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生物质絮凝剂1.引言生物质絮凝剂是一种由生物质原料制备而成的天然高分子絮凝剂。
与传统的合成絮凝剂相比，生物质絮凝剂具有无毒、可生物降解、来源广泛等优点。
随着环保意识的日益增强和可持续发展的要求，生物质絮凝剂在工业水处理、食品工业、染料废水等领域的应用越来越受到关注。
本文将对生物质絮凝剂的来源、制备方法、性能、应用领域、研究现状及未来发展趋势进行详细阐述。
2.生物质絮凝剂的来源生物质絮凝剂的原料主要来源于自然界中广泛存在的植物、动物及微生物资源。
其中，植物源包括木质纤维素、淀粉、藻类等；动物源包括壳聚糖、明胶等；微生物源包括细菌、真菌等。
这些原料经过适当的处理和转化，可得到具有絮凝活性的生物质絮凝剂。
3.生物质絮凝剂的制备方法生物质絮凝剂的制备方法主要包括提取法、微生物发酵法和酶法。
提取法是从天然原料中直接提取出具有絮凝活性的物质，如从壳聚糖中提取的壳聚糖絮凝剂。
微生物发酵法是利用微生物发酵产生具有絮凝活性的代谢产物，如某些细菌发酵产生的多糖类物质。
酶法是利用酶催化天然原料中的特定化学键，生成具有絮凝活性的产物，如用木聚糖酶催化木聚糖制备的絮凝剂。
4.生物质絮凝剂的性能生物质絮凝剂具有良好的絮凝性能和环保特性。
其絮凝机理主要包括电性中和、吸附架桥和卷扫作用。
生物质絮凝剂对多种不同类型的悬浮颗粒都有较好的去除效果，且可有效处理低浓度的悬浮液。
此外，生物质絮凝剂还具有无毒、可生物降解的优点，不会对环境造成二次污染。
5.生物质絮凝剂的应用领域生物质絮凝剂在多个领域具有广泛的应用前景。
在工业水处理领域，生物质絮凝剂可用于去除水中的悬浮颗粒、重金属离子和有害有机物，提高水质。
在食品工业中，生物质絮凝剂可用于果汁、乳制品、肉制品等食品的澄清和过滤，以及食品中蛋白质、色素等物质的提取和分离。
在染料废水处理中，生物质絮凝剂能够有效脱色并去除有毒物质，达到废水排放标准。
此外，生物质絮凝剂还可用于农业废弃物处理、纸张生产等领域。
水处理过程中化学絮凝的原理和应用摘要：絮凝沉降(或浮上)进行固液分离的方法是目前水处理技术中重要的分离方法之一，采用水溶液高聚物为絮凝剂来处理工业废水、生活废水、工业给水、循环冷却水、民用水时，具有促进水质澄清，加快沉降污泥的过滤速度，减少泥渣数量和滤饼便于处置等优点[1]。
本文介绍了采用絮凝剂絮凝的原理、絮凝剂的分类、在生产生活中的应用以及研究进展。
关键词：絮凝剂原理应用共聚物衍生物一、化学絮凝原理絮凝剂的化学絮凝原理是假设粒子以明确的化学结构凝集，并由于彼此的化学反应造成胶质粒子的不稳定状态。
当发生凝结作用时，胶体粒子必失去稳定作用或发生电性中和，不稳定的胶体粒子再互相碰撞而形成较大的颗粒。
当加入絮凝剂时，它会离子化，并与离子表面形成价键。
为克服离子彼此间的排斥力，絮凝剂会由于搅拌及布朗运动而使得粒子间产生碰撞，当粒子逐渐接近时，氢键及范德华力促使粒子结成更大的颗粒。
碰撞一旦开始，粒子便经由不同的物理化学作用而开始凝集，较大颗粒粒子从水中分离而沉降[2]。
二、化学絮凝剂的简述在絮凝过程中用到的助剂称为絮凝剂。
絮凝剂有不少品种，其共通特点是能够将溶液中的悬浮微粒聚集联结形成粗大的絮状团粒或团块。
化学絮凝剂简述如下。
1.无机絮凝剂1.1无机絮凝剂的分类和性质[3]无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两大类。
在传统的铝盐和铁盐的基础上发展合成出聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等新型的水处理剂，它的出现不仅降低了处理成本，而且提高了功效。
这类絮凝剂中存在多羟基络离子，以oh-为架桥形成多核络离子，从而变成了巨大的无机高分子化合物，无机聚合物絮凝剂之所以比其他无机絮凝剂能力高、絮凝效果好，其根本原因就在于它能提供大量的如上所述的络合离子，能够强烈吸附胶体微粒，通过粘附、架桥和交联作用，从而促使胶体凝聚。
