新型复合絮凝剂γ-PGACa的性能
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复合型生物絮凝剂成分分析及其絮凝机理的研究
马放;张金凤;远立江;王微;王琴;王爱杰
【期刊名称】《环境科学学报》
【年(卷),期】2005(25)11
【摘要】蒽酮反应、考马斯亮蓝、紫外扫描等测定结果表明,絮凝剂CBF的主要成分为多糖类物质.红外光谱扫描分析CBF中含有羧基,分别以-COO-和COOH的形式存在.用凝胶色谱柱测其相对分子量为105~106.Zeta(ξ)电位测定及氢键和离子键检验结果表明,CBF与高岭土等无机颗粒之间的作用力为离子键,絮凝过程中存在架桥作用.利用原子力显微镜观察其絮凝形态发现絮体结构密实,有利于絮体沉降.其絮凝机理为絮凝剂和高岭土以离子键的形式结合,之后通过架桥作用絮凝沉淀.【总页数】6页(P1491-1496)
【关键词】微生物絮凝剂;絮凝;多糖;絮凝机理;吸附架桥
【作者】马放;张金凤;远立江;王微;王琴;王爱杰
【作者单位】哈尔滨工业大学市政环境工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】X703.5
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聚合硅酸铝铁(PSAF)的制备与絮凝性能研究
时文中;李灵芝;余国忠
【期刊名称】《三峡环境与生态》
【年(卷),期】2003(025)004
【摘要】以硫酸铝、硫酸铁、水玻璃为主要原料,制备了聚合硅酸铝铁(PSAF)絮凝剂.研究了不同Al/Fe/Si摩尔比、碱化度B)值、pH值、投加量等因素对絮凝效果的影响,考察了PSAF的絮凝性能,并与传统絮凝剂作了比较.结果表明:在pH值为6-8,投药量为1.5×10-5mol*L-1(以SiO2计),PSAF中Al/Fe/Si摩尔比为
1∶1∶1,B为0.8时絮凝效果最佳,其絮凝去浊性能明显优于硫酸铝、硫酸铁及聚硅酸.
【总页数】4页(P29-32)
【作者】时文中;李灵芝;余国忠
【作者单位】河南省驻马店师专化学系,河南,463000;河南省平顶山师专化学系,河南,467000;清华大学环境工程与科学系,北京,100084
【正文语种】中文
【中图分类】X13
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新型絮凝剂APAC在处理黄河水中的应用研究夏德强;王萍;付君善;韩晓燕;胡绳【期刊名称】《兰州交通大学学报》【年(卷),期】2008(027)006【摘要】以改性凹凸棒和聚合氯化铝为原料,制备了一种新型环保絮凝剂APAC,并阐述了其水体净化机理.该絮凝剂的最佳质量配比为m(PAC)∶m(凹凸棒)=2∶1.与传统絮凝剂PAC相比,具有较少的投加量,当1#、2#APAC投加量为8,4.8 mg/L 时,除浊率分别达到97.34%和100%;更宽的pH值适用范围,最佳范围为7~11;更低的残余铝含量,1#、2#APAC在最优条件下的残余铝量分别为0.182 mg/L和0.166 mg/L.【总页数】4页(P50-53)【作者】夏德强;王萍;付君善;韩晓燕;胡绳【作者单位】兰州交通大学,化学与生物工程学院,甘肃,兰州,730070;兰州交通大学,化学与生物工程学院,甘肃,兰州,730070;兰州交通大学,化学与生物工程学院,甘肃,兰州,730070;兰州交通大学,化学与生物工程学院,甘肃,兰州,730070;兰州交通大学,环境与市政工程学院,甘肃,兰州,730070【正文语种】中文【中图分类】X703.1【相关文献】1.PAFSC与稀土复合絮凝剂的制备及在黄河水中的应用研究 [J], 韩迪;王九思;郭立新;何照兆;文卓琼2.新型环保絮凝剂APAC的沉降性能试验研究 [J], 李国威;夏德强;杨智3.新型絮凝剂APAC与壳聚糖复配处理浊度水的实验研究 [J], 夏德强;吕维华;苏晓云;张远欣;甘黎明;赵立祥4.新型环保絮凝剂APAC的制备及性能表征 [J], 夏德强;王萍;付君善;韩晓燕;孔爱平5.复合絮凝剂APAC处理含镍废水的效果 [J], 夏德强;花发奇;付君善因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
