目前，水处理的主要方法包括吸附、过滤、膜 分离、生物处理、絮凝沉淀等。其中，絮凝法具有 操作简单而有效的优点，成为水处理的重要手段m。 在给水与废水处理中，絮凝技术得到广泛的应 用，其中最关键的是絮凝剂的开发。我国目前使 用的絮凝剂主要有无机、有机、微生物和复合四 大类[2]。
自从20世纪60年代，聚合氯化铝（PAC)问 世以来，以其优于传统无机絮凝剂如硫酸铝、氯 化铁的性能而得到广泛应用，随之发展了一系列 改进品种，如聚合氯化铝铁、聚合硅酸铝铁、聚合 硅酸锌铁等。但是，它们的相对分子质量和粒度 大小以及絮凝、架桥能力仍比有机絮凝剂差。因 此，将无机、有机絮凝剂各自优势结合的复合絮 凝剂应运而生[3]。
刘明华等以铁盐和铝盐及有机胺等为原料， 研制出一种两性复合絮凝剂F-1。该絮凝剂在用 量为300 mol.L-1时，对制药废水COD、SS、色度 的去除率分别达到了 69.7%、96.4%、87.5%，性能 明显优于PAM、PAC等单一絮凝剂[4]。汤心虎等用 无机高分子絮凝剂AF2GO与阴离子PAM复合 后处理活性艳红K-2BP废水，当投加量为750 mol.L -1时，脱色率达99%，上清液基本无色[5]。总 之，无机-有机复合絮凝剂改善了上述单一絮凝 剂的不足，强化了电中和、吸附架桥等絮凝性能， 提高了絮凝效率。
本文以聚合硅酸锌和聚合丙烯酰胺物理复 合，制备有机-无机复合絮凝剂，通过模拟水样和 几种废水的絮凝实验，考察了制备条件和絮凝性 能，旨在为该种新型水处理剂的工业应用提供理 论依据和技术支持。
1实验部分
1.1试剂及仪器
BS224S电子天平（北京塞多利斯仪器系统有 限公司）；HJ-1型磁力搅拌器（上海浦东荣丰科学 仪器有限公司）;VIS-721分光光度计（北京第二 光学仪器厂）;PHS-3C精密pH计(上海雷磁仪器 厂）；HJ-1型磁力加热搅拌器（巩义市英峪予华仪 器厂）。
ZnS〇4• 7H2〇 (分析纯，北京化学试剂三厂）； Na2Si〇3_9H〇(分析纯，天津市福晨化学试剂厂）； H2S〇4(分析纯，天津市华东试剂厂）；高岭土（国药 集团化学试剂有限公司）；聚丙烯酰胺（分析纯， 天津市科密欧试剂有限公司）；去离子水（自制）； 印染废水（许昌阳光印染厂）；油脂废水（许昌植 物油厂）；烟草废水（河南中烟许昌烟草薄片公 司）；化工废水(河南豫辰精细化工有限公司）。
1.2絮凝剂的配制
聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂：称取1 g聚丙烯 酰胺加人蒸馏水至200 mL，搅拌溶解，配制成质 量浓度为5 mg.mL-1的溶液问。
聚硅酸锌(PSZ)絮凝剂：分别称取11.37 g的 Na2Si〇3.9H〇和20.7 g ZnS〇4于两个烧杯中加水 溶解，然后在磁力搅拌的条件下向硅酸钠溶液中 加人20%的硫酸溶液至pH = 5.0,控制反应时间 进行聚合，便得到活化硅酸，当聚合到一定程度 (呈现淡蓝色）时，加人硫酸锌溶液，搅拌均勻后 放置熟化30 min171。
聚丙烯酰胺-聚硅酸锌复合絮凝剂：取一定 量的已制成的聚丙烯酰胺溶液，向其中加人一定 量的聚硅酸锌，搅拌均勻，放置熟化1 h，就得到 了预定复配比例的复合絮凝剂[M]。
1.3模拟水样的配制
