高分子復(fù)合絮凝劑作用機(jī)理及在廢水處理中應(yīng)用的研究進(jìn)展

由于森林資源的有限與環(huán)境保護(hù)的迫切需求，廢紙?jiān)倩厥绽萌找媸艿街匾??；厥諒U紙代替原生紙漿造紙，已在全世界范圍獲得廣泛應(yīng)用[1]。尤其對(duì)于像我國(guó)這樣造紙?jiān)腺Y源十分短缺的國(guó)家，再生紙對(duì)制漿造紙工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展有著重要的意義[2]。而再生紙重復(fù)利用的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量廢水，如何對(duì)其進(jìn)行低成本高效處理成為再生紙循環(huán)利用的重要課題。通過(guò)對(duì)再生紙廢水的研究分析，其所含的污染物主要分為3類：①無(wú)機(jī)物，如懸浮物、無(wú)機(jī)填料等；②可生物降解的有機(jī)物，主要是半纖維素、低分子糖類以及有機(jī)酸等[3]；③色素類，如油墨、染料等。再生紙廢水可以在利用絮凝法除掉廢水中懸浮顆粒的同時(shí)去除絕大多數(shù)的有機(jī)雜質(zhì)。常規(guī)單一無(wú)機(jī)或有機(jī)高分子絮凝劑處理再生紙廢水效果一般，無(wú)法大幅度降低再生紙廢水處理成本[4]；而復(fù)合絮凝劑彌補(bǔ)了單一絮凝劑的不足，并簡(jiǎn)化了其投藥工藝。結(jié)合高分子復(fù)合絮凝劑的強(qiáng)電中和能力和高分子絮凝劑吸附架橋作用，發(fā)揮長(zhǎng)鏈大分子強(qiáng)烈地拖拉、網(wǎng)捕作用，達(dá)到了較好的絮凝處理效果[5]。目前，很多高分子復(fù)合絮凝劑產(chǎn)品已成功研發(fā)并投入使用，取得了不錯(cuò)的廢水絮凝處理效果。

1高分子復(fù)合絮凝劑絮凝機(jī)理

高分子復(fù)合絮凝劑是由兩種或兩種以上的絮凝劑復(fù)配而成，高分子復(fù)合絮凝劑包括無(wú)機(jī)高分子-無(wú)機(jī)高分子、無(wú)機(jī)高分子-有機(jī)高分子、有機(jī)高分子-有機(jī)有機(jī)高分子和微生物高分子復(fù)合絮凝劑等。

1.1無(wú)機(jī)高分子-無(wú)機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑絮凝機(jī)理

無(wú)機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑的主要成分是鋁、鐵、硅化合物。它們可以在結(jié)合前單獨(dú)羥基化，也可以在混合后再羥基化。形成復(fù)合材料的目的是進(jìn)一步提高無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的絮凝性能和穩(wěn)定性。無(wú)機(jī)高分子-無(wú)機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑主要是在聚鋁、聚鐵和聚硅酸等無(wú)機(jī)高分子絮凝劑制備過(guò)程中引入Fe3+、Al3+、Ca2+、Mg2+等陽(yáng)離子基團(tuán)的一種或幾種；這類高分子復(fù)合絮凝劑可以提供大量的多羥基絡(luò)合離子，能夠強(qiáng)烈吸附廢水中的陰離子膠體微粒，再通過(guò)電中和及卷掃作用將水體中帶負(fù)電的膠體污染物絮凝沉降；同時(shí)還發(fā)生了物理化學(xué)變化，中和膠體微粒及懸浮物表面電荷，降低了再生紙廢水的ζ電位，使膠體離子由原來(lái)的相斥變成相吸，從而使膠體微粒相互碰撞形成絮體沉降[6]。

1.2無(wú)機(jī)高分子-有機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑絮凝機(jī)理

