天然高分子絮凝剂的制备及应用研究

蔡阳扬， 陶秀萍， 李同， 尚斌， 宋建超， 刘璐

（1.中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，北京 100081；2.中国农业科学院都市农业研究所，成都 610200）

随着工业进步和社会发展，我国污水排放量不断增大、环境污染日益突出，而我国水资源短缺，污水资源化利用是解决水资源短缺的有效途径。在污水处理技术发展进程中，絮凝法因其效率高且成本低而备受重视，并被广泛应用[1]。絮凝剂作为絮凝法的核心更是备受关注。絮凝剂根据组成可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂，其中无机絮凝剂产生的污泥应用于农业生产可能会通过食物链影响人类健康；合成有机高分子絮凝剂单体往往具有强烈的神经毒性，甚至致癌，因此源自自然界的天然高分子絮凝剂对环境和人体无毒、无害，逐渐成为研究热点。天然高分子絮凝剂通常指采用物理法（如蒸汽爆破、微波处理等）或化学法（如酸、碱、有机溶剂等）对农作物秸秆、果蔬废弃物和虾蟹外壳等进行提取后，通过接枝、酯化、醚化等手段对提取物进行改性，形成的分子量大、官能团数目多的新型絮凝剂，目前已取得了较好的研究进展。

本研究围绕天然高分子絮凝剂，从其作用机理、种类、特点、制备过程和应用现状等方面入手，详细介绍天然高分子絮凝剂的研究进展，同时分析其在制备和应用中存在的问题，为后续天然高分子絮凝剂的研发及应用研究提供一定的理论依据和研究思路。

1 天然高分子絮凝剂作用机理

电中和和架桥吸附是天然高分子絮凝剂的主要作用机理。但在不同的污水体系中，絮凝剂的作用机理存在一定差异，一般以某种机理为主，其他机理共同相辅。

1.1 电中和作用

污染物大多以胶体或悬浮状态存在于污水中，且其表面通常带有正负电荷，向污水中加入电荷相反的絮凝剂，水中胶粒所带电荷被部分中和，电位降低，使胶体脱稳后与高分子絮凝剂结合，从而形成絮状体沉降。Sun 等[2]采用接枝共聚法制备了羧化壳聚糖改性絮凝剂（carboxylated chitosan modified flocculant, CC-g-PCD），用于含藻湖水絮凝试验，并对不同CC-g-PCD 投加量下水样的Zeta 电位进行分析，结果表明，原始含藻湖水Zeta 电位为-4.78 mV，当CC-g-PCD 投加量在1~6 mg·L-1时，水样的Zeta 电位不断升高，且均为正值，表明絮凝过程中存在电中和作用。

1.2 吸附架桥作用

大部分天然高分子本身为长链结构，长链上的各个位点均能够结合胶体颗粒，仿如架桥一样将污水中的胶体颗粒用长链连结，使絮体不断增大，最终在重力作用下沉降，从而达到絮凝的目的。Chen 等[3]研究了聚合氯化铝（polyaluminium chloride，PAC）和PAC/壳聚糖（chitosan，CTS）复合材料的混凝性能，并对不同混凝剂作用下Zeta 电位和絮凝体的分形维数进行了分析，结果表明，PAC/壳聚糖复合材料在低剂量下对浊度的去除率较高，相比于单独添加PAC 时提高了46.84%，但2 种情况下的Zeta 电位相近，结合扫描电子显微镜证实长链分子的桥接作用对絮凝体的形成起重要作用，并能使絮凝体更加致密。

2 天然高分子絮凝剂种类及特点

目前天然高分子可分为淀粉、壳聚糖、纤维素、木质素、天然橡胶和蛋白质衍生物等，其中淀粉、壳聚糖、纤维素和木质素这4种物质凭借其来源广泛和结构上的特点，成为天然高分子絮凝剂在国内外的开发热点。

