絮凝劑在水處理中可發(fā)揮極其重要的作用 〔1〕，但單一絮凝劑存在一定不足。無機-有機復合絮凝劑是在單一絮凝劑的基礎上發(fā)展起來的，可在降低處理成本的同時提高絮 凝效果 ，逐漸成為絮凝劑的研究熱點 〔2, 3,4〕。
目前國內外對鋁系絮凝劑的研究已積累了一定成果，但近期有研究發(fā)現(xiàn)鋅鹽是一類極好的緩蝕劑 ，它成膜快、成本低〔5, 6〕，由其組成的含鋅絮凝劑除具有安全、無腐蝕等優(yōu)點外 ，凝聚沉降速度比鋁鹽絮凝劑更快，且沉淀物含水 率更低 。 但有部分研究指出鋅鹽絮凝劑對 COD 和色度的去除效果沒有 鋁鹽絮凝劑理想 〔7, 8, 9〕。 而且以小分子鋅鹽和鋁鹽作絮凝劑時 ，雖然其含有大量 Zn2+和 Al3+，水解產(chǎn)物能使水中膠體雜質脫穩(wěn)并發(fā)生電 中和凝聚作用 ，但因其分子鏈較短，產(chǎn)生的卷掃作用有限，不能形成大的絮體。
針對這種情況，筆者將鋅鹽與有機高分子絮凝劑聚丙烯酰胺進行復合制得無機 - 有機復合絮凝劑 。該絮凝劑既具有很強的電中和能力 ，又有長鏈網(wǎng)狀大分子的強烈架橋網(wǎng)捕作用，在保持凝聚沉降快 、沉淀物含水率低的同時，絮凝脫色和去除 COD 效果也有較大提高。 筆者以高嶺土懸濁液的濁度去除率為考察指標，研究了復合絮凝劑的絮凝效果并得到最佳的制備條件。
1 實驗材料與儀器
1.1 實驗水樣
實驗所用水樣為自配的高嶺土廢水 ( 質量濃度為2 g/L)。
1.2 試劑與儀器
試劑：聚丙烯酰胺 ( 非 離 子 型 ，相對分子質量 200 萬~1 400 萬 )、 氯化鋅、 氯化鋁 、 氯化鐵、 硫脲、 濃鹽酸( 質量分數(shù)為 36%)、 硫酸肼、 六次甲基四胺 、 氫氧化鈣，均為分析純; 高嶺土，化學純。
儀器 ： FA2004N 電子分析天平 ( 國華電 器 有 限公司 )，pHS-3C 型 pH 計( 上海天達儀器有限公司 )， 90-1 型恒溫磁力攪拌器( 金壇市杰瑞爾電器有限公司 )，HH-2 型恒溫水浴鍋 ( 金壇市杰瑞爾電器有限公司 )，TU-1901 雙光束紫外可見分光光度計 ( 北京普析通用儀器有限責任公司 ) 。
2 復合絮凝劑的制備及實驗方法
2.1 復合絮凝劑的制備
將一定量的超純水加熱到 60~80 ℃，緩慢加入聚丙烯酰胺 ，攪拌均勻至其全部溶解。將鹽酸加入到超純水中攪勻 ，再加入氯化鋅和氯化鋁 ，攪勻 。 將上述兩種溶液混勻后放置待用 。
2.2 實驗方法
取 500 mL 高嶺土廢水，用氫氧化鈣調節(jié)到所需 pH 后 ，加入一定量的鋅基復合絮凝劑 ，先快速攪拌 1 min，再慢速攪拌 5 min，靜置 15 min 后取上清液，用分光光度法測定其濁度 。
3 結果與討論
3.1 ZnCl2 加入量對絮凝效果的影響
在 AlCl3 加入量為 15%( 質量分數(shù) ，下同 )，PAM 加入量為 0.01%，HCl 加入量為 4%的條件下 ，改變 ZnCl2 加入量分別為 6%、8%、10%、12%、14%、16%、 18%，合成絮凝劑 ，考察 ZnCl2 加入量對絮凝性能的影響 ，結果如圖 1 所示。
圖 1 ZnCl2 加入量對絮凝劑絮凝效果的影響
由圖 1 可以看出，隨著 ZnCl2 加入量的增加 ，復合絮凝劑的除濁率先升高后下降 。ZnCl2 加入量為 10%時絮凝劑的絮凝效果最好，其對高嶺土廢水的除濁率達到 98.5%。這是因為適量的 Zn2+有利于網(wǎng)狀物及片狀物的形成，加強了絮凝劑的吸附架橋和網(wǎng)捕作用 ，從而改善絮凝效果。
3.2 AlCl3 加入量對絮凝效果的影響