無(wú)機(jī)高分子-有機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑的絮凝作用主要為高分子的橋聯(lián)作用，并且大多為高分子質(zhì)量線性聚合物，分子質(zhì)量高，官能團(tuán)多具有很強(qiáng)的吸附能力；再結(jié)合無(wú)機(jī)高分子絮凝劑強(qiáng)的電中和能力和有機(jī)絮凝劑吸附架橋作用，發(fā)揮長(zhǎng)鏈大分子強(qiáng)烈的拖拉、網(wǎng)捕作用，克服單一絮凝劑的不足，達(dá)到了較好的絮凝處理效果[7]。

1.3有機(jī)高分子-有機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑絮凝機(jī)理

兩種或兩種以上有機(jī)高分子聚合物復(fù)合使用，其作用機(jī)理主要除了單一高分子的橋聯(lián)吸附作用外，兩種有機(jī)高分子復(fù)合使用以發(fā)揮多種高分子聚合物的協(xié)同作用，達(dá)到提高絮凝作用和降低絮凝劑使用成本的目的。

1.4微生物高分子復(fù)合絮凝劑絮凝機(jī)理

微生物高分子復(fù)合絮凝劑是由一類微生物（許多微生物，包括藻類、細(xì)菌、酵母菌和真菌）產(chǎn)生，含有多糖、糖蛋白、蛋白質(zhì)和脂質(zhì)的細(xì)胞外生物聚合物，可將廢水中不易降解的固體懸浮顆粒凝聚和沉淀的特殊高分子代謝產(chǎn)物。

微生物高分子復(fù)合絮凝劑絮凝理論主要有莢膜學(xué)說(shuō)、纖維素纖絲學(xué)說(shuō)、電中和作用機(jī)理、疏水學(xué)說(shuō)和胞外聚合物架橋?qū)W說(shuō)等。莢膜學(xué)說(shuō)認(rèn)為細(xì)胞生長(zhǎng)過(guò)程中形成了黏性莢膜，可以黏連顆粒形成絮體；纖維素纖絲學(xué)說(shuō)認(rèn)為菌體外的纖絲直接參與了絮凝，纖絲把顆粒連結(jié)到一起，形成絮團(tuán)；疏水學(xué)說(shuō)認(rèn)為細(xì)菌表面的疏水性與絮凝過(guò)程相關(guān)，顆粒與細(xì)胞表面的疏水作用對(duì)細(xì)菌的黏附至關(guān)重要；胞外聚合物架橋?qū)W說(shuō)認(rèn)為細(xì)菌體外的聚合物是絮凝產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)，這些物質(zhì)與顆粒表面相互作用，從而產(chǎn)生絮凝作用[8]。總之，微生物高分子復(fù)合絮凝劑絮凝機(jī)理可以歸納為3種：電中和作用、橋聯(lián)作用和化學(xué)作用[9]。

2高分子復(fù)合絮凝劑在廢水處理中應(yīng)用的研究進(jìn)展

2.1無(wú)機(jī)高分子-無(wú)機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑

2.1.1聚鋁鹽無(wú)機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑

通過(guò)向無(wú)機(jī)高分子聚鋁鹽中引入SO42-、SiO32-等陰離子可以得到聚鋁鹽無(wú)機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑，主要產(chǎn)品有聚合硫酸氯化鋁（PACS）、聚合硅酸氯化鋁（PASiC）和聚合硅酸硫酸鋁（PASiS）[10]。聚硫酸鋁鹽中的SO42-可影響聚鋁鹽的結(jié)構(gòu)和增強(qiáng)其貯存穩(wěn)定性，聚硅酸鋁鹽中的聚硅酸對(duì)水中的膠體粒子具有很強(qiáng)的吸附架橋能力，鋁鹽通過(guò)水解形成系列帶正電荷的羥基鋁離子從而獲得很強(qiáng)的電中和能力，當(dāng)它們復(fù)合后，既可發(fā)揮電中和能力又能具備良好的吸附架橋能力[11]。