2.1 淀粉类

淀粉具有来源广、生物降解性强等特点，并且具有一定的水溶性，是良好的新型絮凝剂原料，但不具备离子特性，这一特性严重阻碍了淀粉成为新型絮凝剂。研究发现，通过接枝共聚、醚化、酯化等方法对淀粉进行改性后，可以使其拥有离子特性，从而成为绿色高效的新型絮凝剂[4]。Wu等[5]以羧甲基淀粉为原料，丙烯酰胺（acrylamide, AM）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（methacryloxyethyltrimethyl ammonium chloride, DMC）为单体，通过低压紫外引发，成功制备了两性淀粉基絮凝剂，其不仅对2 种相反电荷类型的胶体污染物具有絮凝作用，同时还具有较高的絮凝性能、较低的最佳投加量和较低的盐敏感度。孙英娟等[6]制备了阳离子型淀粉接枝丙烯酰胺絮凝剂（starch grafted acrylamide and methacryloxyethyltrimethyl ammonium chloride flocculant, St-g-AM-DMC），将淀粉良好的降解性与丙烯酰胺优异的絮凝性相结合，并在此基础上添加了阳离子型单体DMC，加强了其电荷中和能力。St-g-AM-DMC 分子中还含有大量的酰胺基团，能够与污染物形成氢键，有利于吸附架桥作用的发挥。此外，St-g-AM-DMC 分子为半刚性多支链的网状结构，有利于捕捉污水中的悬浮微粒，强化了卷扫作用。综合上述3 种优势，St-g-AM-DMC 分子成为絮凝效果显著的天然高分子絮凝剂。Huang 等[7]制备出1 种季铵盐接枝淀粉絮凝剂——淀粉接枝-聚（2-甲基丙烯酰氧基乙基）三甲基氯化铵絮凝剂，且研究表明该絮凝剂除了拥有良好的絮凝性能外还具有优异的抗菌性能。

2.2 壳聚糖类

甲壳素广泛存在于虾蟹类海洋节肢动物的甲壳和高等植物的细胞壁中，是自然界中最为常见的天然高分子之一。壳聚糖是由甲壳素脱除乙酰胺基得来的线性高分子物质，除对有机物和重金属离子表现出较好的吸附能力外，还是自然界中唯一一种带阳离子的天然多糖[8]，经过定向改性之后可作为新型絮凝剂，充分发挥其自身的阳离子特性、生物相容性和可降解性，具有非常广阔的应用前景[9]。白立军[10]采用羧甲基壳聚糖与琥珀酸酐反应制得N-琥珀酰-O-羧甲基壳聚糖，其水溶性较好，且存在正、负电荷基团，为两性型高分子絮凝剂，利用化学结构中胺基和羧基分别与废水中悬浮物、胶体及溶解物相互作用，达到絮凝沉淀、除杂净化的目的。高树生等[11]制备了一种新型改性壳聚糖类絮凝剂，在壳聚糖大分子中引入二硫代氨基甲酸基团，强化了除油能力。

2.3 纤维素类

纤维素是植物细胞壁的主要组成成分，也是世界上存量最多、分布最广的天然大分子材料。尽管纤维素本身对污染物的絮凝效果较差，但经过改性后能大大提高其絮凝能力，且具有绿色安全、经济环保和可降解等特点，因此一直都是新型絮凝剂开发利用的研究热点。岳弈君[12]以羧甲基纤维素为原料，N-乙烯基甲酰胺为铵化剂、丙烯腈为粘结剂，合成了羧甲基纤维素接枝聚脒，此高分子聚合物拥有五元环状骨架，具有良好的降解和絮凝性能。黄文秀[13]以微晶纤维素为原料，在均相体系下通过引发剂与丙烯酸（acrylic acid, AA）和DMC 发生接枝聚合反应，合成纤维素基季胺型絮凝剂，该絮凝剂中的大量季氨基不仅能够提高絮凝剂的絮凝性能，还能对染料废水进行脱色，是一种绿色高效的天然高分子絮凝剂。

2.4 木质素类

木质素通常位于植物体内部，是自然界中唯一具有苯环的天然高分子，含量仅次于纤维素。由于木质素结构复杂、提取难度较高，因此对木质素絮凝剂方面的研究较少。但木质素仍然是最具有潜力成为新型絮凝剂的天然高分子材料之一。陈腾飞等[14]以木质素为原料、DMC 为单体、K2S2O8为引发剂，采用半干法合成了阳离子型木质素接枝聚合物（cationic lignin graft polymer,PHLM），为木质素接上阳离子基团，加强了其电荷中和能力，从而强化其絮凝效果，并用于造纸废水处理，结果表明，当PHLM 用量为25 mg·L-1、pH 5.0 时，其对造纸废水中浊度和化学需氧量（chemical oxygen demand, CODCr）的去除率分别为93.3%和65.6%。Yin 等[15]采用超声波辅助碱法从柳枝稷木质素中制取了木质素纳米粒（lignin nanoparticles, L-NPs）,然 后 将L-NPs 与 明胶结合构成L-NPs-明胶复合物，该复合物可作为一种新型木质素絮凝剂，该絮凝剂的比表面积和表面活性位点均显著增加，溶解性、抗氧化活性和紫外线防护活性等性能得到改善，絮凝效果明显提升。

