A. 生物絮團零換水養殖南美白對蝦模式是怎樣的呢
養殖池水原位處理
普通養殖池要實現零換水,大多需要另外配備一套水處理系統,養殖池水經過水處理系統後再回到養殖池才能進行循環利用。而跑道池養殖模式能實現養殖系統與水處理系統合二為一,養殖池水在原位處理。養殖過程中產生的氨氮、亞硝酸鹽等有毒害物質和排泄物在養殖池中及時得到分解轉化,無需再經沉澱、過濾、細菌分解等一系列處理環節。
生物絮團並非越多越好
均勻懸浮在水體中的生物絮團能原位進行水體自凈處理,又能作為有機顆粒餌料被對蝦攝食,但在養殖系統中卻不是越多越好。徐武傑告訴記者:「我們實驗證明,生物絮團能提供對蝦5%~15%的營養來源,生物絮團並不能代替飼料來滿足對蝦生長需要,只能作為對蝦的補充營養。雖然對蝦對水體中生物絮團的耐受力很高,也不會引起對蝦不適,但是生物絮團的主要成份為有機質顆粒和微生物,含量過多是非常耗氧的。在微生物量足夠控制水質的情況下,生物絮團含量越少越好。」
所以,越到養殖後期隨著養殖池營養物質的積累,水體中生物絮團含量越大。為了減少耗氧,保證系統的穩定,就需要通過簡單的沉降裝置或泡沫分離器,把一部分生物絮團移出養殖池。
B. 如何將凝聚和絮凝結合使用
水中顆粒碰撞的動力來自兩方面:顆粒在水中的 布朗運動和在水力或機械攪拌下所造成的流遲正體運動。在水處理中使膠體脫穩的過程稱為「凝聚」脫穩膠體相碼畝悔互聚集的過程稱為絮「凝」。混凝是「凝聚「和「絮凝」的總稱。凝聚和絮凝兩個過程對應的設備為混合設備和絮凝設備。混凝工藝過程的控制指標為速度梯度G值和水力停留時間T,有時也可以是二者乘積的形式GT表示。在混合階耐知段,要使葯劑迅速均勻的分散到水中以利於葯劑水解,並使顆粒的脫穩及聚合,必須提供對水流的 劇烈快速的攪拌,即應採用較大的G值,較小的T值,而在絮凝階段,絮體已經長大,易破碎,所以G值比前一階段要減小,相應T值則需變大。
混凝過程式控制制參數:
混合池:G=500--1000s-1 T=10--60s
C. 電鍍廢水處理是如何運用生物絮凝法的
生物絮凝法是利用微生物或微生物產生的代謝物進寬念態行高含絮凝沉澱的一種除污方法。所用的 微生物絮凝劑是由微生物產生並分泌到細胞外,具有絮凝活性的代謝物,一般由多糖、蛋白質、DNA、纖維素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物質構成,分子中含有多種官能團,能使水 中膠體懸浮物相互凝聚沉澱。目前,對重金屬有絮凝作用的約有十幾個品種,生物絮凝劑中的氨基和羥基可與Cu 2+ 、Hg 2+ 、Ag + 、Au 2+ 等重金屬離子形成穩定的鰲合物而沉澱下來。微生物絮凝法處理廢慎源水具有安全方便、易於實現工業化等特點。具有廣泛應用前景。
D. 絮凝劑作用是什麼
絮凝劑在污水處理領域作為強化固液分離的手段,可用於強化污水的初次沉澱、浮選處理及活性污泥法之後神含的二次沉澱,還可用於污水三級處理或深度處理。當用於剩餘污泥脫水前的調理時,絮凝劑和助凝劑就變成了污泥調理劑或脫水劑。
絮凝劑主要是帶有正電(負)性的基團中和一些水中帶有負(正)電性難於分離的一些粒子或者叫顆粒,降低其電勢,使其處於不穩定狀態,並利用其聚合性質使得這些顆粒,集中,並通過物理或者化學方法分離出來。
(4)如何快速形成生物絮凝團擴展閱讀:
絮凝劑的作用機理:
絮凝作用機理是凝聚和絮凝兩種作用過程。凝聚過程是膠體顆粒脫穩並形成細小的凝聚體的過程,而絮凝過程是所形成的細小的凝聚體在絮凝劑的橋連下生成大體積的絮凝物的過程。最近把凝聚作用定義為:中和膠體和懸浮物顆粒表面電荷,使其克服膠體和懸浮物顆粒間的靜電排斥力,從而使顆粒脫穩的過程稱作凝聚作用。
它與顆粒的性質、使用的凝聚劑和脫穩後顆粒是否能形成大游做笑的聚集體有關,這里所指的凝聚劑是無機鹽、電解質,不包括有機高分子絮凝劑,他又給絮凝作用定義為:膠體和懸浮物顆粒在高分子絮凝劑的作用胡告下、橋連成為粗大的絮凝體的過程,在絮凝過程中伴隨著粗大的絮凝體的形成,也存在電荷中和作用。
E. 微生物絮凝劑的絮凝過程主要包括哪3個物理化學過程
生物絮凝劑的絮凝機理
絮凝是個很復雜的過程,目前有多種理論可以解釋絮凝機理,其中主要的有以下三種:橋聯作用、電性中和作用、基團反應橋聯作用。
對於生物絮凝劑的作用機理先後提出過很多學說。目前較為普遍接受的是「橋聯作用」機理。該學說認為絮凝劑大分子藉助離子鍵、氫鍵和范德華力,同時吸附多個膠體顆粒,在顆粒間產生「架橋」現象,從而形成一種網狀三維結構而沉澱下來。Levy等以吸附等溫線和z電位測定表明環圈項圈藻PCC一6720所產絮凝劑對膨潤土絮凝過程確以「橋聯」機制為基礎。用電鏡照片顯示¨ 聚合細菌之間有孢外聚合物搭橋相連,正是這些橋使細胞喪失了膠體的穩定性而緊密地聚合成凝聚狀在液體中沉澱下來。
電性中和
水中膠粒一般帶負電荷,當帶有一定正電荷的鏈狀橘族生物大分子絮凝劑或其水解產物靠近這種膠粒時,中和其表面上的部分電荷,使膠粒脫穩,從而膠粒之間、膠粒與絮凝劑分子問易發生碰撞而沉澱。加入金屬離子或調節pH即可影響其絮凝效果,主要是通過影響其帶電性而起作用。
基團舉拍反應
絮凝劑大分子中某些活性基團與被絮凝物質相應的基正伍羨團發生化學反應,聚集成大分子而沉澱下來。通過對天然大分子改性,添加或去掉某些活性基團,其絮凝活性就大受影響,說明這些絮凝劑絮凝活性大部分依賴於活性基團。溫度影響絮凝效果,主要通過影響其化學基團活性而起作用。其他的絮凝機理如網捕作用、粘質說等可解釋部分絮凝現象,從生物絮凝劑的多樣性以及絮凝范圍的廣譜性可以肯定,絮凝機理是多樣的。
這是前沿科技,理論在發展,先看吧。
F. 如何應用生物絮團技術破解南美白對蝦養殖難題
生物絮團技術是運用了廢水處理系統中的活性污泥法原理,通過添加碳源控制水體中的C/N值和增加水體攪動,以促進微生物在生長、繁殖過程中形成的表面積較大的菌膠團,從而以此來大量絮凝、吸附和吸收水中的有機顆粒物和氨氮等有毒物質,並能將這些物質攝入細胞體內進行降解轉化的具獨立小生態系統的生物懸浮絮凝團。盡管生物絮團技術近年來在水產養殖上關注度很高,但是真正應用成功的案例卻很少。
生物絮團技術在污水處理上已經很成熟,但到了水產養殖就要根據養殖系統重新設計。水產養殖在工程設計方面仍然非常薄弱,不是簡單的培養絮團就可以。比如最簡單的增氧而言,要根據池形選擇不同的增氧設備,如何布管,用多大的氣流,這些都非常重要。第一,系統中設置篩絹網可做為微生物附著生長載體,形成生物膜,提高水質凈化能力;第二,規律的基質設置可調節水的流態,提高水體攪動效果,進而在水流作用下阻擋粘附水體中糞便、殘餌、有機碎屑和藻類等物質為微生物生長提供營養,在防止污物積聚導致厭氧發酵的同時,這些物質亦可作為食物為對蝦所攝食;第三,水體中人工基質的存在可為對蝦提供棲息和躲避場所,在降低蛻殼後殘食幾率的同時,亦增加養殖容納量;第四,系統中微生物以生物膜和懸浮絮團兩種形式構成新的生態系統,且在縱、橫兩個方向相互關聯,不僅能有效提高水質凈化能力,還可增強系統穩定性。