Gao等人[12]通過(guò)2種不同方法制備得到了一種新型無(wú)機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑聚合硅酸氯化鋁（PASiC）。研究表明，這2種方法制備的新型PASiC的絮凝性能、濁度和色度去除率均優(yōu)于傳統(tǒng)絮凝劑。劉占孟等人[13]以Al2(SO4)3、MgSO4、水玻璃為原料，采用復(fù)合共聚法制得聚硅酸鋁鎂（PSAM）絮凝劑，并以印染廢水為處理對(duì)象，對(duì)PSAM的絮凝性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，當(dāng)藥劑用量為0.6mmol/L時(shí)，絮凝效果最佳，除濁率、脫色率和COD去除率分別達(dá)到了88.99%、84.64%和68.77%。

2.1.2聚鐵鹽無(wú)機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑

近年來(lái)，研究者們開(kāi)展了對(duì)聚鐵鹽無(wú)機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑的制備及應(yīng)用的研究工作。聚鐵硅絮凝劑（PFSC）含有較多的具有良好凝聚效果的反應(yīng)性鐵和聚硅酸，在膠體的絮凝過(guò)程中可同時(shí)發(fā)生靜電中和、吸附架橋及網(wǎng)捕3種作用。聚鐵硅絮凝劑結(jié)合了聚硅酸和聚合鐵的優(yōu)點(diǎn)，其絮凝性能優(yōu)于單獨(dú)的聚硅酸和聚合鐵，而且具有原料來(lái)源廣、價(jià)格低廉、絮凝效果好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)還具有更好地去除高濁廢水濁度和低溫除濁性能，在造紙廢水處理中將有極大的應(yīng)用前景。許佩瑤等人[14]以鐵屑、鹽酸和硅酸鈉溶液為主要原料制備聚鐵和聚硅酸，并在不同硅鐵摩爾比的條件下制備出一系列聚鐵硅絮凝劑；將其應(yīng)用于紙箱生產(chǎn)廢水和衛(wèi)生紙生產(chǎn)廢水的處理實(shí)驗(yàn)可知，當(dāng)廢水pH值為8左右，硅鐵摩爾比1∶40的聚鐵硅復(fù)合絮凝劑用量為0.20g/200mL廢水時(shí)，有較好的絮凝效果。

Wang等人[15]以硅酸鈉、氯化鐵、硫酸亞鐵和氯酸鈉等常見(jiàn)無(wú)機(jī)物為原料，合成了2種新型聚硅酸鐵絮凝劑：聚硅酸氯化鐵（PFSiC）和聚硅酸硫酸鐵（PFSiS）。通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了其對(duì)微污染水的處理效果，并與市售聚合氯化鐵（PFC）進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，PFSiC或PFSiS對(duì)微污染水的濁度、有機(jī)物、總磷和總氮去除率較市售PFC高。Moussas等人[16]通過(guò)高嶺土腐殖酸懸浮液研究了聚合硅酸硫酸鐵（PFSiS）的絮凝效果，并以傳統(tǒng)鐵基絮凝劑硫酸鐵為參比對(duì)象進(jìn)行了絮凝效果對(duì)比。研究表明，PFSiS是一種非常有效的廢水3級(jí)處理絮凝劑，其絮凝性能顯著優(yōu)于傳統(tǒng)鐵基絮凝劑。

2.1.3聚鋁鐵鹽無(wú)機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑

廢水處理中，研究者發(fā)現(xiàn)聚鋁鹽的卷掃性能好、絮體大，但存在密度小、沉降慢的缺點(diǎn)，聚鋁鹽中引入密度較大的Fe3+成功解決了這個(gè)問(wèn)題。聚鋁鐵鹽無(wú)機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑兼具了鋁鹽良好卷掃性能和鐵鹽沉降速度快、水處理成本低的優(yōu)點(diǎn)。聚鋁鐵鹽無(wú)機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑的絮凝過(guò)程中可復(fù)合發(fā)生雙電層吸附、電中和、網(wǎng)捕卷掃和吸附絮凝架橋4種功效，處理效果均優(yōu)于任何單一絮凝劑[17]，廣泛應(yīng)用于造紙廢水處理。鄭振山等人[18]利用自制的新型鐵鋁鹽復(fù)合劑（HF）對(duì)桉木CTMP廢水進(jìn)行脫色實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，在pH值4~7、HF用量4~9mL/100mL廢水的條件下，HF可將CTMP廢水色度由18700C.U.降至80C.U.以下，取得良好的絮凝脫色效果。