同时还发生物理化学变化，中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了zeta电位，使胶体粒子由原来的相斥变成相吸，破坏了胶团的稳定性，促使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状混凝沉淀，而且沉淀的表面积可达(200～1000)m2/g，极具吸附能力。
科技成果——纳米材料有机天然高分子高效复合絮凝剂技术开发单位西北大学成果简介纳米材料有机天然高分子高效复合絮凝剂是一种液态螯合树脂，它除带有-CSSN-基团之外，还含有-OH、-COOH及其他多种基团，能在常温下与工业废水中的Hg2+、Cd2+、Cu2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Zn2+、Cr2+、Cr6+等多种重金属离子迅速反应，生成水不溶性的螯合盐并形成絮状沉淀，从而达到除去重金属离子的目的，并能消除污水的异味和细菌。
除此外，对生活污水、印染废水也有一定的脱色以及除去有害物的效果。
由于含重金属离子废水、生活污水、印染废水对环境的影响日趋严重，所以开展对上述废水的治理研究，在国内外已引起科技工作者及企业界的高度重视。
根据专利及文献查阅，日本有同类产品，シヨミ公司在1998年开发了一种POFLOC-1的产品，含TDC功能团，可以处理含重金属离子的废水，但其研制工艺及技术处于严格的保密中。
另外，美国也开发了一种以淀粉为原料的产品ISX，可治理含金属离子的废水，但其稳定性差，只能保留1-2天，即转化为ISX-Mg型，但其在室温下易分解（需低温保存），且具有强烈气味，使用不方便，不宜作为商品使用。
据统计，我国每年因水体污染而造成的经济损失达400亿元，我国城市每年废水总排放量约为415亿吨，其中工业废水占70%，含重金属离子及印染、生物制品等废水占总量的35%左右，约为145亿吨。
因此工业废水的治理，直接关系着我国对水资源的合理、充分利用，直接影响环境和水资源的保护。
市场前景目前国内还没有该产品生产，从产品的生产技术和产品质量方面与国外相比较，我们的产品各项技术性能都是领先的，成本低廉又具有自主知识产权。
由于本产品性能上较国外同类产品优异，在价格上较国外同类产品低，因此我们的产品具有很强的市场竞争力，能够在国内外市场上占有较大的份额。
风险预测该项目技术本身成熟可靠，无风险。
合作方式以技术转让为主，其他方式为次。
水处理絮凝剂研究与应用进展从世界范围来看，水资源与水环境中出现的矛盾越来越突出。
中国人口基数大，水资源缺乏，人均占有水量只有2630m3，为世界人均水量的1/4。
近年来，我国经济高速发展，需水量迅猛增加。
为保证水资源的可持续利用，解决水环境污染问题，国内外在水处理方面做了大量工作，开发多种水处理工艺，如絮凝沉淀法、生化法、离子交换法、吸附法、化学氧化法、电渗析法和污水生态处理技术等。
目前，絮凝沉淀法应用广泛，在废水一级处理中占有重要地位。
郑州益源天泽环境科技有限公司成功研制的高效絮凝剂，絮凝剂可固体投加，使用方便，絮凝时间短，出水水质好，是废水处理的首选产品。
一、化学絮凝剂及其在水处理中的应用1、无机高分子絮凝剂早在1960年，无机高分子絮凝剂就发展成为一种新型聚剂。
近年来，它的生产和应用在全世界发展迅速都取得。
由于这类化合物与传统无机絮凝剂（如硫酸铝、氯化铁等）相比具有多方面的特色，被称为第二代无机絮凝剂。
目前，无机高分子絮凝剂由一般的无机铝盐和铁盐向高分子聚合铝和聚合铁盐方向发展，聚合铝（铁）的主要形态向高电荷多核络合物方向发展，聚合铝（铁）的共存阴离子从低价向高价方向发展。
郑州益源天泽环境科技有限公司复合型无机高分子絮凝剂的发展势头更是看好。
