮凝以取得更好的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]裴旋.耦合離子交換功能基團(tuán)的絮凝劑的混凝性能和機(jī)理研究[D]. 山東農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2014.

[2]張福哲.新型固砂膠結(jié)劑的合成及應(yīng)用研究[D]. 2004.

[3]李燕偉，滕厚開，靳曉霞，徐俊英，滕大勇，孫繼.高固含量P（AM-DMC）反相微乳液的制備及絮凝性能[J].工業(yè)水處理，2019，39（07）：46-49.

[4]魏玉偉.基于分子印跡的喹乙醇痕量殘留的提取及檢測(cè)方法研究[D]. 山東師范大學(xué)， 2011.

[5]鄒靜.新型無(wú)機(jī)—有機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑的制備及性能研究[D].北京化工大學(xué)，2012.

[6]姚彬，張文存，朱瑞龍，張玉榮.3-氨基丙基三乙氧基硅烷制備有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合絮凝劑[J].石化技術(shù)與應(yīng)用，2019，37（01）：18-21.