在 PAM 加入量為 0.01% ，HCl 加入量 為 4% ， ZnCl2 加入量為 10%的條件下，改變 AlCl3 加入量分別至 5%、10%、15%、20%、25%、30%，合成絮凝劑 ，考察 AlCl3 加入量對絮凝性能的影響 ，結果見圖 2。
圖 2 AlCl3 加入量對絮凝劑絮凝效果的影響
圖 2 表明 ，絮凝劑中的 AlCl3 加入量為 10%時的除濁率最高，為 99.45%。 AlCl3 用量過多時，污水中的膠體易吸附大量鋁離子而帶正電荷，與絮凝劑間會發(fā)生排斥作用，不利于絮凝劑對膠體的吸附。 而 AlCl3 加入量較小時，絮凝劑的電中和性較弱，也會降低絮凝效果。
3.3 PAM 加入量對絮凝效果的影響
固定絮凝劑中的 ZnCl2 加入量 為 10% ，AlCl3 加入量為10% ，HCl 加入量 為 4% ，改 變 PAM 加入量分別為 0.005% 、0.01% 、0.015% 、0.02% 、0.025% 、 0.03% 、0.04% ，合成絮凝劑 ，考察 PAM 加入量對絮凝性能的影響 ，如圖 3 所示。
圖 3 PAM 加入量對絮凝劑絮凝效果的影響
由圖3可以看出，PAM 加入量為 0.015% 時的絮凝效果最好，除濁率可達 99.43% 。 這是因為 PAM 達到一定量時，復合絮凝劑與絮體之間不僅產(chǎn)生架橋和網(wǎng)捕作用，高分子之間還會形成三維網(wǎng)狀的大絮體，從而有利于沉淀分離。但此時若繼續(xù)增加 PAM 用量，這種高分子間的相互作用將會消失。
3.4 HCl 加入量對復合絮凝劑絮凝效果的影響
固定絮凝劑中的 ZnCl2 加入量為 10% ，AlCl3 加入量為 10% ，PAM 加入量為 0.015% ，改變 HCl 加入量分別為 1% 、2% 、3% 、4% 、5% 、6% 、7% ，合成絮凝劑 ，考察 HCl 用量對絮凝劑絮凝性能的影響 ，結果如圖 4 所示 。
圖 4 鹽酸加入量對絮凝劑絮凝效果的影響
由圖 4 可見，HCl 用量對除濁率的影響較小，絮凝效果總體較為理想。制備過程中加入 HCl 是為了防止絮凝劑在制備 和儲存過程中無機鹽部分 ( 即氯化鋅和氯化鋁 ) 發(fā)生水解，而加入一定量的 HCl 即可達到此效果。HCl 加入量為 3%時的絮凝效果較好，除濁率最高為 99.2% 。
3.5 絮凝沉降性能比較
為了驗證所制備鋅基復合絮凝劑的效果，采用同樣方法制備了鋁鹽復合絮凝劑和鐵鹽復合絮凝劑。在上述最優(yōu)條件下，分別用鋁鹽復合絮凝劑 、鐵鹽復合絮凝劑和鋅基復合絮凝劑進行試驗，測定不同沉降時 間 內的上清液高度，結果如圖5 所示 。
圖 5 3 種絮凝劑的性能比較
由圖 5 可知，鋅基復合絮凝劑的污泥沉降速度較鋁鹽復合絮凝劑和鐵鹽復合絮凝劑的要快。經(jīng)分析認為這是由于鋅離子具 有更優(yōu)的吸附與凝聚作用。此外從實驗現(xiàn)象看，加入鋅基復合絮凝劑形成的絮體大且密實，沉降速度快，而加入其他 2 種絮凝劑形成的絮體小，沉降速度慢 。這也說明鋅基復合絮凝劑的絮凝沉降性能較佳 。具體參見http://www.northcarolinalenders.com更多相關技術文檔。
4 結論
實驗研究表明，以氯化鋅 、氯化鋁 、鹽酸和聚丙烯酰胺為原料制備出的鋅基復合絮凝劑具有良好的絮凝效果 ，除濁率可以滿足工業(yè)應用要求 。
(1)在鋅基復合絮凝劑的制備過程中，AlCl3、PAM 和 ZnCl2 的用量對復合絮凝劑的絮凝效果有直接影響 。 ZnCl2、AlCl3、PAM 的最佳加入量分別為絮凝劑質量的 10%、10%、0.015%。 HCl 用量對絮凝劑的絮凝效果影響不是很明顯 。
(2)鋅基復合絮凝劑的沉降性能要優(yōu)于鋁鹽復合絮凝劑和鐵鹽復合絮凝劑 。