由于无机高分子絮凝剂絮凝效能优异，现已成功应用在给水、工业废水以及城市污水的各种处理流程（包括前处理、中间处理和深度处理）中，逐步成为主流絮凝剂。
一般型无机高分子絮凝剂主要以聚合铝盐、聚合铁盐为主。
如聚合氯化铝（PAC），又名多羟基聚合氯化铝、碱式氯化铝，作为一种高分子无机絮凝剂于20世纪60年代在日本首先进入使用阶段，其化学分子式为[Al2（OH）n Cl6-n]m（m<10，n=1~5）。
它是以盐酸、氢氧化铝为原料，经合成、过滤、浓缩、干燥制取固体产品；或者以铝灰、铝屑为原料，加盐酸反应，聚合、沉降得液体产品，再浓缩成固体产品，是目前使用最广泛的一种无机絮凝剂。
探索絮凝沉降技术在水处理中的应用探索絮凝沉降技术在水处理中的应用摘要：在水处理工艺中有一项广泛应用的技术-絮凝沉降技术。
这一技术不仅可用于给水处理，还可用于工业废水处理。
而且许多经絮凝澄清后的工业废水可循环利用，这样不仅充分利用了水资源，而且有利于保护环境，因而有明显的经济社会效益。
关键字：絮凝沉降;混凝剂;水处理中图分类号： TU37 文献标识码： A前言泥砂、粘土、腐殖质等悬浮物和胶体杂质及细菌、真菌、藻类、病毒等微生物通常都会在天然水体中存在，造成水体混浊、颜色和异味的主要原因是它们在水中具有一定的稳定性。
混凝处理就是以除去这些杂质为主要目的，使水中悬浮物的含量降至5mg/L以下，即得到澄清水，习惯上称它们为水的预处理。
经过预处理后的水，根据不同的用途再进行深度处理。
如作为锅炉用水，还必须用离子交换的方法除去水中溶解件的盐类及用加热或抽真空和鼓风的方法除去水中溶解性的气体。
如不首先除去这些杂质．后续处理(如除盐等)将无法进行。
因此，水的混凝处理是水处理工艺流程中的一个重要环节。
絮凝沉降技术在水处理工艺中是一项广泛应用的技术。
它不仅可用于给水处理，还可用于工业废水处理。
许多工业废水经絮凝澄清后可返回工艺过程使用。
这样不仅充分利用了水资源，而且有利于保护环境，因而有明显的经济社会效益。
从目前国内的现状看，絮凝沉降技术虽获得了广泛应用，但一般絮凝剂耗量较高，有的还因选型不宜或使用方法不当，絮凝澄清效果不理想，为改善絮凝澄清效果、降低药剂消耗费用，木文将应用研究的体会介绍给大家，供大家参考。
1絮凝剂类型与适用范围1．1无机絮凝剂铁盐和铝盐，例如三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、聚合硫酸铁、硫酸铝、明矾、碱式氯化铝、聚合氯化铝等是无机絮凝剂的主要表现。
通过水解形成胶状氢氧化物是它们的作用机理，这些氢氧化物与水中的悬浮粒子相碰吸附在一起，形成絮凝团，从而加速沉降过程，此外也具有一定的电性中和作用。
这类药剂应用历史悠久，在饮用水与工业给水处理中占主导地位。
doi:10.19677/j.issn.1004-7964.2024.02.010聚硅酸铁高分子絮凝剂的制备及其在废水处理中的应用纪发达1，景翔宇2，王敬伟1，张庭瑞2*（1.山东龙港硅业科技有限公司，山东潍坊261300；2.南乌拉尔国立大学，车里雅宾斯克454080）摘要：随着环境保护要求的提高和节约水资源的迫切性，行业对工业废水深度处理用絮凝剂的处理效率和综合成本提出了更高的要求。
文章以硅酸钠为原料，制备了一种低成本、高效能的无机高分子絮凝剂聚硅酸铁，并研究了絮凝剂制备过程中的影响因素，找到了最佳的制备条件；在处理废水时，考虑反应条件的影响，优化反应条件以达到最佳效果。
主要研究内容及结果如下：最佳制备条件为Fe 与SiO 2的质量比为1∶2，pH 值为2.5，反应温度45℃，在反应器中熟化30min；最佳反应条件为污水pH 值为7，絮凝剂添加量为1.0g/L，絮凝时间为20min，此时除浊率可达98.8%、COD 去除率84.5%、脱色率97.5%。
处理后水质符合国家规定的印染废水一级出水标准。
