前言

混凝-沉淀/氣浮是水和廢水處理流程中應(yīng)用最普遍的操作單元之一，而絮凝劑的品質(zhì)是影響其水和廢水處理效果和處理成本的決定性因素。絮凝劑的種類主要有無機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑、微生物絮凝劑以及近幾年來發(fā)展起來的復(fù)合絮凝劑，每一類絮凝劑都有其優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍。大量的工程實(shí)踐證明，若把兩種（類）或兩種（類）以上的絮凝劑通過分別投加而進(jìn)行復(fù)配使用或在一定條件下通過混合或反應(yīng)形成一種復(fù)合絮凝劑產(chǎn)品應(yīng)用，則可實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，可提高水和廢水的絮凝處理效果、拓寬應(yīng)用范圍和降低處理成本。目前，在水和廢水處理中，兩種或兩種以上絮凝劑進(jìn)行復(fù)配使用已有大量的工程實(shí)踐和應(yīng)用實(shí)例，且已取得了良好的應(yīng)用效果。而把兩種（類）或兩種（類）以上的絮凝劑在一定條件下通過混合或反應(yīng)研發(fā)復(fù)合絮凝劑并應(yīng)用到工程實(shí)踐中去，則是最近十幾年來發(fā)生的事情。由于復(fù)合絮凝劑能克服使用單一絮凝劑的許多不足，在降低水處理成本的同時(shí)可提高絮凝性能，所以，復(fù)合絮凝劑的研發(fā)和應(yīng)用就成為當(dāng)前水和廢水處理領(lǐng)域的熱點(diǎn)問題之一，也是新型、高效和經(jīng)濟(jì)的絮凝劑的主要發(fā)展方向。我國在“十一五”期間專門設(shè)立了國家科技支撐計(jì)劃課題“小城鎮(zhèn)飲用水處理藥劑與材料研制”和國家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）課題“生物復(fù)合絮凝劑的制備和應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)與工程示范”，在這些課題中，都把多功能復(fù)合型系列水處理藥劑和生物復(fù)合絮凝劑的研發(fā)作為主要的研究內(nèi)容。

復(fù)合絮凝劑是將兩種或多種單組分絮凝劑通過某些化學(xué)反應(yīng)，形成大分子量的共聚復(fù)合物，這樣既克服了單一絮凝劑的不足，也充分發(fā)揮了多種絮凝劑的協(xié)同作用，產(chǎn)生顯著的增效互補(bǔ)作用。實(shí)踐證明，復(fù)合絮凝劑表現(xiàn)出優(yōu)于單一絮凝劑的絮凝性能。基于復(fù)合絮凝劑的化學(xué)組成，復(fù)合絮凝劑可分為無機(jī)-無機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑、無機(jī)-有機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑、有機(jī)-有機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑和微生物復(fù)合絮凝劑等。

無機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑主要是鋁鹽、鐵鹽及硅酸鹽的復(fù)合。可以通過先羥基化聚合后再加以混合，或者先混合再羥基化聚合，但最終總要形成羥基化的、有更高聚合度的形態(tài)，這樣才能具有良好的絮凝效果。

眾所周知，無機(jī)絮凝劑具有價(jià)格低廉、最佳投藥范圍寬等優(yōu)點(diǎn)，但存在吸附架橋能力弱，投藥量較多等缺點(diǎn)。而有機(jī)絮凝劑雖然具有吸附架橋能力強(qiáng)、投藥量少和產(chǎn)品穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)存在水處理成本高、難生物降解、有些還存在一定的毒副作用等缺點(diǎn)。鑒于兩類絮凝劑各自的優(yōu)缺點(diǎn)及兩者在性能和價(jià)格上的互補(bǔ)性，對無機(jī)-有機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑的研究逐漸成為熱點(diǎn)。目前，國內(nèi)外對基于聚二甲基二烯丙基氯化銨（PDMDAAC）和聚環(huán)氧氯丙烷-二甲胺［P（EPI-DMA）］有機(jī)高分子絮凝劑研發(fā)的鋁（鐵）鹽-PDMDAAC和鋁鹽-P（EPI-DMA）無機(jī)-有機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑及其在水和廢水處理中的應(yīng)用有較多報(bào)道，發(fā)現(xiàn)上述無機(jī)-有機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑較復(fù)合前的單一無機(jī)或有機(jī)絮凝劑具有更好的除濁、除藻、脫色和除磷效果，具有更寬泛的應(yīng)用范圍。