生物絮團維護水質穩定的思維與傳統的集污、排污剛好相反,我們恰恰是想方設法使之散開,不沉澱、不形成死角,充分攪動起來形成懸浮顆粒。要培養凈化效果好的絮團,第一,要達到並維持一定的濃度,一般1L水中絮團為500mg左右;第二,好的絮團顏色呈黃褐色;第三,好的絮團沉降性較好,靜置半個小時後上層的水非常透明清澈;第四,絮團的生物活性高,養殖池裡面氨氮、亞硝酸鹽能夠維持在比較低的水平。
G. 絮凝劑的工作原理及應用
絮凝沉澱法是選用無機絮凝劑(如硫酸鋁)和有機陰離子型絮凝劑聚丙烯醯銨(PAM)配製成水溶液加入廢水中,便會產生壓縮雙電層,使廢水中的懸浮微粒失去穩定性,膠粒物相互凝聚使微粒增大,形成絮凝體、礬花。絮凝體長大到一定體積後即在重力作用下脫離水相沉澱,從而去除廢水中的大量懸浮物,從而達到水處理的效果。為提高分離效果,可適時、適量加入助凝劑。處理後的污水在色度、含鉻、懸浮物含量等方面基本上可達到排放標准,可以外排或用作人工注水採油的回注水。
絮凝劑是目前污水治理中應用最為廣泛的一種葯劑,絮凝過程是污水處理工藝中不可缺少的關鍵環節。按其化學成分可分為:無機鹽類絮凝劑、有機高分子絮凝劑和微生物絮凝劑。用戶可以依據廢水性質不同進行合理選擇。絮凝劑與廢水處理設備相結合,使廢水處理效果更加,有效解決了廢水處理難題。
絮凝劑在廢水處理中的應用有效的提升了污水處理速率,使廢水處理效果顯著。目前,該葯劑在各行業廢水處理中應用較為廣泛,確保經大型污水處理設備處理後的水質能夠符合國家規定排放標准,有效防止了水污染現狀的惡化,確保生態環境可持續發展。
有機高分子絮凝劑在處理煉油廢水加入絮凝劑就是使水與雜質快速、比較徹底的分離開來。 與有機高分子絮閉耐凝劑相比,微生物絮凝劑擁有絮凝范疇廣、活性高、安全無毒、不污染環境等特色,而且使用條件細置,存在廣譜絮凝活性,因而,能夠普遍用於給水污水處理中。
⑴ 高濃度有機廢水處理,高濃度有機廢水主要包含畜產廢水及其它一些食品及農廠廢水,此類廢水在生化處理之前正常添絮凝等預處理進轎春春程。微生物絮凝劑比SPA的絮凝動機更糟,借指沒假如異時將微生物絮凝劑戰大批SPA混雜先,錯味精廢水的預處理後果可退一步進步,且葯劑的總投添質顯明縮小。
⑵ 印染廢水的穿色印染廢水果其色澤淺,組總龐雜,露無染料、漿料、幫劑、纖維、因膠、蠟量、有機鹽等多種物資,仍替邦內隱止產業廢水亂理下的多少小困難之一。其處理易點一非COD高,而B/C值較老,可師化較差;二非色度高且組總龐雜。處理印染廢水要害在於脫色,在各種處理方式外以絮凝法果其投資用度矮、裝備占天多、處置容質小、脫色率高而被廣泛採取。異聚鐵種絮凝劑種相比微死物絮凝劑不僅具備良孬的絮凝積淀性能,而且存在良糟的穿色後果,在印染廢火西無著正常絮凝劑不擁有的上風,絮凝劑。
⑶ 高淡度有機物懸浮廢水的解決高淡度有機懸浮廢水非一種不否熟化提系的廢水,傳統農藝正常採取化教絮凝及處理法。微熟物絮凝劑也否用於高嶺洋、泥水漿、粉煤灰等水樣處理外,在實驗外通功用微師物絮凝及處理陶瓷廠廢水,釉葯廢水戰森螞坯體廢水。