无机高分子絮凝剂及其应用XXXXXXX 某某混凝剂是混凝技术之中最重要的关键之所在,主要分为无机混凝剂和有机混凝剂两大类。
而由于具有毒性较低,价格较为便宜,原料容易获取,容易贮存等很多优点无机混凝剂因而在混凝技术中占据着极其重要的位置。
无机混凝剂的种类较少,主要分为铝和铁的盐类及其水解聚合产物,已经发展很完善成熟并且已经具有公认的产品代表,其中传统的小分子混凝剂如硫酸铝、氯化铁等由于投量大、处理成本高已逐渐被新型的无机高分子混凝剂所代替[1]。
无机高分子混凝剂(Inorganic Polymer Flocculation,IPF)以其投药量少、无毒或低毒、价廉和处理效果好等优点,越来越受到人们的重视,逐渐成为给水、工业废水和城市污水处理的主流混凝剂,被称为第二代混凝剂。
目前应用比较多的还是聚铝、聚铁两大系列,如PAC、PFC等,但是新型的聚硅、聚磷和聚硫也不断面世,并显现出不凡的混凝效果,如聚硅酸铝、聚磷酸铁等。
因此,无机高分子混凝剂呈现多品种、多组份和多功能的发展趋势。
1.1 常规绿铁系类(1)聚合氯化铝(PAC)聚合氯化铝自60年代日本问世以来,发展迅速,成为国际公认的一种优良净水剂。
它具有混凝效果好、用量少、絮体沉降快、使用范围广等优点。
试验证明,用混凝法处理石油化工废水时,聚合氯化铝较之传统的混凝剂如硫酸铝、甚至聚铁其絮凝性能好,所需药剂投放量少,有利于后处理,而且去除率高,对原水pH值影响小,可作为石化污水回收处理的混凝剂。
潘碌亭[2]等人对PAC在印染废水中的应用进行了研究,当其投加量700-900mg/L时,pH控制在5.4-6.6时,脱色率可达93%,且较其它絮凝剂产生的矾花大,沉降速度快。
(2)聚合硫酸铝铁(PAFS)骆丽君[3]研究了PAFS和PAM 组合对造纸废水的混凝处理,表明在溶液pH 值为5,PAFS投加量为1000mg/L,PAM 的用量为2.5mg/L,温度为20℃,搅拌时间20min 时,COD的去除率可达80%左右。
聚谷氨酸神奇的肥料增效剂作者:新型肥料技术网查看原文聚谷氨酸(γ-PGA)成为现阶段最受人关注的生物制品之一。
γ-谷氨酸具有优良的水溶性、超强的吸附性和生物可降解性,降解产物为无公害的谷氨酸,是一种优良的环保型高分子材料,可作为保水剂、重金属离吸附剂、絮凝剂、缓释剂以及药物载体等,在化妆品、环境保护、食品、医药、农业、沙漠治理等产业均有很大的商业价值和社会价值。
聚谷氨酸γ–PGA既不是农药,也不是肥料,而是一种植物保健品、营养素,其之所以能促使植物增产,是由于它有如下特性:1、γ–聚谷氨酸有超强的亲水性与保水能力漫淹于土壤中时,会在植株根毛表层形成一层薄膜,不但具有护根毛的功能,更是土壤中养份、水份与根毛亲密接触的最佳输送平台,能很有效率的提高肥料的溶解、存储、输送与吸收,大大提高肥料的使用效率。
阻止硫酸根、磷酸根、草酸根与金属元素产生沉淀作用,使作物能更有效的吸收土壤中磷、钙、镁及微量元素,促进作物根系的发育,加强抗病性。
2、γ聚谷氨酸能平衡土壤的酸碱值γ-PGA对酸、碱具有绝佳缓冲能力,可有效平衡土壤酸碱值,改变长期使用化肥造成的酸性土质。
3、γ聚谷氨可结合沉淀有毒重金属对Ph+2、Cu+2、Cd+2、Cr+3、A1+3,As+4 等有毒重金属有极佳的螯合效果,经γ–PGA螯合后,农作物不能吸收,从而使农产品中不再有重金属残留。
4、γ聚谷氨可增强农作物抗性由于γ-PGA可整合植物营养、土壤中的水活成份,可以增强农作物的免疫力和生物活性,使作物根系发达,使小麦、水稻等作物分蘖明显增加,植株健壮,可增强抵抗由土壤传播的植物病原所引起症状的能力。
5、γ聚谷氨促进增产由于上述原因,在减少化肥使用量4 0—5 0%、降低农业生产总本的条件下,仍可使农作物普遍增产,茶叶、瓜果、蔬菜等农产品快速增产,增产量可达10-2 0%,大田作物增产量可达10%-15%。
生物发酵合成聚谷氨酸具有突出的优点,通过芽孢杆菌发酵,产物均为聚谷氨酸型、产物分子量高、生产条件温和、生成产物纯度较高,微生物发酵得到的聚谷氨酸分子量可达100KD~1000KD,相比于化学合成法制取成本也大大减少,是唯一适合工业化大规模生产聚谷氨酸的方法。
专利名称:一种新型高效复合絮凝剂的制备方法专利类型:发明专利
发明人:晏明全
申请号:CN201010000930.9
申请日:20100121
公开号:CN102134117A
公开日:
20110727
