絮凝剂的发展现状和发展前景

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--完整版学习资料分享---- 微生物絮凝剂在水处理中的应用

摘要：微生物絮凝剂法广泛应用于水处理中。本文主要论述了微生物絮凝剂的分类，絮凝机理，影响絮凝活性的因素及在水处理中的应用。 关键词：微生物絮凝剂；水处理；应用

1 前 言

随着水处理技术的发展,絮凝剂的研究和应用越来越受到重视。微生物絮凝剂是某些微生物在特定的培养条件下，生长到一定阶段而产生的有絮凝活性的次生代谢物质，可作为一种新型水处理剂，具有安全、高效、易生物降解等特性[1]。微生物絮凝剂多数相对分子质量较大(104~106)，分离纯化的微生物絮凝剂主要有多聚糖、糖蛋白、糖脂、脂蛋白、DNA、RNA、纤维素等，其中以多聚糖和糖蛋白类物质占绝大多数[2]。

2 微生物絮凝剂的分类

1) 直接利用微生物细胞的絮凝剂，如某些细菌。其中霉菌、放线菌和酵母，它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中。

2) 利用微生物细胞提取物的絮凝剂，如酵母细胞壁的葡聚菌、甘露聚糖、蛋白质和N-乙酸葡萄糖胶等成分均可以作为絮凝剂。

3) 利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂，微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物，主要有细菌的荚膜和粘液质，除水分外，其余主要成分为多糖及少量的多肽、蛋白质、脂类及复合物，其中多糖在某种程度上可作为絮凝剂[3]。

3 微生物絮凝剂的絮凝机理

微生物絮凝剂在液体介质中主要通过其电荷性质和高分子特性使胶体脱稳、絮凝沉淀、固液分离。研究工作者已经提出多种絮凝机理，其中以“桥联作用”机理最为人们所接受。

3.1 “桥联作用”机理

该学说认为微生物絮凝剂大分子借助离子键、氢键和范德华力，同时吸附多个胶体颗粒,在颗粒间产生“架桥”现象，并形成一种网状的三维结构而沉淀下来。Lee等以吸附等温线和ζ电位测定表明，环圈项圈藻PCC-6720所产生的絮凝剂对膨润土絮凝过程是以“桥联作用”机理为基础的。电镜照片显示细菌之间有胞外聚合物搭桥相连，正是这些桥使细胞丧失了胶体的稳定性而紧密聚合并在液体中沉淀下来。

施工技术与应用　

水处理中絮凝剂的研究与应用探讨　

１．前言　摘要：本文综合分析了国内外相关资料，论述了水处理絮凝剂的重要意义，重点对无机絮凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂的特　

性和应用情况进行了分析和评价，并且探讨了絮凝剂研究的发展趋势。　

关键词：水处理；絮凝剂；应用情况；发展趋势　

水是生命之源，其重要性不言而喻。近年来，我国工业高速发展，需水量　

迅猛增加，水环境的污染却不断加剧，工业废水大量增加。因此，为了解决用　

水紧张的问题，积极研究污水处理措施刻不容缓。目前，国内外都在研究开发　

高效、无毒的污水处理工艺方法，其中，絮凝沉淀技术以其低成本、经济简便　

等优点被广泛应用于各行各业的污水处理中。絮凝剂的絮凝在用水和废水处　

理中占重要地位。一方面，絮凝作用能有效地脱除悬浮物质、胶体物质，净化　

率达６５％以上；另一方面，絮凝作用可以使９０％以上的微生物和病菌沉降，便　

于处理水的进一步消毒杀菌。　

絮凝剂的种类琳琅满目，随着科技水平的不断发展，絮凝剂不断朝着无　毒、高效、系列化的方向发展。根据化学组成和性质的不同，絮凝剂可大致分　

为无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂和复合絮凝剂四大类。由于它们的　

应用特点、絮凝机理、造价等方面均有差异，所以它们具有不同的应用环境。　

２．无机絮凝剂　

无机絮凝剂凝聚效果和脱色能力良好，操作简便，因此，其被广泛应用于　

饮用水、地下水以及废水淤泥的脱水处理、工业水的净化处理中。根据相对分　

子量的大小，无机絮凝剂又可分为无机低分子絮凝剂和无机高分子絮凝剂两　

大类。　

２．１无机低分子絮凝剂　

传统的无机絮凝剂包括低分子的铝盐系和铁盐系，其作用机理主要是双　

电层吸附。铝盐中主要有硫酸铝、明矾、铝酸钠；铁盐主要有三氯化铁、硫酸亚　

铁和硫酸铁等。其中硫酸铝絮凝效果较好，使用方便，其缺点就是在水温较低　

的条件下，硫酸铝水解困难，形成松散的絮凝体，絮凝效果不好。三氯化铁具　

有易溶于水、沉降性能好、对温度、水质和ＰＩ－Ｉ的适应范围广等优点，但其腐蚀　

混凝包括混合、凝聚、絮凝三个工艺。混合是指絮凝剂向水中扩散、并与全部水混合均匀的过程。凝聚是指水中悬浮颗粒与絮凝剂的作用，通过压缩双电层和电中和等机理，失去稳定性而相互结合生成微小絮粒的过程。

