无机-天然有机复合絮凝剂的研究进展

周树辉，黄佳丽，刘 倩，蒙君荣

(百色学院 化学与环境工程学院，广西 百色 533000)

无机-天然有机复合絮凝剂的研究进展

周树辉，黄佳丽，刘 倩，蒙君荣*

(百色学院化学与环境工程学院，广西百色533000)

絮凝剂是水处理技术应用中的一种重要药剂，絮凝剂的研发对水处理技术的发展起着重要的推进作用。无机-天然有机复合絮凝剂是一类环保高效的新型复合絮凝剂，文章阐述了近年来无机-天然有机复合絮凝剂的研究现状，并对其今后的发展做出了展望。

水处理；无机-天然有机复合絮凝剂；高效

由于社会工业的快速发展，人们的生存环境日益恶化，尤其是作为生命之源的水资源不断遭受污染，已经逐渐危及到地球生物的生命活动。从现在人们对物质生活的追求而言，要想放慢社会工业的发展脚步已然成为困难，因此我们只能在尽力保护环境的同时不断发展环保科技，提高环保技术水平，以治理修复那些遭受污染破坏的环境。众所周知，我国是一个缺水大国，原本淡水资源就紧缺的我们，在水资源不断遭到污染破坏的今天，更是危在旦夕。因此，保护节约水资源，修复治理水资源迫在眉睫。随着废水的不断复杂化、多样化，对水处理技术的要求越来越高。在水处理技术中，絮凝法是一种应用广泛且效果优良的方法，在絮凝法中絮凝剂起着至关重要的作用，因此，研发高效环保絮凝剂是目前水治理领域研究的重点。无机-天然有机复合絮凝剂相比传统絮凝剂具有更多的优势，是一类环保高效的新型絮凝剂。文章阐述了其近年来的发展状况，期望能为其日后的研究应用提供一定参考依据。

1 国内对无机-天然有机复合絮凝剂的研究

无机-天然有机复合絮凝剂指的是一类以一种或几种具有一定絮凝性能的无机物与另外一种或几种具有一定絮凝性能的天然有机物进行复配得到的新型复合絮凝剂。此类絮凝剂因综合了无机絮凝剂和有机絮凝剂的优点且形成互补，其絮凝性能较好，且易生化降解，大大的降低了对环境造成二次污染的风险，是一类环保高效的新型絮凝剂，可以作为日后絮凝剂发展的一个重要方向。

目前关于无机-天然有机复合絮凝剂的报道，主要是以壳聚糖和以淀粉作为天然有机成分与无机成分进行复配制备的两类絮凝剂。方勇壳聚糖是一种有机高分子化合物，具有不溶于水、碱溶液及一般的有机溶剂,也不溶于硫酸和磷酸,但可溶于稀酸溶液的性质。壳聚糖是甲壳素脱去一乙酰基的衍生物,呈白色或淡黄色片状固体,或青白色粉粒。工业上一般通过化学方法先从虾壳或蟹壳中提取甲壳素，然后脱去其乙酰基得到壳聚糖。壳聚糖分子中因含有多个氢基和氨基等带孤对电子基团,使其在水中有着良好的鳌合、絮凝性能，另外由于它具有天然环保的特点,在目前水处理剂领域得到了广泛的研究与应用[1]。

薛永亮等[2]将聚硅酸铝铁与壳聚糖进行复合，制备出了絮凝性能佳且成本低的新型无机-有机复合絮凝剂。并将该絮凝剂用于造纸废水的处理实验，在投加量每500 mL为5 mL 时，其对废水浊度、色度和 COD 的去除率分别达94. 5%，61. 5%和78. 7%。刘剑锋[3]采用二烯丙基胺、壳聚糖、二甲基二烯丙基氯化铵、作为原料，过硫酸铵为引发剂，乙二胺四乙酸二钠为螯合剂，通过在水相介质中发生聚合反应合成了一种新型的季铵盐改性壳聚糖絮凝剂，考察其用量、pH 值、温度等相关因素对絮凝性能的影响。结果表明：合成的季铵盐改性壳聚糖絮凝剂在处理印染废水中脱色效果优良，当絮凝剂用量为100mg/L，废水温度为 45℃，pH值为4 时，絮凝效果最优，CODcr 去除率达到 78.1%，SS 去除率达到82.8%，色度去除率达到80.2%。 张倩[4]利用无机高分子絮凝剂聚合硫酸镁铝(PMAS)和天然有机高分子絮凝剂壳聚糖(CTS)进行复配，合成了新型的PMAS-CTS无机-有机复合絮凝剂。该复合絮凝剂同时具备聚合硫酸镁铝和壳聚糖絮凝剂的优点，使其在废水处理中性能更佳。PMAS-CTS复合絮凝剂对多种废水都具有很好的浊度去除效果，最高浊度去除率都能达到97%及以上；对不同废水色度的最高去除率在80%～90%之间；对生活污水、畜禽废水、造纸黑液的都有较好的COD去除效果，都可达到70%以上。其中对畜禽粪水的COD去除率可达88%，表明其对本底值高的水样有更好的处理能力。

