摘要：聚合氯化鋁（PAC）與有機高分子絮凝劑復合應用能提高出水水質，減少PAC用量。本文對PAC與殼聚糖（CTS）、羧甲基馬鈴薯淀粉（CMPS）、滸苔多糖（Ep）、海藻酸鈉（SA）、非離子型聚丙烯酰胺（PAM）、陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）、聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDMDAAC）、聚環氧氯丙烷胺（EPI-DMA）八種有機高分子絮凝劑復合應用現狀、絮凝機理做了綜合評述，對無機-有機高分子絮凝劑復合應用進行了展望。

聚合氯化鋁（PAC），是20世紀60年代末發展起來的無機高分子絮凝劑，是目前市場上工藝較為成熟、應用較廣、銷量較大的水處理劑，具有用量少、除濁高、污泥少、對出水pH影響小、絮體形成快等優點。PAC電中和能力強，但形成的絮體較小，污泥中含有金屬離子。有機高分子絮凝劑可分為天然有機高分子改性絮凝劑和合成有機高分子絮凝劑兩大類，具有加藥少、絮凝快、污泥量少、適用范圍廣等優點，并能去除水體中部分有機物和無機物。應用中常將PAC與有機高分子絮凝劑進行復合使用，以達到較好的出水水質。

1 PAC與天然有機高分子改性絮凝劑復合應用現狀

天然有機高分子改性絮凝劑主要從農副產品及部分低等植物提取的有機高分子經化學改性而來，具有活性基團多、結構多樣、原料豐富、無毒、價格低廉、可再生、可降解等優點，具有巨大的開發潛力。

1.1 PAC-CTS復合應用

殼聚糖（CTS），由存在于甲殼動物、昆蟲表皮和軟體動物的骨骼中的甲殼素脫乙酰基改性制得，是一種陽離子型高分子絮凝劑，無毒，可降解，可再生，易溶于酸，具有吸附性、絮凝性，可作為飲用水凈化劑。張文藝等叫對自制的PAC-CTS復合絮凝劑表征發現：PAC以晶體結構嵌入CTS結構中，這種結構更有利于吸附架橋和網捕作用。藍藻沼液廢水處理實驗表明：PAC-CTS復合絮凝劑可使濁度、CODcr、TP的去除率分別達到98.15%、67.78%、84.05%。劉玉婷等叫將其用于含Cr6+廢水處理，絮凝表現優異，Cr6+的去除率達95%以上。PAC-CTS絮凝機理為架橋和吸附電中和，與PAC相比，具有處理效率高、適用范圍廣、殘留鋁含量低等特點。目前，PAC-CTS復合絮凝劑廣泛地應用在飲用水處理、河流湖泊污染處理、印染造紙等工業廢水處理。

1.2 PAC-CMPS復合應用

羧甲基馬鈴薯淀粉（CMPS），由馬鈴薯淀粉通過化學改性而得，無毒、可生物降解。劉世磊等對自制的PAC-CMPS復合絮凝劑分析發現：該復合絮凝劑兼有無機和有機的功能特性。將其用在馬鈴薯淀粉廢水處理，CODCr去除率87.8%以上，可應用于食品行業或其他行業高濃度有機廢水的處理。

1.3 PAC-Ep復合應用

滸苔多糖（Ep）是一種從滸苔提取的糖類物質，可用作混凝過程中助凝劑，無毒無害，可生物降解。PAC-Ep復合使用能提高出水水質，并對納米重金屬顆粒和重金屬離子有較好的去除效果。研究表明：PAC-Ep復合應用可發揮PAC電性中和作用及Ep的吸附架橋功能，同時Ep上的-OH因強絡合作用對水中溶解的重金屬離子具有吸附作用，在重金屬離子廢水處理中有很大的應用前景。

1.4 PAC-SA復合應用

海藻酸鈉（SA）是一種從褐藻類海帶或馬尾藻中提取的多糖碳水化合物，具有親水性、膠凝性、耐油性、成膜性、穩定性等特點。武彩紅研究發現：PAC-SA絮凝機理主要是SA的線性結構和暴露的羧基、羥基等基團加強了絮凝劑與懸浮物形成配位鍵的能力，起到了吸附架橋的作用，從而促進了絮凝。在“混凝-超濾”實驗中，復合絮凝劑的使用可以增加膜通量，減小膜污染，提高去除效果。薛楠研究發現：PAC-SA會形成“egg-box”網狀結構，能顯著提高絮體生長速度、增大絮體粒徑。通過對納米TiO2模擬水樣的“混凝-超濾”研究表明：相較于PAC，PAC-SA的加入可以通過減輕膜阻力的方式減少膜污染。PAC-SA復合絮凝劑易生物降解，無二次污染，有較好的抗剪切力作用和恢復能力，具有脫色效果，并能提高對濁度和DOC（溶解性有機碳）的去除率，增加膜的壽命。在印染廢水和深度處理中有著廣泛的應用前景。