劉永等人[19]針對(duì)某印染工業(yè)園廢水集中處理廠的印染廢水，選擇聚合氯化鋁鐵（PAFC）、聚合硫酸氯化鋁鐵（PAFCS）進(jìn)行絮凝預(yù)處理；與聚合氯化鋁（PAC）、聚合硫酸鐵（PFS）等常規(guī)絮凝劑相比，復(fù)合鋁鐵絮凝劑的處理效率高、投藥量低、污泥產(chǎn)量少。周靜等人[20]利用硫酸鐵、硫酸鋁、硅酸鈉和四硼酸鈉復(fù)合制得了新型復(fù)合絮凝劑聚硅硫酸硼酸鋁鐵（PFASSB），并分別用PAC、PAS和制得的PFASSB處理鋼廠焦化廢水。結(jié)果表明，PFASSB用量較少時(shí)對(duì)廢水中COD、濁度的去除率均高于PAC和PAS。

楊碩等人[21]制備了一種復(fù)合絮凝劑-聚合氯化硫酸鐵鋁（PAFSC），并將其應(yīng)用于造紙廢水的深度處理，研究了不同應(yīng)用條件下PAFSC對(duì)廢水處理效果的影響，并將其與Fenton氧化法和傳統(tǒng)絮凝劑進(jìn)行了對(duì)比，結(jié)果表明，PAFSC的絮凝效果接近Fenton氧化法的處理效果，明顯優(yōu)于兩種傳統(tǒng)絮凝劑聚合氯化鋁（PAC）和聚合硫酸鐵（PFS），其COD去除率相比PAC和PFS分別提高了11.7%和20.5%，色度去除率分別提高了2.1%和12.8%。

2.2無(wú)機(jī)高分子-有機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑

無(wú)機(jī)高分子-有機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑是指在一定條件下通過(guò)物理化學(xué)反應(yīng)改變了原有的成分組成，形成了一種新的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)高分子聚合物；生成這種復(fù)合體系需要復(fù)配組分能形成穩(wěn)定的互溶體系，同時(shí)各組分又能產(chǎn)生明顯的協(xié)同增效作用[22]。

2.2.1無(wú)機(jī)高分子-聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑

無(wú)機(jī)高分子與聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑絮凝機(jī)理主要是由聚丙烯酰胺的強(qiáng)架橋作用來(lái)協(xié)同增效無(wú)機(jī)高分子陽(yáng)離子強(qiáng)電中和作用和架橋作用[23]。

Moussas等人[24]研究了無(wú)機(jī)預(yù)聚合鐵基混凝劑聚硫酸鐵（PFS）與有機(jī)非離子聚合物聚丙烯酰胺（PAA）在不同的PAA/Fe(mg/L)和OH/Fe摩爾比下的反應(yīng)機(jī)理。PFS-PAA的主要絮凝機(jī)理是架橋機(jī)理。低濁或高濁高嶺土-腐植酸懸浮液的絮凝實(shí)驗(yàn)表明，在Zeta電位降低、渾濁度和有機(jī)物去除以及殘余鐵濃度方面，新型復(fù)合試劑PFS-PAA相較于簡(jiǎn)單的PFS具有更好的絮凝性能。Zou等人[25]以玉米淀粉（ST）、丙烯酰胺（AM）和（2-甲基丙烯酰氧基乙基）三甲基為原料，制備了一種新型無(wú)機(jī)高分子-有機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑CSSAD。研發(fā)表明，在相同用量（0.3%）下，CSSAD的絮凝性能優(yōu)于其他絮凝劑。2.