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及环境保护、水处理、材料、化工等领域。
利用有机、无机助凝剂与无机高分子絮凝剂聚合铝复合开发一种新型高效复合絮凝剂的方法。
聚合氯化铝(PACl)是在传统的铝盐混凝剂基础上发展起来的新型高效絮凝剂,其通过预水解提高有效混凝成分Al的含量。
但Al形成的絮体分离性能较差。
本发明通过添加助凝剂制备复合絮凝剂,既能提高Al的吸附架桥能力,又能提高其电中和性能,从而显著提高絮凝剂的混凝性能。
申请人:北京大学
地址:100871 北京市海淀区颐和园路5号
国籍:CN
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水处理剂包括很多种,聚合硅酸铝铁是其中的一种复合新型水处理剂,具有离子度高、易溶于水(在整个PH值范围内完全溶于水,且不受低水温的影响)、不成凝胶、水解稳定性好等特点,由于絮凝剂的大分子链上所带的正电荷密度高,产物的水溶性好,分子量适中,因此具有絮凝和消毒的双重性能。
絮凝剂与传统使用的无机絮凝剂(如聚合氯化铝,硫酸铝、碱式氯化铝等)相比,具有产生的淤泥量少,沉降速度快水质好,成本低等特点,而且还可采用直接过滤的新工艺,这对传统的上水处理无疑是一个重大改革。
高效絮凝剂它不仅可有效地降低水中悬浮物固体含量,从而降低水的浊度:而且还可使病毒沉降和降低水中三卤甲烷前体的作用,因而使水中的总含碳量(TOC)降低。
絮凝剂可作为主絮凝剂和助凝剂使用(其用量0.5-0.7PPM相当于明矾50~60PPM),对水的澄清更具显著效果。
特别是对低浊度水的处理,更是其它类型的高分子絮凝剂所不及。
聚合硅酸铝铁溶解性:易溶于水、醇、氯仿、四氯化碳,微溶于苯理化指标外观灰黑色粉状或淡黄色片状特性粘度≥40%m1/g含量≥36%m/m 离子度≥50%m/m分子量174.45 适应水PH值6-9用途1、聚合硅酸铝铁絮凝体形成快、沉降速度快,如遇潮解,其效果不变。
2、聚合硅酸铝铁腐蚀性小,操作条件好,处理水中盐分增加少,有利于离子交换处理和高纯制水。
3、聚合硅酸铝铁适应的源水PH6.0-9.0范围均可凝聚,对源水温度的适应性优于,聚合氯化铝、硫酸铝等无机絮凝剂4、聚合硅酸铝铁广泛用于自来水,印染废水、皮革废水、含氟废水、重金属废水、含油废水、造纸废水、洗煤废水、矿山废水、酿造废水、冶金废水、肉类加工废水等废水净化处理。
5、聚合硅酸铝铁还用于给水的特殊水质处理、除镉、除氟、除放射性污染、除浮油等聚合硅酸铝铁作用及使用方法:聚合硅酸铝铁絮凝剂是一种水溶性无机高分子化合物,它具有阳的离子电荷,易溶于水,储存稳定性较差,适用于处理低浊低温废水。
广东化工 2012年第15期· 88 · 第39卷总第239期新型复合絮凝剂γ-PGACa的性能研究王玥婷,兰善红,武秀文(东莞理工学院化学与环境工程学院,广东东莞 523808)[摘要]对新型有机—无机复合絮凝剂γ-PGACa处理废水进行了实验研究,考查了pH、总投药量、投配比和浊度四个影响因素,确定了最佳使用条件;然后将复合絮凝剂γ-PGACa与常见絮凝剂絮凝处理废水的效果和成本进行比较。
结果表明,γ-PGACa与常见无机絮凝剂结合使用,能大大提高絮凝效果,性价比比常见的高分子絮凝剂如PAM高,且对环境污染较小,无毒、高效、可降解且不存在二次污染。
[关键词]γ-聚谷氨酸钙(γ-PGACa);絮凝性能;最佳使用条件;使用成本[中图分类号]X703.5 [文献标识码]A [文章编号]1007-1865(2012)15-0088-03Study on Properties of New-type Composite Flocculant γ-PGACaWang Yueting, Lan Shanhong, Wu Xiuwen(School of Chemistry and Environment Engineering, DongGuan University of Technology, Dongguan 523808, China)Abstract: The paper has made the experimental study on wastewater treatment by new-type organic- inorganic composite flocculant