⑷ 活性污泥解決零碎的效力常果污泥的輕提性能變差而下降,在活性污泥西參加微死物絮凝劑時,否使污泥容積指數能很速降落,預防污泥系絮,打消污泥收縮狀況,主而恢回生性污泥重升才能,進步全部處置體系的效力。
息替一種故型的絮凝劑,微熟物絮凝劑有著良糟的利用遠景,未普遍運用於高淡度無機廢水的解決、染料廢火的穿色、活性污泥的處理等寶物處置西,並顯示了強盛的性命力。微死物絮凝劑未。
1城市污水
用從城市生活污水中分離出的具有絮凝、降解作用的高效混合菌群對生活污水進行處理,可使污水 COD 和 BOD 的去
除率達到 100 %
2 建材廢水
前者主要含有較多的黏土顆粒,後者除含黏土顆粒外,還有相當數量釉葯。當添加 NOC-1 後 5 min,胚體廢水的濁度從原來1.4 降低到 0.043;釉葯廢水的濁度從 17.2 下降到 0.35;濁度去除率分別為 96.6 %和 97.9 %,可得到幾乎透明的上清液用紅平紅球菌產生的絮凝劑處理瓦廠廢水,處理後的上清液幾乎是透明的。
3 其他應用
由於微生物絮凝劑具有安全、無毒的特性,逐漸在食品廢水處理中被採用 ,並達到了滿意的效果。此外,微生物絮凝劑還可廣泛應用於城市污水、醫院污水、石化廢水、造紙廢液、制葯廢水等多方面的處理過程中。
高效性及殘留量不再造成 2 次污染,是今後絮凝劑研究發展的一個重要方向,安全、無毒、高效的微生物絮凝劑大有取代傳統絮凝劑的趨勢, 廢水處理中如何選擇絮凝劑要根據具體行業的廢水 的特性來選擇,同時還要看在哪個環節添加絮凝劑,做何用途。 一般選擇無機絮凝劑時要考慮廢水的成分及 PH 等,然後選擇最適合的一種(鐵鹽、鋁鹽或 鐵鋁鹽、硅鋁鹽、硅鐵鹽等)。
在選擇有機絮凝劑時(比如:聚丙烯醯胺 PAM),主要是看要用到陰離子聚丙烯醯胺、陽 離子聚丙烯醯胺還是非離子聚丙烯醯胺。 陰離子聚丙烯醯胺依據水解度不同一般分弱陰、 中 陰、強陰。
陽離子的選擇一般用在污泥脫水方面, 陽離子聚丙烯醯胺的選型很重要, 城市污水處理廠一 般用到中強陽離子聚丙烯醯胺,造紙、印染廠污泥脫水一般選擇弱陽離子,醫葯廢水一般選 強陽離子等等。
每一種廢水都有它自己獨有的特性, 非離子聚丙烯醯胺主要是在弱酸性條件下使用, 印染廠 用到非離子 PAM 的比較多。
所有的這些絮凝劑的選型都要根據試驗才能確定, 在試驗中首先確定大致加葯量, 觀察絮凝 沉澱速度,核算處理成本,選擇經濟、適用的絮凝葯劑。
從絮凝劑的帶電類型、電荷密度、分子量、分子結構剖析關於絮凝劑的分類情況,了解其概況,更加明晰的了解各種絮凝劑的應用情況,對污水絮凝劑的選擇有了更明確的認識,
1、絮凝劑的帶電類型;
根據污水中顆粒的類型來選擇絮凝劑帶電性。一般來講,絮凝劑的帶電性選擇應該遵循如下
原則;
利用帶負電的絮凝劑來捕捉無機物顆粒
利帶正電的絮凝劑來捕捉有機物顆粒
通常通過實驗的方法才能比較准確的絮凝劑帶電類型
2、絮凝劑帶電電荷分布密度(離子度)
絮凝劑帶電電荷分布的密度表示,在絮凝劑使用量最少的情況下,獲得最佳的絮凝效果所需要絮凝劑所帶的正電荷或者負電荷的數量。電荷分布密度與污泥類型相關,市政污泥的電荷分布密度通常是污泥中有機物含量的函數,而有機物含量通常又與揮發份的含量有關,揮發份含量越高,則需要帶電量越高的絮凝劑。
3、 分子量