2.2無(wú)機(jī)高分子與殼聚糖復(fù)合絮凝劑

近年來(lái)，殼聚糖及其衍生物因其廣泛的應(yīng)用性、環(huán)境友好性、生物降解性和突出的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)作為絮凝劑在水處理中的應(yīng)用受到了廣泛的關(guān)注。通過(guò)用無(wú)機(jī)高分子對(duì)殼聚糖基絮凝劑的復(fù)合改性，可以得到結(jié)構(gòu)合理的殼聚糖類絮凝劑，在造紙廢水處理中具有很大的應(yīng)用潛力[26]。

Zeng等人[27]以殼聚糖、聚氯化鋁和硅酸鹽為原料，制備了一種新型復(fù)合殼聚糖絮凝劑。與傳統(tǒng)的PAC等絮凝劑相比，新型復(fù)合殼聚糖絮凝劑對(duì)水中COD、SS、Al3+的去除率分別提高了18.0%～23.7%、50.0%和61.2%～85.5%，降低了7%～34%的成本。因此，復(fù)合殼聚糖絮凝劑相比傳統(tǒng)絮凝劑具有更好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。王潤(rùn)楠等人[28]以硅酸鈉、硫酸鋁、殼聚糖（CTS）/食用淀粉（St）/羧甲基纖維素鈉（CMC）為主要原料制備了3種新型的無(wú)機(jī)高分子-有機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑，使用掃描電子顯微鏡對(duì)聚硅酸鋁-殼聚糖（PSilAl-CTS）、聚硅酸鋁-淀粉（PSiAlSt）、聚硅酸鋁-纖維素（PSiAl-CMC）的微觀形貌結(jié)構(gòu)特征進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，聚硅酸鋁-纖維素的絮凝性能最好，除濁率最高可達(dá)97.84%。

2.2.3無(wú)機(jī)高分子與聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDADMAC）復(fù)合絮凝劑

聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDADMAC)是一種高效陽(yáng)離子有機(jī)絮凝劑，正電荷密度較高，高效無(wú)毒，水溶性好，不易受環(huán)境影響。采用PDADMAC復(fù)合改性無(wú)機(jī)絮凝劑制備無(wú)機(jī)高分子-有機(jī)高分子絮凝劑已有一些報(bào)道[29-30]。熊麗麗等人[31]研究了聚硅酸鋁鐵-聚二甲基二烯丙基氯化銨(PSAF-PDADMAC)絮凝劑對(duì)造紙廢水絮凝性能。實(shí)驗(yàn)表明，PSAF-PDADMAC用量為0.8mL/mL廢水，其COD、色度、濁度、UV254的去除率分別為78.88%、92.06%、96.07%、79.12%。PSAF-PDADMAC比某商品PSAF的用量少，反應(yīng)速率快，絮體緊湊，處理效果好。

Gao等人[32]將PFC和PDADMAC進(jìn)行復(fù)配，在廢水pH值為7.5~10.5的范圍內(nèi)對(duì)分散藍(lán)和活性藍(lán)染料廢水的脫色率分別大于96%和98%，效果優(yōu)于PFC和PDADMAC分別投加的情況。Gao等人[33]還發(fā)現(xiàn)PFC-PDADMAC復(fù)合混凝劑處理溶解性染料時(shí)，PDADMAC先與其反應(yīng)形成微復(fù)合物以降低染料溶解性，然后通過(guò)Fe（Ⅲ）水解物種聚集成大顆粒絮體而去除。

Wang等人[34]以聚鐵鹽和聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDADMAC）為原料制備了新型復(fù)合絮凝劑。通過(guò)使用FeCl3和PDADMAC復(fù)合絮凝劑（FeCl3-PDAD?MAC）處理實(shí)際地表水或廢水樣品，并與FeCl3、PFC和PDADMAC進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，對(duì)于黃河地表水，PFC-PDADMAC的絮凝效率最高，而對(duì)于造紙中間廢水，F(xiàn)eCl3-PDADMAC的絮凝效率最高。