2 PAC與合成有機高分子絮凝劑復合應用現狀

有機高分子絮凝劑主要有陽離子型、陰離子型和非離子型三種。水體中污染顆粒表面通常帶負電，陽離子型高分子絮凝劑更容易使體系脫穩，應用效果更好。

2.1 PAC-PAM復合應用

非離子型聚丙烯酰胺是常用的高分子絮凝劑之一，其作用機理以顆粒之間吸附架橋為主，能加速顆粒沉淀。鄧磊等叫通過依次加入PAC、PAM處理鉆井液廢水，在較佳條件下，其CODcr去除率達81.92%，濁度去除率可達84.35%。研究表明：PAC-PAM復合使用處理制藥廢水的效果明顯優于單一絮凝劑，溫度、pH、投加量、反應時間是影響絮凝的主要因素，在較佳條件下，其CODcr去除率達71.6%，脫色率高達88.7%。PAC-PAM復合使用作用機理主要是PAC的高正電荷密度和PAM網捕橋聯協同作用的結果，在實際應用過程中，PAC-PAM的投加量應根據具體水質而定，PAM投加量過高反而增加COD。黃菁等直接將PAM與PAC制備成復合藥劑，研究發現：PAC-PAM復合絮凝劑水解產物具有分支狀長鏈結構，帶有更多正電荷，其電中和及吸附架橋作用顯著增強，用于處理長江水可使濁度降到4NTU以下。綜上所述，PAC-PAM復合型絮凝劑具有沉降性能好，沉降時間短，適用水質范圍廣等特點，能顯著提高CODcr、TN、TP的去除率，在造紙廢水、工業廢水、含油廢水、制藥廢水、生活污水和污泥脫水等方面多有應用。

2.2 PAC-CPAM復合應用

陽離子聚丙烯酰胺(CPAM），帶有多種活潑基團的陽離子高分子絮凝劑，具有水溶性好、溶解快、高效等優點。馬江雅等采用響應曲面法對PAC與CPAM復配處理模擬高嶺土廢水的實驗進行優化：在PAC投加量38.39mg/L，CPAM投加量1.09mg/L，攪拌時間9min，pH=5.18條件下，濁度去除率達99%。路明等實驗表明：PAC-CPAM復合應用對污泥脫水也有較好的效果，能明顯降低污泥比阻，提高污泥脫水性能。PAC-CPAM復合使用能有效發揮PAC的電中和和CPAM的吸附架橋作用，對高濁度污水和污泥有較好的處理效果。

2.3 PAC-PDMDAAC復合應用

聚二甲基二烯丙基氯化銨，是一種水溶性陽離子高分子聚合物，無毒，具有分子量大，適用范圍廣，吸附能力強，污泥量少，產品穩定性好等優點。但其價格高，較佳投藥范圍窄。陸蘭英叫將PAC與PDMDAAC制成復合藥劑，通過紅外、掃描電鏡表征發現：PAC與PDMDAAC發生了化學鍵位作用，復合絮凝劑結合了PAC和PDMDAAC的結構，使得其比表面積增加，分層結構明顯，吸附架橋能力增強。試驗表明：相同條件下復合絮凝劑效果明顯優于單一PAC。PDMDAAC的加入影響了絮凝劑的鋁形態分布和電荷特性，并對各種水質的混凝效果均有提高。絮凝機理主要以電中和作用為主，專屬吸附次之。對嘉陵江原水進行混凝的實驗表明：TOC去除率較單一PAC可提高40%，并能去除高達98%的藻類。PAC-PDMDAAC復合絮凝劑較佳pH范圍廣，在脫濁、除藻、去除污染物、減少鋁鹽投加量、降低殘留鋁濃度等方面表現優異。

2.4 PAC-EPI-DMA復合應用

聚環氧氯丙烷胺，由環氧氯丙烷和二甲胺合成，屬于陽離子型高分子絮凝劑，對pH適應性強，但絮凝性能受無機鹽影響較大。王元芳將PAC與EPI-DMA制成復合絮凝劑，通過透射電鏡觀察發現：復合絮凝劑形成了密集的網狀結構，說明PAC與EPI-DMA之間有相互作用，而并非簡單的物理混合。對模擬染料廢水混凝實驗的研究表明：該復合絮凝劑作用機理主要以吸附架橋為主，電中和為輔，適用pH范圍寬，堿性條件下脫色效果好。是一種高效節約的絮凝劑，在中等粘度，低有機物含量時可獲得較高的脫色效率。

3 結論與展望

PAC與高分子絮凝劑復合應用可提高絮凝效果、拓寬使用范圍、減少無機藥劑投加量。PAC起電中和作用，復合應用的效果還依賴于高分子絮凝劑的選擇。天然高分子改性絮凝劑具有價格低廉、無毒、可生物降解、可再生、環境友好等優點，但其絮凝效果較差、易降解失效、不耐儲存；合成有機高分子絮凝劑具有絮凝效果好、性能穩定、可長期儲存等優點，但其價格高、部分單體有毒、對環境有一定危害。

在今后的研究中，重點應注重如下方面：

(1)天然高分子改性絮凝劑重點應放在提升性能和長期儲存上；

(2)合成有機高分子絮凝劑重點應放在降低成本和環境友好上；

(3)借助于生物工程和基因工程的發展進步，微生物絮凝劑也是研究的重要方向。