关键词:聚硅酸铁；絮凝剂；废水；絮凝性能中图分类号:X 703文献标志码:APreparation of Polysilicate Iron Polymer Flocculant and its Appli-cation in Wastewater Treatment(1.Shandong Longgang Silicon Technology Co.,Ltd.,Weifang 261300,China;2.South Ural State University,Chelyabinsk 454080,Russia)Abstract:With the improvement of environmental protection requirements and the urgency of saving water resources,higher requirements have been put forward for the treatment efficiency and comprehensive cost of flocculants used in advanced treatment of industrial wastewater.This article adopted sodium silicate as the raw material to prepare a low-cost and efficient inorganic polymer flocculant (i.e.,polysilicate iron),and studied the influencing factors of the flocculant during the preparation process for the optimal preparation.The obtained optimal preparation conditions are as follows:the ratio of Fe to SiO 2is fixed at 1∶2and the reaction is conducted at pH 2.5and 45℃for 30min.The optimal reaction conditions are as follows:the amount of flocculant added is 1.0g/L at pH 7.0,and the flocculation time is 20min.At this time,the turbidity removal rate,COD removal rate,and decolorization rate could reach 98.8%,84.5%,and 97.5%,respectively.The quality of treated water met the national standard for the first level effluent of printing and dyeing wastewater.Key words:polysilicate iron;flocculant;wastewater;flocculation performance收稿日期：2023-09-02修回日期：2023-11-02接受日期：2023-11-04基金项目：山东省技术创新引导计划项目（2019CXJJA2030004）第一作者简介：纪发达（1981-），男，工程师，主要研究方向：无机硅化物产品及下游产品的研发与产业化研究工作。
微生物絮凝剂在废水处理中的应用现状研究摘要：微生物絮凝剂是一种天然高分子絮凝剂，因其无毒、可生物降解、无二次污染等独特的性质而被广泛的应用于污水处理、给水工艺以及食品和发酵工业等。
本文综述了产生絮凝剂的微生物种类、微生物絮凝剂的主要成分及性质、微生物絮凝剂的絮凝机理、微生物絮凝剂的合成条件及微生物絮凝剂在水处理中的应用现状。
关键词：微生物絮凝剂；水处理；应用中图分类号：x505 文献标识码：a文章编号：1005-913x（2013）02-0112-02絮凝沉降是广泛应用于给水、工业废水、城市污水及污泥脱水等处理过程中的一种水处理方法。