2.3有機(jī)高分子與有機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑

雙聚合物體系與使用單一聚合物相比，具有顯著的優(yōu)勢(shì)。預(yù)吸附聚合物有兩個(gè)重要作用：①為第二種聚合物提供吸附位置；②由于“位置阻塞”導(dǎo)致更大范圍的吸附構(gòu)象[35]，有機(jī)高分子與有機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑已經(jīng)成為高分子絮凝劑行業(yè)研究熱點(diǎn)。

2.3.1天然高分子與合成高分子接枝共混復(fù)合絮凝劑

天然高分子與合成高分子接枝共混復(fù)合絮凝劑，主要是天然高分子殼聚糖及其衍生物、纖維素及其衍生物和淀粉及其衍生物等天然高分子與合成高分子聚合物接枝共混構(gòu)成的復(fù)合高分子絮凝劑[36-38]。

Yang等人[39]制備了一種新型兩性化學(xué)鍵合復(fù)合絮凝劑（羧甲基殼聚糖接枝聚丙烯酰胺，簡(jiǎn)稱CMC-gPAM），并將其用于高嶺土懸浮液的絮凝。采用光散射結(jié)合分形理論，結(jié)合傳統(tǒng)的濁度和Zeta電位測(cè)量，系統(tǒng)評(píng)價(jià)了CMC-g-PAM在酸性、中性和堿性條件下的絮凝性能。

Wang等人[40]以硫酸鈰為引發(fā)劑，在超聲波輔助和常規(guī)加熱條件下，將二甲基二烯丙基氯化銨（DADMAC）接枝到殼聚糖上，合成了一種高效陽(yáng)離子絮凝劑殼聚糖-g-聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDADMAC）。與殼聚糖、聚丙烯酰胺（PAM）、陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（CPAM）相比，制備的殼聚糖-gPDADMAC對(duì)活性污泥具有良好的絮凝性能。Ren等人[41]以硝酸鈰（IV）銨（CAN）為引發(fā)劑，在均相水溶液中成功地合成了魔芋葡甘露聚糖接枝聚（2-甲基丙烯酰氧乙基）三甲基氯化銨（KGM-g-PDMC）陽(yáng)離子復(fù)合絮凝劑，研究發(fā)現(xiàn)，KGM-g-PDMC能有效去除高嶺土懸浮液等帶負(fù)電荷的污染物。

Wang等人[42]以過(guò)硫酸鉀為引發(fā)劑，通過(guò)聚（2-甲基丙烯酰氧乙基）三甲基氯化銨（PDMC）接枝淀粉，合成了一種水溶性高分子絮凝劑STCG-g-PDMC。制備的STCG-g-PDMC對(duì)高嶺土懸浮液的絮凝性能優(yōu)于淀粉和聚丙烯酰胺。

Das等人[43]制備了聚丙烯酰胺接枝羥丙基甲基纖維素（HPMC-g-PAM）高性能高分子絮凝劑，并采用絮體尺寸測(cè)定法和傳統(tǒng)的濁度和沉降速度測(cè)定法對(duì)高嶺土和鐵礦石兩種不同的合成廢水進(jìn)行了絮凝特性評(píng)價(jià)。絮凝實(shí)驗(yàn)表明，與堿性多糖相比，HPMC-g-PAM基絮凝劑具有更好的絮凝效果。

2.3.2合成高分子與合成高分子接枝共混復(fù)合絮凝劑

合成高分子及其接枝共混復(fù)合絮凝劑主要是由不同離子性質(zhì)的聚丙烯酰胺與PDADMAC、聚胺、PAE等合成高分子接枝共混形成的高分子復(fù)合絮凝劑。