γ-PGACa, examined four influencing factors of pH, total dosage, adding ratio and turbidity, and determined the optimum operation condition; Later, this paper has made the comparison on the effect and cost of wastewater treatment by composite flocculant γ-PGACa and common flocculant. The result shows that the combined use of γ-PGACa and common inorganic flocculant can greatly improve the flocculation effect. The performance price ratio is higher than that of common polymeric flocculant such as PAM. In addition, it has less pollution on the environment, non-toxic, efficient, degradable and no secondary pollution.Keywords:γ-PGACa;flocculation property;optimum operation condition;use costγ–PGA全名γ-Polyglutamic acid,是以左、右旋光性的谷氨酸为单元体,以γ-位上的醯胺键聚合而成同质多肽,聚合度约在1000-15000之间的高分子聚合物。
γ-PGA具有优越的水溶性、1000倍以上的吸附性和生物可降解性,降解产物为无公害的谷氨酸,是一种优良的环保型高分子材料。
由于Ca2+对γ-PGA的絮凝活性有较大程度的提高,因此将高分子的γ-PGA与Ca复合,制成γ-PGACa,以提高其絮凝性能并改善其使用环境。
东莞理工学院微生物实验室通过纳豆芽孢杆菌(Bacillus subtilis natto)液体发酵、分离纯化生产出γ-聚谷氨酸(γ-PGA),然后通过交联改性化学修饰,制备高分子的γ–PGA,然后与Ca2+进行复合,制成新型有机—无机复合絮凝剂γ-聚谷氨酸钙(γ-PGACa),为试验做好前期工作。
它是环保友好型新型复合絮凝剂,γ-PGACa是结合了有机絮凝剂和无机絮凝剂双重特点的新型复合型絮凝剂。
本试验主要针对该种新型絮凝剂处理废水的效果和应用条件进行研究,并与常见的同类絮凝剂PAM进行比较,从而分析出γ-PGACa在污水处理等众多领域的应用潜力。
1 材料与方法1.1 主要原料和试剂试剂:高岭土,PAC,PAM,γ-聚谷氨酸钙(由实验室提供),聚硅磷氯化铝铁,0.1 mol/L NaOH,0.1 mol/L HCl,去离子水。
实验所用试剂均为分析纯。
模拟废水:使用电子天平称取0.7400 mg高岭土,溶解于水中,搅匀,调配至其浊度为100 NTU。
1.2 主要仪器PHS-25C精密酸度计,WGZ-800型散式光浊度仪,深圳中润ZR4-6混凝实验搅拌机,电子天平。
1.3 试验方法1.3.1 复合絮凝剂γ-PGACa最佳使用条件的确定通过γ-PGACa与PAC配合使用来确定pH、总投药量、投配比和浊度对絮凝效果影响的研究,从而确定出复合絮凝剂γ-PGACa最佳的pH、总投药量、投配比以及在同一条件下不同水质对絮凝效果的影响。
1.3.2 正交试验通过正交试验得出在同一条件下pH、总投药量和水质的不同对絮凝效果影响的大小。
1.3.3 复合絮凝剂γ-PGACa与常见絮凝剂的比较絮凝性能:试验将γ-PGACa与PAC、PSPAFC(聚硅磷氯化铝铁,是自制的一种新型絮凝剂[1-2])、PAM和PAC联合使用三种情况进行了比较分析,得出三种情况下絮凝效果的优劣。
使用成本:试验将复合絮凝剂γ-PGACa与PAC絮凝剂、PSPAFC絮凝剂、PAM和PAC联合使用三种情况下,处理1万吨模拟废水达到同样去除率所需投加的量,折算成使用成本进行比较。
结合絮凝性能和使用成本两个方面,选出性价比最高,污染最小的絮凝剂。