3 天然高分子絮凝剂的制备方法

3.1 天然高分子絮凝剂的提取

天然高分子絮凝剂的提取方法按性质可分为物理法、化学法和生物法。在实际应用中一般会多种提取方法复合使用，以提高天然高分子絮凝剂的纯度。

3.1.1 物理法 物理法一般应用于天然高分子原料的预处理过程，通常指通过物理作用改变天然高分子原料的外部条件，破坏其原有的稳定结构，从而易于提取和分离，包括机械处理、超声处理、低温破碎、蒸汽爆破和热处理等方法[16]。

郑续等[17]用蒸汽爆破法提取小麦秸秆中的纤维素，当蒸汽爆破处理条件为压力1.8 MPa、保压6 min 时提取效果最好，纤维素的回收率为80.5%，半纤维素脱除率为88.2%。冯志强等[18]利用微波辅助法从柚皮中提取纤维素，结果表明，在NaOH 质量分数6%、微波温度60 ℃、NaClO 体积分数1%条件下，柚皮纤维素得率最高，为23.72%；且相比于传统方法，相同条件下，微波辅助法的提取效率更高，且产物中的半纤维素和木质素含量也显著降低。

蓝尉冰等[19]采用微波辅助法制备甲壳素，并优化得到最佳工艺参数NaOH 含量6%，微波功率240 W，微波时间7 min，料液比1∶10 （g·mL-1），脱蛋白率70.85%；HCl 含量5%，微波功率160 W，微波时间3 min，料液比1∶40（g·mL-1），脱钙率为91.26%，在此条件下甲壳素得率为26.34%，优于传统酸碱法甲壳素得率18.43%。李敏等[20]通过水磨法提取藜麦中的淀粉，提取率为67.89%，提取物中淀粉含量为92.06%。

3.1.2 化学法 化学法是指使用化学药剂（酸、碱、有机溶剂等）处理天然高分子原料，使天然高分子物质溶解或分离出来。由于化学法简单高效，因此一直是工业提取天然高分子物质最重要的方法之一。

周瑾琨等[21]采用硝酸-乙醇法对玉米皮中的纤维素进行提取，结果表明，玉米皮纤维素提取的最佳工艺条件为料液比1∶20 （g·mL-1）、硝酸体积分数27%、提取温度96 ℃、提取时间2.6 h，此时提取物纤维素含量为80.26%。张宁等[22]以氯化胆碱、草酸低共熔溶剂法提取桑枝纤维素，结果表明，在料液比1∶20 （g·mL-1）、温度117 ℃下反应2.9 h，提取的桑枝纤维素纯度达90.72%，洁净度为70.61%，且纤维素构型仍为Ⅰ型。

刘涛等[23]以乙醇和硝酸钙溶液为反应试剂，采用水提法提取香蕉皮中的淀粉，结果表明，水提法提取香蕉皮淀粉的最佳工艺参数为乙醇体积分数70%、硝酸钙体积分数80%、香蕉皮粉末过40目筛，此条件下香蕉皮淀粉的提取率为74.69%。王娜等[24]采用脱脂碱提复合法提取莜麦淀粉的最佳工艺参数为固液比1∶10 （g·mL-1）、温度50 ℃下摇床振摇2 h，此条件下淀粉的提取率可达73.26%。

甲壳素的传统生产方式为酸碱法提取，大致分为3 步。第一步脱除蛋白质，通常使用NaOH、Na2CO3等碱性物质；第二步脱除无机盐，主要为CaCO3，通常使用HCl等酸性物质；第三步脱色，工业上主要有日光照射和KMnO4氧化2 种方式[25]。目前针对化学法提取甲壳素的改良也主要集中在这3 步。张巧等[26]测定分析了不同种类酸和不同固液比下的虾壳脱盐效果，结果表明，当固液比为1∶10 （g·mL-1）时，乙酸脱盐效果最差，盐酸最强；但当固液比为1∶20 （g·mL-1）时，乙酸脱盐率仍能达到90%以上。除酸碱法外，化学法提取甲壳素还有EDTA 法、离子液体法和低共熔溶剂法等[8]。化学法制备壳聚糖的常规做法是将甲壳素与体积分数为40%~50% NaOH 加热混合，使甲壳素中的乙酰基脱除形成氨基，其产物具有比甲壳素更强的反应活性。