呂文彬等人[44]采用陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（CPAM）單獨(dú)或與陰離子聚丙烯酰胺（APAM）、非離子聚丙烯酰胺（NPAM）復(fù)合，然后對(duì)造紙廢水處理污泥進(jìn)行調(diào)質(zhì)，通過(guò)測(cè)定比阻來(lái)評(píng)估絮凝效果。結(jié)果表明，CPAM用于造紙污泥調(diào)質(zhì)脫水時(shí)吸附架橋作用大于電中和作用；當(dāng)與APAM或NPAM復(fù)合使用時(shí)均能節(jié)省CPAM的用量；與APAM復(fù)合時(shí)對(duì)脫水能力的改善效果要好于與NPAM復(fù)合時(shí)的效果，但在使用過(guò)量的情況下不利于污泥脫水，而此時(shí)使用NPAM帶來(lái)的負(fù)面影響要小于使用APAM。

Razali等人[45]研究了不同分子質(zhì)量PDADMAC對(duì)聚丙烯酰胺的協(xié)同增效作用，發(fā)現(xiàn)PDADMAC有機(jī)高分子的添加可以大幅提高聚丙烯酰胺對(duì)造紙廢水中的微細(xì)顆粒物的絮凝作用。

2.4微生物高分子復(fù)合絮凝劑

微生物高分子絮凝劑具有應(yīng)用范圍廣、絮凝活性高、安全無(wú)毒、不污染環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)；但同時(shí)存在產(chǎn)量小、生產(chǎn)成本高的缺點(diǎn)；通過(guò)與其他高分子絮凝劑復(fù)合使用可以克服微生物絮凝劑自身缺點(diǎn)[46]；通過(guò)微生物高分子絮凝劑與化學(xué)絮凝劑復(fù)配使用可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，既提高絮凝效率，還降低總絮凝劑的用量。

2.4.1無(wú)機(jī)高分子與微生物高分子復(fù)合絮凝劑

將微生物高分子絮凝劑與聚合氯化鋁（PAC）復(fù)合使用，利用PAC的高陽(yáng)離子度，通過(guò)電中和作用吸附大量陰離子微粒，再通過(guò)微生物高分子絮凝劑的架橋作用快速絮凝沉降。

Huang等人[47]采用微生物絮凝劑MBFGA1與PAC復(fù)配的方法，對(duì)絮凝水處理過(guò)程中鋁的殘留進(jìn)行了控制。采用熒光分光光度法結(jié)合不同的預(yù)處理方法，對(duì)鋁殘留進(jìn)行了種類劃分和濃度測(cè)定。結(jié)果表明，MB?FGA1的加入可以有效地消除鋁的殘留。Ni等人[48]以復(fù)合生物絮凝劑（CBF）和聚合氯化鋁（PAC）為原料，在不同的PAC/CBF體積比、堿度（[OH]/[Al]比）和聚合方式下制備復(fù)合生物絮凝劑：復(fù)合聚合（PACCBF）和共聚合（PCBFAC）。研究了不同濃度高嶺土懸浮液的雙混凝劑絮凝效果。結(jié)果表明，復(fù)合生物絮凝劑顯著提高了絮凝效率。Guo等人[49]以稻草為原料，研究了生物絮凝劑的制備及其在污泥脫水中的應(yīng)用潛力。研究表明，生物絮凝劑的產(chǎn)生與細(xì)胞生長(zhǎng)呈正相關(guān)，同時(shí)使用生物絮凝劑和PAC可進(jìn)一步提高污泥脫水性能。

2.4.2有機(jī)高分子與微生物高分子復(fù)合絮凝劑

有機(jī)高分子與微生物高分子復(fù)合絮凝劑主要是由陽(yáng)離子聚丙烯酰胺與微生物高分子復(fù)合使用，作用機(jī)理主要是通過(guò)陽(yáng)離子聚丙烯酰胺的陽(yáng)離子電中和作用、架橋作用協(xié)同增效微生物高分子的架橋絮凝作用[50]。Guo等人[51]研究了生物絮凝劑MBFGA1作為污泥脫水調(diào)節(jié)劑，采用響應(yīng)面法（RSM）研究了復(fù)合材料對(duì)污泥脫水過(guò)程的強(qiáng)化作用。MBFGA1和聚[丙烯酰胺（2-甲基丙烯酰氧乙基）-三甲基氯化銨]，縮寫為P（AM-DMC）。研究表明，采用MBFGA1和P（AM-DMC）復(fù)合使用，提高污泥的脫水性能是可行和有意義的。