2 结果与分析2.1 复合絮凝剂γ-PGACa最佳使用条件的确定2.1.1 最佳pH的确定分别取1000 mL废水加入六个大烧杯中,先投加PAC,再投加γ-PGACa,PAC与γ-PGACa的投配比为9∶1(质量比)。
将烧杯中的废水的pH分别调为6、7、8、9、10、11、12、13,充分混合后进行絮凝实验,考察pH对絮凝效果的影响,结果如图1所示。
0.880.900.920.940.960.981.001.02浊度去除率/%pH图1 pH对絮凝性能的影响Fig.1 The influence for flocculation property with pH由图1可知,复合絮凝剂γ-PGACa具有较宽的pH适用范围,在pH 7~12范围内,静置15 min,去浊率达到95 %以上,具有较好的絮凝效果,其中pH控制在8~10时效果最佳。
2.1.2 最佳总投药量的确定根据上述实验得出的最佳pH,固定最佳pH=9的条件下,仍按PAC与γ-PGACa的投配比为9∶1,改变总投药量,分别为60 mg、50 mg、40 mg、30 mg、20 mg、10 mg、8 mg、6 mg,观察总投药量的不同对絮凝效果的影响,实验结果见表1。
[收稿日期] 2012-10-04[基金项目] 东莞市科技计划项目(2008108101027);东莞市科技计划项目(200910814046)[作者简介] 王玥婷(1985-),女,哈尔滨人,硕士,初级职称/实验员,主要研究方向为环境方向。
2012年 第15期 广 东 化 工 第39卷 总第239期 · 89 ·表1 不同总投药量对絮凝性能的影响Tab.1 The influence for flocculation property with different totaldosagePAC 用量/mg 54 45 36 27 18 9 7.2 5.4 γ-PGACa 用量/mg 6 5 4 3 2 1 0.8 0.6 剩余浊度/NTU 0.5 0.4 0.4 0.6 0.6 1.7 1.9 4.6 浊度去浊率/%0.995 0.996 0.996 0.9940.994 0.983 0.980.954由表1可知,在pH 相同的条件下,当γ-PGACa 和PAC 总投药量逐渐增大时,除浊效果呈上升趋势。
在总投入量为20 mg 时,去浊率达到了99.4 %,较投入量为10 mg 时提高了1.1 %,而总投入量为30 mg 的去浊率却与20 mg 时相同,因此综合考虑经济效率等因素,确定最佳总投入量为20 mg 。
2.1.3 最佳投配比的确定固定最佳总投药量为20 mg ,pH 为9,观察投配比的不同对絮凝效果的影响。
表2 不同投配比对絮凝性能的影响Tab.2 The influence for flocculation property with different addingratioPAC 用量/mg 18 16 14 12 10 8 γ-PGACa 用量/mg 2 4 6 8 10 12 剩余浊度/NTU 0.6 1.7 2.1 2.7 3.5 3.8 浊度去浊率 0.94 0.983 0.979 0.973 0.9650.962由表2可知,在pH 相同,总投药量一定的条件下,当PAC与γ-PGACa 的投配比为9∶1时,除浊效果最好。
因此,可得到对于浊度为100 NTU 的水样,最佳的使用条件是pH 为9,总投药量为20 mg ,PAC 与γ-PGACa 的投配比为9∶1。
2.1.4 不同水质对絮凝效果的影响保持投配比不变,采用不同的总投药量,分别使用浊度为100 NTU ,200 NTU ,300 NTU 的模拟水样,进一步探究不同水质对絮凝效果的影响,结果如图2所示。
0.920.930.940.950.960.970.980.991.00浊度去除率/%聚合氯化铝用量/mg图 2不同水质对去浊率的关系曲线Fig.2 The curve relation of turbidity removal rate with differentwater quality由图2可知,γ-PGACa 随着投药量的增加,除浊效果均呈上升趋势。
总投药量在20 mg 左右,均达到较好的絮凝效果。
在总投药量为20 mg 以下,水质的不同对絮凝性能的影响较明显。
2.2 正交试验将对絮凝效果影响较大的几个因素进行正交实验以优化絮凝条件,正交实验设计表格及实验结果如表3所示。