用于将水中的溶质、胶体或悬浮物颗粒形成絮状物沉淀的物质为絮凝剂。
絮凝剂可除去水中的悬浮物、胶体粒子，降低cod，还可除去水中的细菌、病毒，并兼有除磷、脱色、除臭，减轻水体富营养化。
絮凝剂的种类包括：无机絮凝剂、有机合成高分子絮凝剂、天然生物高分子絮凝剂。
[1]在这些絮凝剂中有机合成的高分子絮凝剂因其良好的絮凝效果和低廉的价格而被广泛的应用。
但是人工合成的絮凝剂如聚丙烯酰胺的单体有神经毒性和“三致”效应（致畸、致癌、致突变），[2]铝盐具有毒性，会影响人类的健康，铁盐会造成处理水中带颜色，高浓度的铁也会对人类健康和生态环境产生不利。
[3]微生物絮凝剂克服了无机絮凝剂和合成高分子絮凝剂的上述缺点，它不仅可以被生物降解，对生态环境无害，能快速絮凝各种颗粒物质，而且很容易从发酵的培养基中获得。
[4]一、微生物絮凝剂的研究概况（一）微生物絮凝剂的研究进展关于微生物絮凝剂的最早报道是louis paste [4]的酵母菌（levure casseeuse）。
1935年，butterfield从活性污泥中分离出一株细菌，该菌的培养液具有一定的絮凝能力。
1971年knetting[5]从煤油中分离出一株棒状杆菌。
1975年nakamura[6]对214株微生物进行了分离筛选，最终得到19株产絮凝剂的微生物，包括细菌5株、放线菌5株、霉菌8株、酵母菌1株，其中以酱油曲霉（aspergillus sojae）产生的絮凝剂aj7002效果最佳。
天然高分子絮凝剂在工业废水处理中的应用
发表时间：2017-07-13T16:57:26.687Z 来源：《基层建设》2017年第7期作者：宋洪利
[导读] 摘要：絮凝法是目前给水和废水处理中应用最普遍的方法之一，而新型、高效、无毒的絮凝剂的研制
杭州司迈特水处理工程有限公司浙江杭州 310018
摘要：絮凝法是目前给水和废水处理中应用最普遍的方法之一，而新型、高效、无毒的絮凝剂的研制，则是絮凝法中的核心问题，也是目前国内外广泛关注的热点。
无机絮凝剂投加量大，产污泥量大；有机合成高分子絮凝剂价格高，生物难降解，残留的单体有毒，所以在实际应用中受到了限制。
由于天然高分子具有分子量分布广、活性基团多、结构多样化等特点，而且来源广泛、价廉、无毒、可生物降解。
因此，近年来被国内外广泛用来研制新型絮凝剂。
关键词：天然高分子絮凝剂废水处理
一、使用甲壳素作为原材料的絮凝剂
1.1壳聚糖类对废水处理的效果
壳聚糖是甲壳素脱乙酰化的产物，故亦称脱乙酰甲壳素，它是一种很好的阳离子絮凝剂，主要用于工业废水的处理。
利用壳聚糖的吸附性处理食品加工废水，研究结果表明，壳聚糖对各种食品加工废水处理均特别有效且投加量较少。
此外，壳聚糖为絮凝剂回收工业废水中的蛋白质、染料以及重金属离子也取得了较好的效果。
还利用壳聚糖螯合絮凝除铜，在Cu2+的浓度为20-60mg/l时，除铜率高达百分之九十九点五。
1.2羧甲基壳聚糖类的优点
羧甲基壳聚糖由壳聚糖经醚化反应制得。
壳聚糖经羧甲基化后，在水中具有极好的水溶性，羧甲基壳聚糖是新型的高分子絮凝剂；采用研制的羧甲基壳聚糖絮凝剂处理工业废水，结果显示，羧甲基壳聚糖絮凝剂在废水的脱色和COD的去除方面都优于常用的其他高分子絮凝剂。
1.3甲壳多聚糖类
甲壳多聚糖废水净化剂系采用高分子化合物为载体而研制的新型、多功能废水净化剂，为非溶性颗粒状物质，主要原料是甲壳素、纤维素、活性炭、矿化石等。
采用甲壳多聚糖废水净化剂处理肌醇废水，处理后废水COD去除率达99%以上，脱色率达94%以上。
甲壳多聚糖废水净化剂还具有再生容易的特点，用少量水洗涤后，在空气中氧化6-81即可恢复吸附功能，可重复再生12次。
二、以木质素为原料的絮凝剂
2.1木质素季铵型阳离子絮凝剂
自70年代以来，国外已研究了以木质素为原料合成季铵型阳离子表面活性剂，用其处理废水获得了良好的絮凝效果。