2.5新型多元復(fù)合絮凝劑

將3種或3種以上的高分子絮凝劑通過(guò)共混、共聚或接枝形成一種含3個(gè)以上絮凝活性中心的絮凝劑稱為多元復(fù)合絮凝劑，該類復(fù)合絮凝劑具有官能團(tuán)多、協(xié)同作用強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)；可以處理復(fù)雜工業(yè)廢水，也可以用于處理造紙廢水。

Lin等人[52]將硅、鋁、鐵接枝到淀粉主鏈上，合成了一種新型的硅-鋁-鐵復(fù)合淀粉絮凝劑。采用傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）、掃描電子顯微鏡、X射線衍射和熱重分析等方法對(duì)合成的淀粉絮凝劑進(jìn)行了表征。Yang等人[53]針對(duì)合成染料廢水處理中形成的絮體聚集過(guò)程和絮體特性，研究了不同OH/Fe比、Fe與有機(jī)ECH-DAM質(zhì)量比和交聯(lián)劑聚合氯化鐵-聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺（PF-ECH-DAM）復(fù)合絮凝劑。Wang等人[54]將復(fù)合絮凝劑聚氯化鋁-表氯醇-二甲胺（PACEPI-DMA）混凝/絮凝工藝用于處理陰離子偶氮染料（活性艷紅K-2BP染料）。由于PAC和EPI-DMA聚合物的共同作用，黏度為2400mPa?s的中間產(chǎn)物PACEPI-DMA通過(guò)吸附架橋和電荷中和的方式具有較高的脫色效率，可在低用量下達(dá)到較高的活性染料去除效率。張?zhí)m河等人[55]研究了殼聚糖/聚合氯化鋁/聚丙烯酰胺(CTS/PAC/PAM)復(fù)合絮凝劑的制備方法，考察了絮凝劑用量、pH值、攪拌速率和攪拌時(shí)間等因素對(duì)造紙廢水COD和濁度去除效果的影響。結(jié)果表明，CTS/PAC/PAM多元復(fù)合絮凝劑具有明顯的環(huán)境效益與經(jīng)濟(jì)效益。

3結(jié)語(yǔ)與展望

高分子復(fù)合絮凝劑的研究近年來(lái)發(fā)展迅速，在其性能、絮凝機(jī)理等研究成果基礎(chǔ)上研發(fā)出了一些新型、高效的高分子復(fù)合絮凝劑，取得較好的應(yīng)用效果。但在去除廢水懸浮和溶解雜質(zhì)、重金屬以及顏色或染料分子方面的性能仍然有較大提升空間。同時(shí)高分子復(fù)合絮凝劑在應(yīng)用范圍、能源消耗、技術(shù)可操作性、投資運(yùn)行費(fèi)用等方面還存在著一定的局限性[56]。為了研發(fā)出新型、高效、無(wú)毒的高分子復(fù)合絮凝劑，科研者們?cè)诟叻肿訌?fù)合絮凝劑的品種、制備、性能、絮凝和作用機(jī)理等方面還有很多工作需要做。尤其開(kāi)發(fā)一些針對(duì)再生紙廢水不同水質(zhì)特征而調(diào)整功能官能團(tuán)結(jié)構(gòu)的功能性復(fù)合絮凝劑，充分發(fā)揮各組分的協(xié)同效應(yīng)，使其具有更加優(yōu)異的絮凝性能、更低的應(yīng)用成本和更寬的應(yīng)用范圍，從而為高分子復(fù)合絮凝劑又快又好的發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

來(lái)源：《中國(guó)造紙》：http://12-baidu.cn/w/zw/24523.html