淀粉可以看作葡萄糖的高聚体，其不仅来源丰富、无毒、可生化降解、成本较低，且自身具有较高的化学和生物稳定性，以及容易再生等优点，因此在废水处理研究领域得到广泛应用。

刘世磊[5]以马铃薯淀粉为天然有机高分子原料，将其改性为羧甲基马铃薯淀粉，再分别与氯化铝、硫酸亚铁、以及氯化铝和三氯化铁进行复合，分别制备出聚合氯化铝复合羧甲基淀粉絮凝剂(PAC-CMPS)、聚合硫酸铁羧复合甲基淀粉絮凝剂(PFS-CMPS)与聚合氯化铝铁复合羧甲基淀粉絮凝剂(PAFC-CMPS)，并对高浓度有机废水进行考察，即马铃薯淀粉废水中化学需氧量(COD)去除效果，结果表明：在最佳条件下三者对马铃薯淀粉废水的COD去除率分别达87.8%、 82.4%、77.9%。王友等[6]以玉米淀粉、硫酸铝和硫酸亚铁为原料制备出铁铝基淀粉复合絮凝剂。以高岭土浊水的浊度去除率为评价指标，通过单因素试验考察了淀粉加入量、反应温度和反应时间对复合絮凝剂絮凝性能的影响。并在此基础上，设计正交试验确定复合絮凝剂的最佳制备工艺。结果表明: 淀粉用量为 1.5 g，反应时间为 4 h，反应温度为 70 ℃ 时，絮凝效果最优，浊度去除率达到95% 。

2 结束语

从制备无机-天然有机复合絮凝剂的原料来看，因其采用的是淀粉或壳聚糖等天然有机物，原料不仅来源广泛且无毒无害。又因其自身综合了无机絮凝剂和有机絮凝剂的优势，具有无毒无害、易生化降解、絮凝性能佳等诸多优点。并且现在对无机-天然有机复合絮凝剂的报道还不多，所以无机-天然有机复合絮凝剂将会是今后絮凝剂发展的一个重要方向。不过无机-天然有机复合絮凝剂仍存在许多有待解决的问题，如其絮凝性能虽好但易受生化影响而失活，絮凝时产生的絮凝分子量不够大等。对此想对其日后的研究发展提出几点建议：

(1)制备无机-天然有机复合絮凝剂的原料淀粉和壳聚糖等虽来源广泛，但其获得工序繁琐，因此要设法优化原料淀粉和壳聚糖的制取工艺，降低原料获取成本。

(2)针对无机-天然有机复合絮凝剂在应用于废水时，易受废水中的微生物生化降解失活的不足，应设法增强其稳定性，而又不影响其在作用于废水后易生化降解的优势。

(3)设法增大其在作用于废水时产生的絮凝分子量，以获得更佳的絮凝性能。

(4)增加其对各类废水的絮凝效果研究，拓展无机-天然有机复合絮凝剂在废水处理领域的应用，扩大其应用范围。

[1] 方 勇.新型环保型复合絮凝剂的研制与应用研究[D].武汉：武汉理工大学,2007：14-16.

[2] 薛永亮，伍 钧，杨 刚，等.聚硅酸铝铁-壳聚糖复合絮凝剂的制备与应用[J].环境工程，, 2010 , 28 (2) :56-58.

[3] 刘剑锋.一种季铵盐改性壳聚糖絮凝剂处理印染废水的研究[J].化学工程与设备，2015(12)：62-65.

[4] 张 倩.聚合硫酸镁铝壳聚糖复合絮凝剂的制备及应用[D].四川：四川农业大学，2012：4-6.

[5] 刘世磊.改性淀粉复合絮凝剂的制备及絮凝性能研究[D].甘肃：西北师范大学，2012：7-8.

[6] 王 友，陈彩花.铁铝基淀粉复合絮凝剂的制备及性能研究[J].广州化工，, 2015 (23) :143-144.

(本文文献格式：周树辉，黄佳丽，刘倩，等.无机-天然有机复合絮凝剂的研究进展[J].山东化工，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

周树辉(1994—)，广西桂林人，大学本科，研究方向为化学工艺；通讯作者：蒙君荣(1989-)，女，广西南宁人，助教，研究方向为化学工艺。