有機(jī)-有機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑以其品種多樣化，性能多元化而在水和廢水處理及污泥脫水處理中具有重要的地位。在有機(jī)-有機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑中，淀粉-聚丙烯酰胺接枝共聚物的研究日漸引起人們的重視，并取得了一定研究進(jìn)展，是一類有良好應(yīng)用前景的新型絮凝劑。

本書作者歷年所在的研究團(tuán)隊(duì)與我國復(fù)合高分子絮凝劑的研發(fā)和成長同步。自20世紀(jì)80年代末以來，承擔(dān)了20余項(xiàng)國家級和省部級相關(guān)研究課題，在復(fù)合高分子絮凝劑的基礎(chǔ)研究、產(chǎn)品開發(fā)、生產(chǎn)工藝和工程應(yīng)用等諸多方面，都進(jìn)行了全方位的研究。在復(fù)合高分子絮凝劑研究領(lǐng)域已培養(yǎng)多名博士和碩士，發(fā)表研究論文400余篇，申請國家發(fā)明專利20余項(xiàng)（其中已授權(quán)10余項(xiàng)），有多項(xiàng)研究成果獲得了國家級和省部級獎(jiǎng)勵(lì)。本書最主要的目的是把歷年研究成果加以匯集，出版一本較為系統(tǒng)的復(fù)合高分子絮凝劑專著，求得有關(guān)同行專家的指正與討論。本書首次全面論述了復(fù)合高分子絮凝劑的絮凝基礎(chǔ)理論、制備工藝和應(yīng)用技術(shù)，希望本書的出版能對我國復(fù)合絮凝劑的研制、開發(fā)和應(yīng)用有所幫助。

本書共有8章，分別介紹了無機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑（包括聚硅氯化鋁高分子絮凝劑、聚合硅鋁鐵高分子絮凝劑等）的制備、分子量分布、形貌結(jié)構(gòu)、形態(tài)分布及轉(zhuǎn)化規(guī)律、作用機(jī)理和應(yīng)用效果；無機(jī)-有機(jī)復(fù)合高分子絮凝劑（包括聚合鋁-二甲基二烯丙基氯化銨均聚物復(fù)合高分子絮凝劑、聚合鐵-二甲基二烯丙基氯化銨均聚物復(fù)合高分子絮凝劑、聚合鋁-聚環(huán)氧氯丙烷胺復(fù)合高分子絮凝劑、鐵鹽-聚環(huán)氧氯丙烷胺復(fù)合高分子絮凝劑）的制備、形態(tài)分布、結(jié)構(gòu)形貌、無機(jī)與有機(jī)組分之間的相互作用、絮體特性、絮凝動(dòng)力學(xué)、絮凝機(jī)理、絮凝行為和應(yīng)用效果；生物復(fù)合高分子絮凝劑的絮體特性、絮凝效果、絮凝行為和作用機(jī)制等。在每章后面都分別列入了參考文獻(xiàn)，以方便查閱原始內(nèi)容。

本書著者有高寶玉、岳欽艷、王燕、李倩和趙艷俠等，全書最后由高寶玉統(tǒng)稿、定稿。本書是作者所在研究團(tuán)隊(duì)近二十多年來和數(shù)十位研究生在復(fù)合高分子絮凝劑領(lǐng)域從基礎(chǔ)研究到制備工藝和水及廢水處理應(yīng)用全方位的科技活動(dòng)和研究成果的總結(jié)，期望本書的出版對我國絮凝劑的發(fā)展研究能起到借鑒促進(jìn)作用。

限于作者的水平和學(xué)識，書中難免有疏漏和不足之處，敬請專家和讀者不吝指正，以便今后有機(jī)會時(shí)修訂。

著　者

2015年10月