利用造纸蒸煮废液中木质素合成了阳离子表面活性剂，并作为水处理剂处理阳离子染料、直接染料、酸性染料；结果表明，木质素阳离子表面活性剂具有良好的絮凝性能，脱色率均超过90%。
以造纸黑液中提取的木质素为原料，合成了新型脱色絮凝剂木素季铵盐，通过正交实验，研究了对合成的影响因素，优化出絮凝剂合成工艺条件，并用于处理高浓度、高色度染料中间体J酸废水，取得了较好的脱色效果，最佳投加量为每升20毫克。
2.2木质素接枝共聚物絮凝剂
木质素在温和条件下能与丙烯酰胺发生接枝共聚反应，在一定程度上会影响接枝产物的混凝性能。
据报道，木质素接枝共聚物絮凝剂不论在最小投量、残留浊度和平均粒径变化方面，还是对PH值波动的适应能力等方面都优于其它改性木质素。
2.3木质素絮凝剂
木质素不仅经过改性制备各种絮凝剂，而且本身也可以作为絮凝剂使用。
从草浆黑液中提取木质素，研究了木质素絮凝剂的性质，并将木质素絮凝剂与聚合氯化铝、聚丙烯酰胺絮凝剂的处理效果进行了比较，证实了木质素絮凝剂在处理味精废液和印染废水中的优越性，特别是利用木质素独特的絮凝性能可以将味精浓废液中95%的菌体沉降回收并制成高蛋白饲料。
研究了从厌氧处理前后的碱法草浆黑液中提取的木质素作为絮凝剂，处理蒙脱土悬浊液和印染废水；实验发现，从厌氧处理后的黑液中提取的木质素比处理前的质素絮凝性能好。
在此基础上又研究了木质素絮凝作用机理，证明了木质素絮凝剂是一种对高浊度、酸性废液有特效的水处理剂。
三、以淀粉为构成基本的絮凝剂
3.1改性淀粉絮凝剂
改性淀粉具有良好的絮凝性能且无毒、可以完全被生物分解，因而被广泛关注。
80年代初期，我国学者已开始对淀粉改性研制新型絮凝剂，近年来将木薯粉与烯类单体在催化剂作用下发生反应，制得新型的阳离子CS-1型絮凝剂，这种絮凝剂用于污水处理厂二级污水处理，可缩短泥水分离的絮凝过程，为城市污水有效处理提供了保障。
以玉米淀粉为骨架，用环氧氯丙烷与之反应制成高交联淀粉（CCMS），CCMS应用于含重金属离子废水的处理，取得了较好的效果。
3.2淀粉接枝共聚物絮凝剂
近年来，淀粉的接枝共聚研制新型絮凝剂，在国内也取得了长足进展。
用过硫酸铵为引发剂，使菱角粉与丙烯腈接枝共聚，制得的改性淀粉配以助凝剂碱式氯化铝处理印染废水，浊度去除率70%以上。
在淀粉与丙烯酰胺共聚两步法合成阳离子淀粉絮凝剂的基础上，进行了淀粉—丙烯酰胺接枝共聚物一步法改性阳离子絮凝剂CS-GM的合成及性能研究，用这种絮凝剂处理毛纺厂印染废水取得了较好结果。
以淀粉为原料，合成了阳离子型改性高分子絮凝剂，并用它对印染、酿酒、屠宰和印刷电路板等轻工废水进行处理，结果表明，悬浮物、COD、色度去除率较高且产污泥量较少，处理后的轻工废水水质得到较大改善。
研究了接枝羧基淀粉对贵金属离子Au（I）、Pd（II）、Pt （IV）的静态吸附性能和选择性，探讨了其吸附机理，为贵金属离子的分离提供了理论基础。
3.3淀粉氧化制备多功能水处理剂
以高锰酸钾和次氯酸钠为氧化剂，对淀粉进行适度氧化制得了高羧含量和适度分子量的羧酸化淀粉，经磷酸酯化反应制得羧酸磷酸化淀粉；实验结果表明，该药剂除具有絮凝性能外，还具有优良的阻垢和缓冲腐蚀性能，并具有良好的协同作用。
四、结束语
天然高分子资源在我国极为丰富，近十年来，国内应用天然高分子进行改性研制新型絮凝剂发展很快，但多数处于实验室研究阶段，
这与国外有很大差距。
天然高分子不仅可以用来研制阳离子絮凝剂，而且还可以开发出具有絮凝、缓蚀、阻垢、杀菌为一体的多功能水处理剂，以满足复杂水质情况下多种水质的要求。
随着我国工业用水需求量的增长，国家对环保事业的更多投入，废水处理将会大大增加。
因此，水处理药剂的市场潜力很大，开发和应用新型天然高分子水处理剂将是水处理发展方向之一。
参考文献：
[1]王萍.高分子絮凝剂在废水处理中的应用研究现状[J].甘肃科技，2015（09）
[2]佟晓磊.探析改性天然高分子絮凝剂的制备及其在废水处理中的应用[J].化工管理，2015（12）。