称取一定量的已研磨过的高岭土，在快速搅 拌下加人到盛有一定量V(自来水)/ V(蒸馏水）=1 的烧杯中，调节pH值，配制成1/800的高岭土模 拟水样。
1.4絮凝实验
由于胶体颗粒对光会发生散射，不同浓度的 胶体会产生不同的吸光度，且在一定范围内，吸 光度与浓度（浊度）呈正比关系，利用此原理测定 浊度，并折算出脱色率[5]。
量取高岭土模拟水样或真实工业废水水样 于烧杯中，调节至所需pH值，加人一定量的絮凝 剂，在转速为220 r.min-1下搅拌20 s，静置20 min，在距液面2~3 cm处吸取澄清液，用分光光 度计测定上清液吸光率值，然后用下式计算脱色
率(Decoloring ratio)。
Decoloring ratio = 100% x (A〇-A )/A0 式中A为投加絮凝剂后水样澄清液的吸光 度，A〇为未投加絮凝剂时水样的吸光度。
2结果与讨论
2.1聚丙烯酰胺絮凝剂对模拟水样的絮凝效果
2.1.1pH值对模拟水样脱色率的影响
取100 mL模拟水样，调节至一定的pH值， 加人0.17 mL聚丙烯酰胺絮凝剂，快速搅拌20 s， 静置20 min，在距液面2~3 cm处吸取澄清液，测 其吸光度并计算脱色率。
由图1可以看出，当pH值在8左右时，聚丙 烯酰胺絮凝剂对模拟水样的处理效果最好，脱色 率为87.66%。当pH继续增大时，聚丙烯酰胺中 酰胺基活性降低导致絮凝效果明显降低。
2.1.2絮凝剂投加量对模拟水样脱色率的影响
分别量取100 mL高岭土模拟水样于6个 150 mL烧杯中，调节pH值后，依次加人0、0.14、 0.17、0.20、0.23和0.26 mL的聚丙烯酰胺絮凝剂， 在转速为200 r.min-1条件下搅拌20 s，静置20 min，在距液面2~3 cm处吸取澄清液，测其吸光 度并计算脱色率。
从图2中不同pH下投加量对模拟水样脱色 率的影响可看出，絮凝剂的投加量在0.14~0.17 mL之间时，随着絮凝剂投加量的增加，脱色率明 显增大，当投加量为0.17 mL时，脱色率达到最大 (87.66%)，此时絮凝效果最好。当絮凝剂投加量 继续增加时，效果明显降低，主要是因为絮凝剂
增多也导致pH值增加，使溶液重新变成稳定的 胶体所致。同时，随着pH值的增加，絮凝效果变 化更加明显，即絮凝效果降低较快。说明pH值增 大均可导致絮凝效果降低。
2.1聚硅酸锌絮凝剂对模拟水样的絮凝效果 2.2.1 pH值对模拟水样脱色率的影响
取100 mL高岭土模拟水样，调节至一定的 pH值，加人4 mL聚硅酸锌絮凝剂，在200 • min-1 搅拌20 s，静置20 min，在距液面2~3 cm处吸取 澄清液，测其吸光度并计算脱色率，结果见图3。
由图3可以看出，随着pH的升高，脱色率逐 渐上升，当pH达到10左右时，脱色率达到最大 为89.78%，絮凝效果最好（pH = 9时，脱色率= 88.95%)。当pH继续上升时，絮凝剂活性减弱，絮 凝效果降低。
图4不同pH下投加量与模拟水样脱色率的关系
2.2.2不同pH下絮凝剂投加量对模拟水样脱色 率的影响
分别量取100 mL模拟水样置于6个150 mL 烧杯中，调节pH值后，依次加人0、1、2、3、4和5 mL的聚硅酸锌絮凝剂，在转速为下 揽摔20 s,静置20 min,在距液面2~3 cm处吸取 澄清液，测其吸光度并计算脱色率。