孙正秋等[27]采用60%的1,4-丁二醇在220 ℃提取丝瓜络中的木质素，发现提取过程未对木质素的官能团产生明显影响，木质素提取率可达90%，且木质素仍保持较高的化学活性、热稳定性较高。苗长林等[28]研究表明，采用离子液体法提取尾叶桉木木质素，当离子液体为[ChCl］[Gly］、温度为90 ℃、时间为12 h、固液比为1∶20 （g·mL-1）时，木质素的提取率达到93.73%，再生木质素纯度为96.3%。

3.1.3 生物法 生物法提取天然高分子物质一般是利用生物酶的特异性将其余物质分解除去，从而达到分离提取的目的。李蕴等[29]利用纤维素酶法从黑豆中提取了38%以上的可溶性膳食纤维，该方法条件温和、选择性强，且提高了提取效率，突显出了酶的特异性和高效性。

蓝绪悦等[30]以龙眼核为原料，以碱性蛋白酶为酶解剂提取龙眼核淀粉，结果表明，酶辅助碱法提取的龙眼核淀粉中直链淀粉含量高，蛋白质含量明显下降，颗粒小，不易糊化。李敏等[20]向藜麦中加入蛋白酶以提取藜麦淀粉，最终藜麦淀粉的提取率为81.53%。

刘信旭等[31]以菌酶联合法提取松墨天牛甲壳素，同时加入蛋白酶K和凝结芽孢杆菌发酵，在最佳条件下甲壳素得率为32.51%，产物中甲壳素纯度为72.78%。

3.2 天然高分子絮凝剂改性

接枝、醚化、交联等是目前最为常见的天然高分子絮凝剂的改性方式，其中接枝化后的天然高分子物质的分子量较其他改性方式更大，且吸附架桥作用更强；同时接枝化天然高分子絮凝剂的离子特性也更强，因此接枝改性在絮凝剂领域中的应用更为广泛。

3.2.1 接枝 接枝化改性是指将天然高分子作为原料，通过热引发、紫外射线和氧化还原引发等方式，将一种或多种单体如丙烯酸、丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵等，接枝共聚到天然高分子的活性位点，从而为天然高分子增加如极性、离子特性等属性。同时，分子上侧链基团的引入会减弱分子内的相互作用，弱化氢键作用，从而使天然高分子的水溶性增强。

张旺[32]以过硫酸铵为引发剂，采用水溶液聚合法将丙烯酰胺和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵分别与玉米淀粉和壳聚糖接枝共聚，制备天然高分子接枝阳离子型絮凝剂，最佳接枝条件下的产物在优化水利条件后对1 g·L-1高岭土悬浮液絮凝，其透光率可达95%以上。黄文秀[13]采用微晶纤维素为反应物，在均相体系中通过过硫酸钾和硝酸铈铵（引发剂）与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（铵化剂）和丙烯酸发生接枝聚合反应，制备了一种纤维素基季胺型絮凝剂。

3.2.2 醚化 淀粉、纤维素和壳聚糖等天然有机高分子结构相似，都含有大量羟基，这些羟基经过碱化和醚化反应后，其上的氢原子被烷基或芳基取代，从而为天然高分子接上新的支链，达到改性的目的，较为常见的有与环氧化物和含季铵基团物质等的醚化。El-naggar 等[33]以不同含量的缩水甘油三甲基氯化铵与玉米淀粉醚化制备不同取代度的阳离子淀粉絮凝剂，该絮凝剂在处理含微藻废水时的絮凝效果优于传统絮凝剂硫酸铝，且用量更少，同时对大肠杆菌的生存有一定的抑制作用。Wang 等[34]为避免N 元素在改性过程中产生危害人体的有毒物质（如亚硝胺），采用一步法制备了一系列不同取代度的阳离子季磷化改性淀粉絮凝剂（N-free quaternary-phosphonium-modified starch flocculants, S-BTPs），并对人工合成的含大肠杆菌废水进行处理，结果表明，在19.3%的最佳取代度和最佳絮凝条件下，S-BTPs 在大肠杆菌、浊度和UV254 上的去除率与氨基类似物和明矾相当，但对大肠杆菌的灭火效果远高于明矾，达到了99.4%。