絮凝是指凝聚生成的微小絮粒在水流的搅动和絮凝剂的架桥作用下通过吸附架桥和沉淀网捕等机理，逐渐成长为大的絮体的过程。

工艺原理及过程：

水中的胶体颗粒细小、表面水化和带电使其具有稳定性。带电胶体与周围的离子组成双电子层结构的胶团，所有带电胶体都是带负电，在静电斥力作用，相互排斥且自身右极为细小，只能在水中做不规则的高速运动而不能依靠重力下沉。向水中加絮凝剂后产生大量的正三价的离子和不溶于水的带正电荷的氢氧化物胶体，前者可以压缩胶体双电层，后者可以与水中的杂质发生吸附架桥、网捕等，从而使水中胶体脱稳，并逐渐形成就较大的颗粒矾花，最终在重力的作用下从水中分离出来。

絮凝剂的投加和配制：

配制一定浓度的溶液投入水中，溶解池一般配以机械搅拌装置，通过搅拌加速药剂的溶解。絮凝剂的投加设备包括计量设备、药液提升设备、投药箱、必要的水封箱以及注入设备，插入原水管内的加药管切口与逆水流方向成60°。

工艺控制 水力条件：充分的絮凝时间和必要的速度梯度。其速度梯度大了会产生较大的剪力，已经絮凝的大矾花由于剪力而破碎且难以再重新组合。絮凝时间长则颗粒的平碰撞的机会就多。混合要快速、充分，是絮凝和固液分离的前提，混合时间一般为10~30s，最长为120s，适宜的速度梯度为500~1000/s.絮凝剂的水解作用极短所以一般的混合时间为10~60s。要求水流平稳延续的时间较长，对絮凝的效果有利的帮助。

碱度

絮凝剂水解氢离子的数量会增加，需要碱的中和才能保证水中的PH值不会下降从而影响混凝效果。

水温

水温低，化学反应速度慢，影响絮凝剂的水解，水中的杂质和氢氧化物胶体的碰撞机会减少，水的粘度液大，颗粒下降的阻力增加，矾花不易下沉。

微生物絮凝剂的研究及应用前景张晶　

微生物絮凝剂的研究及应用前景　

Ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　Ｂｉｏｆｌｏｃｃｕｌａｎｔ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ａｐｐｌ　ｉｃａｔｉｏｎ　Ｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄ　

张　晶　王战勇　苏婷婷　朱焕山　孙建华。　

（１．辽宁石油化工大学环境工程系　抚顺　１１３００１）；（２．抚顺市环境保护监测站抚顺　１１３００６）；　

（３．辽宁科林环保工程有限责任公司　沈阳　１１００１１）　

摘要对微生物絮凝剂的研究及应用进展进行综述，包括产生絮凝剂的微生物种类，微生物絮凝剂的提取纯化，微生　物絮凝剂的絮凝机理，影响因素，研究动向以及微生物絮凝剂的应用。　关键词微生物絮凝剂絮凝　

Ａｂｓｔｒａｃｔ　Ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ　ｔｈｅ　ｓｔｕｄｙ　ｏｎ　ｂｉｏｆｌｏｃｃｕｌａｎｔ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｆｏｒｅｇｒｏｕｎｄ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｓｐｅｃｉｅｓ，ｐｕｒｉｆｉｃａ—　ｔｉｏｎ，ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｎｇ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ，ａｆｆｅｃｔｉｎｇ　ｆａｃｔｏｒｓ，ｓｔｕｄｙ　ｔｒｅｎｄ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ　Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ　Ｆｌｏｃｃｕｌａｎｔ　Ｆｌｏｃｃｕｌａｌｉｏｎ　

微生物絮凝剂（Ｍｉｃｒｏｂｉａｌ　Ｆｌｏｃｃｕｌａｎｔ，简称　

ＭＢＦ）是某些种类的细菌、放线菌、霉菌、酵母等在　特定培养条件下，其生长代谢至一定阶段产生的　

具有絮凝活性的代谢产物，是一种安全、高效、且能　

自然降解的新型水处理剂，包括糖蛋白、多糖、纤维　素、蛋白质和ＤＮＡ等［１］。它们通过其电荷性质和　

高分子特性在液体介质中起电荷中和、吸附、桥联、　

网捕等作用，使胶体脱稳、絮凝沉淀、固液分离。　

由于微生物絮凝剂可以克服无机高分子和合成有　机高分子絮凝剂本身固有的缺陷，既可生物降解又　

安全可靠，最终实现无污染排放，因此越来越受到　关注　２～４ｌ。　

１　微生物絮凝剂的研究现状