由图4可以看出，当聚硅酸锌絮凝剂的投加 量为4 mL、pH =9时，对模拟水样的处理效果最 好，脱色率为88.95%(结果与图3结果一致）。继 续增加絮凝剂的投加量，絮凝剂重新变成稳定的 胶体则絮凝效果变差。
2.3聚丙烯酰胺-聚硅酸锌复合絮凝剂对模拟水 样的絮凝效果
2.3.1pH值对模拟水样脱色率的影响
取200 mL模拟水样，调节pH值，加人复配 比例为F(PAM)/F(PSZ) = 1的复合絮凝剂0.12 mL， 快速搅拌20 s，静置20 min，在距液面2~3 cm处 吸取澄清液，测其吸光度并计算脱色率。
由图5可以看出，当pH在8左右时，复合絮 凝剂对模拟水样的絮凝效果最好，脱色率达到最 大为91.2%。模拟水样的pH在7~11这个范围 时，pH的改变对絮凝效果的影响不大，复合絮凝 剂受pH的影响较小，适用的pH范围较宽。
2.3.2不同复配比例下絮凝剂投加量对模拟水样 脱色率的影响
取一定量的聚丙烯酰胺溶液和聚硅酸锌溶 液于烧杯中，搅拌均勻，熟化1 h。配制成V(PAM)/ V (PSZ) = 0.5、1、2、4的4种不同复配比例的复合
絮凝剂。然后，分别量取100 mL模拟水样置于6 个150 mL烧杯中，调节pH值后，依次加人0、 0.08、0.10、0.12、0.14 和 0.16 mL 的复合絮凝剂，在
转速为200 r.min-1下揽摔20 s，静置20 min，在 距液面2~3 cm处吸取澄清液，测其吸光度并计 算脱色，结果见图6。
由图6可以看出，当复合絮凝剂的复配比例 为 V(PAM)/V(PSZ) = 1.0,投加量为 0.10 mL 时，对 模拟水样的处理效果最佳(脱色率达91.2%)。
从上述三种絮凝剂的絮凝效果来看，PAM- PSZ复合絮凝剂的絮凝效果要优于PAM和PSZ， 且用量较少，说明絮凝剂复合后协同增效，提高 了絮凝性能。
2.4三种絮凝剂对废水水样的絮凝效果
图7给出了三种絮凝剂应用于印染废水、油 脂废水、烟草废水、化工废水的脱色处理结果。聚 丙烯酰胺和聚硅酸锌对四种废水的脱色率基本 保持在77%左右，而聚丙烯酰胺-聚硅酸锌复合 絮凝剂的脱色率则均提高到80%以上。说明复合 絮凝剂比单一组分的絮凝剂效果要好，这显然是 两种单一絮凝剂复合后发生了协同作用的缘故。
3结论
(1)聚丙烯酰胺絮凝剂在投加量为0.17 mL、 水样pH在8左右时，对高岭土模拟水样的絮凝 效果最好，脱色率达到87.66%。
(2)聚硅酸锌絮凝剂在投加量为4 mL、水样 pH在10左右时，对高岭土模拟水样的絮凝效果 最好，脱色率为89.78%。
(3)聚丙烯酰胺-聚硅酸锌复合絮凝剂在复配 比例为V(PAM)/V(PSZ) = 1、投加量为0.10 mL、水 样pH在8左右时，对高岭土模拟水样的絮凝效 果最好，脱色率为91.2%，而且，在中性和喊性范 围内，这种复合絮凝剂受pH影响较小，pH的适 用范围较宽。
(4)对比以上3种絮凝剂，聚丙烯酰胺-聚硅 酸锌复合絮凝剂的投加量小，对模拟水样的处理 效果较好，pH适用范围较宽。
(5)上述三种絮凝剂应用于印染废水、油脂废 水、烟草废水、化工废水的脱色处理结果表明，聚 丙烯酰胺-聚硅酸锌复合絮凝剂的脱色率均比单 一絮凝剂要高，说明单一絮凝剂复合后发生了协 同作用，具有进一步开发和推广的前景。