3.2.3 交联 交联化改性是指通过化学反应使天然有机高分子与其他大分子物质之间以共价键结合，从而提高聚合物的使用性能。Yusoff 等[35]运用交联技术将榴莲（Durio zibethinus）种子淀粉（seed starch, DSS）进行物化改性后制成了淀粉絮凝剂。宫晨等[36]首先合成了淀粉接枝丙烯酰胺絮凝剂（starch grafted acrylamide flocculant, St-PAM），再通过交联剂K2S2O8交联改性木薯淀粉，制得交联淀粉接枝丙烯酰胺絮凝剂（cross-linked starch grafted with propylene amide flocculant, CLSt-PAM）。在最佳条件下，CL-St-PAM 对高岭土悬浮液的浊度去除率为93.4%，远高于同条件下的St-PAM，且pH 应用范围更广，更适合用于实际污水处理。

4 天然高分子絮凝剂应用现状

目前天然高分子絮凝剂在水处理领域中应用非常广泛，包括纺织工业废水、矿业废水、生活污水和污泥脱水处理等领域。

4.1 壳聚糖絮凝剂

壳聚糖具有天然的阳离子特性，是应用最广泛的天然高分子絮凝剂之一，多用于染料、重金属离子等污染物的处理和污泥脱水等方面。此外，通过改性可加强壳聚糖的阳离子特性，因此在酸性条件下适用效果更佳。但也有研究将阴离子单体与壳聚糖接枝，赋予其阴离子特性，以去除水中的阳离子污染物。郑洁[37]通过热引发、超声引发和紫外光引发3 种方式，使壳聚糖和丙烯酰胺间发生接枝共聚，制备新型壳聚糖基絮凝剂，并用于偶氮染料废水（刚果红）絮凝试验，结果表明，当引发方式为超声引发，且超声波功率为90%、引发剂为0.02% 水溶性偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐VA-044 时制备出的絮凝剂絮凝性能最佳，刚果红去除率达90.6%。郑怀礼等[38]通过低压紫外光引发，将二氧化硅和硅烷偶联剂（KH-570）包裹的Fe3O4作为磁芯，以壳聚糖、丙烯酰胺和丙烯酰氧乙级三甲基氯化铵作为接枝单体，合成了新型磁性壳聚糖絮凝剂，该絮凝剂具有磁性，对污水中的重金属离子有良好的分离效果，在投加量为900 mg·L-1、pH为3、反应时间为60 min时该絮凝剂对低质量浓度（500 mg·L-1）含铬废水的去除效果可达到90.48%。黄廷[39]以壳聚糖为原料，接枝丙烯酰胺和2-丙烯酰氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸，制备了阴离子壳聚糖基絮凝剂（chitosan grafted acrylamide and 2-propylene acyl amino-2-methyl-1-propane sulfonic acid flocculant, CS-g-P（AM-AMPS）），用于赤铁矿废水中重金属离子去除，结果表明，CS-g-P（AM-AMPS）中的磺酸基团能够与污水中的重金属离子产生螯合作用，从而达到去除重金属离子的目的，重金属离子最高去除率可达49.2%。Liu 等[40]采用紫外光引发法合成了具有两亲性结构的新型壳聚糖基絮凝剂（chitosan grafted acrylamide and acryloyloxyethyl dimethylbenzyl ammonium chloride flocculant, CS-g-PAO）。由于CS-g-PAO 表面具有季铵基团和苄基基团，因此该絮凝剂拥有较强的表面活性和疏水缔合效应；同时季铵基团增强了絮凝剂的阳离子特性，加强了电荷中和能力，可与疏水缔合效应协同作用促进污泥脱水；且CS-g-PAO 的脱水性能明显优于聚丙烯酰胺和丙烯酰胺接枝的壳聚糖絮凝剂，能够将滤饼含水率由95.14%降至77.98%[40]。

4.2 淀粉絮凝剂

淀粉具有支链特性，因此相较于其他天然高分子具有较大的相对分子质量，将淀粉改性后制备的絮凝剂能够充分发挥其吸附架桥作用，是制备絮凝剂的优秀天然高分子材料。Yusoff 等[35]研究了交联改性前后双琥珀酰亚胺辛二酸酯（disuccinimidyl suberate，DSS）的扫描电镜图像，发现交联改性后的DSS 表面变得粗糙，整体呈凹陷状态，除此之外DSS分子间也变得更加致密，这些现象强化了絮凝剂的桥接作用，使其絮凝效果大大加强，絮凝前后色度、化学需氧量（chemical oxygen demand，COD）和悬浮物、浊度等的去除率及絮凝体的平均粒径均有所提高，并且降低了一级混凝剂聚合氯化铝的用量，是极具潜力的垃圾渗滤液絮凝剂。陈炜等[41]以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵和DMC 为醚化剂及接枝共聚单体，制备了接枝型阳离子改性淀粉絮凝剂，该絮凝剂主链及侧链上均含有大量阳离子基团，可与表面带有负电性的污泥颗粒发生电中和作用，有效压缩颗粒表面双电层；此外，有机高分子絮凝剂特有的长链结构经接枝改性后呈现支化链结构，这有利于吸附架桥作用，可促进污泥絮体间的进一步聚集，使污泥比阻与泥饼含水率迅速下降，从而有效对污泥进行脱水。

4.3 纤维素絮凝剂

纤维素是自然界中最丰富的天然高分子原料，其结构单元中含有3 个羟基，能够进行醚化和接枝等改性，是极具潜力的天然高分子絮凝剂，目前主要应用于纺织业废水和机械加工废水等工业污水的处理。Zhang 等[42]制备了以超支化聚乙烯亚胺接枝纤维素（hyperbranched polyethylenimine-grafted cellulose, hPEI-CE）为基料的绿色高效絮凝剂，并进行了纺织业印染废水和机械加工废水的絮凝效果试验，结果表明，在不改变原水pH的条件下，印染废水和机械加工废水的总悬浮固体、COD、浊度去除率分别达到73.4%、95.7%、87.4%和96.2%、79.9%、93.5%，除此之外，该絮凝剂对氨氮、总铁、总磷的去除效果也颇为优异。曹雨等[43]制备了改性纳米纤维素，以阴离子染料活性艳蓝KN-R 为模型物，分析了该絮凝剂不同质量浓度对染液脱色率的影响，结果表明，在100 mg·L-1的中性染液中投加40 mg·L-1的改性纳米纤维素（接枝率为32.9%，阳离子度为48.9%），脱色率高达92.3%。

4.4 木质素絮凝剂

尽管木质素的提取难度较高，但其含有丰富的芳环结构、脂肪族和芳香族羟基以及醌基等活性基团，是一种良好的天然高分子絮凝剂原料，目前主要应用于造纸废水处理和重金属离子去除等方面。陈腾飞等[14]以预水解的木质素合成了阳离子型木质素接枝聚合物，将其用于造纸废水处理，结果表明，当用量为25 mg·L-1、pH 为5.0 时，对造纸废水中浊度和CODCr的去除率分别为93.3%和65.6%。陈念[44]制备了一种羧甲基化木质素基阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂，并将其用于含Cu2+废水处理，在最佳条件下该絮凝剂对含Cu2+废水去除率可达80%以上，单位质量絮凝剂对Cu2+的吸附容量达到5.46×103mg·g-1，远高于其他生物质吸附剂的吸附效率，极具工业应用前景。

5 结论与展望

相比于无机絮凝剂，天然高分子絮凝剂的稳定性更强、投加量更少、絮凝效果更优；相比于合成有机高分子絮凝剂，其资源更加丰富，且经济环保，具有可降解、可再生、无毒性等特点。但在天然高分子絮凝剂的应用中仍存在着一些问题。①当前化学酸碱法是提取天然高分子的主要手段，但此方法不仅酸碱用量大、废液处理困难，且效率较低，因此研发一种高效且对环境无害的天然高分子提取方法是天然高分子絮凝剂研究的重点之一。②在相同絮凝效果下，天然高分子絮凝剂的成本高于合成高分子絮凝剂，因此在保证天然高分子絮凝剂高效的前提下降低其成本是亟待解决的问题。③目前大部分天然高分子絮凝剂仍停留在实验室阶段，加快将天然高分子絮凝剂投入工业生产的步伐是广大研究者的重要任务。