分子量的選擇取決於脫水處理所用設備的類型,同時分子量也表示了聚合物鏈的長度。對於離心機式的脫水處理設備:聚合物的分子量越大越好,因為在進行離心脫水處理工程中,絮團將受到一個很大的剪切力的作用。對於過濾式的脫水處理設備:選擇分子量較低到中等分子量之間的絮凝劑就可以滿足要求,同時可以得到一個良好的慮水功能。
4、分子結構
絮凝劑分子結構的選擇取決於所要求的脫水性能。陽離子絮凝劑的分子結構分為:線性結構、支狀結構、交聯網狀結構
從以上幾個方面我們不難發現,絮凝劑的選擇是有很大的規律性的,只要我們用心去觀察其規律,在日常應用中去總結,發現每一種廢水都有其特定的那一種或幾種絮凝劑可以滿足污水處理絮凝或脫水狀況。 最佳設置方案如下:
1 先進行實驗室分析,如果懸浮物質固液相面電位為陰性(一般情況下為陰性),可以採用PAC+CPAM方案。
2 確定PAC的用量:也需要先在試驗室內做一個用量試驗,確定PAC單獨使用時的用量與去濁效果曲線。
3 如果PAC單獨使用時候的最佳效果下添加量為A,則可以將實際使用量定為A值的1/4--1/3,而剩餘的工作交給CPAM來完成。
4 試驗室確定PAC與CPAM的添加比例:就是在PAC使用量為A值的1/3情況下,確定需要多少CPAM來將PAC的凝聚效果橋聯起來最合適。通過實驗,確定PAC與CPAM的添加使用比例。
以上幾步,將使污水處理企業獲得最佳效果與最低的絮凝成本。
例如:如果1000方水消耗PAC量20KG時效果最佳,那麼,實際上可以採用6KG的PAC來完成凝聚。而用200克CPAM(一般為PAC用量的1/30)來完成原本14KGPAC才能完成的微小絮團的連接工作。在此配合中,PAC與CPAM各自完成了自己的最得心應手的工作,並實現了最佳效益。
以上處理方法,也是一致公認的高效,低成本組合。
H. 微生物絮凝劑的絮凝機理
在利用微生物絮凝劑對給水或污、廢水的處理過程中,倘若對圓世雀微生物絮凝劑的凈水機理缺乏正確的認識,則往往會造成許多不必要的損失,例如利用微生物絮凝劑處理相同電荷的污水,不僅會帶來絮凝劑的過度浪費,還不能取得較為理想的處理效果;再如忽略了微生物絮凝劑的最佳投加量,造成絮凝返肢劑的過量投加或投加不足,往往也不能取得較好地處理效果。
限於條件及技術的限制,到目前為止,人們對微生物絮凝劑的絮凝機理尚缺少一個較為清楚的解釋。現今人們對微生物絮凝劑的作用機理存在著多種假說,包括:以生枝動膠菌可積累聚羥基丁酸為依據的PHB聚合學說;以胞外纖維絲可聚合形成絮凝物為基礎的菌外纖絲纖維素學說,此外還有But-terfield提出的粘質假說、Strantford提出的病毒假說以及吸附架橋學說和電性中和學說等。 盡管微生物絮凝劑的性質各不想同,但它們對液體中固體懸浮物顆粒的絮凝作用卻有相似之處,它們可通過離子鍵、氫鍵等作用與固體懸浮物相結合。電鏡顯微鏡下顯示:聚合細菌之間是由細胞外聚合物搭橋相連的,也正是這些使得微生物細胞削弱了膠體的絮凝穩定性,進而較為緊密地聚合成絮凝體從液體中沉澱分離出來。
在低濃度微生物絮凝劑環境中,呈鏈狀結構的該類物質可同時附著在多個膠體微粒的表面,形成「膠粒-高分子物質-膠粒」的聚合物,在重力的作用下最終導致絮凝沉澱的出現。
吸附架橋的必要條件是在膠體微粒表面存在空白空間。在通常情況下,微生物絮凝劑的絮凝效果隨著該絮凝劑分子量的增加而而加強,即分子量增加,絮凝效率亦隨之提高;在架橋的過程中,倘若出現了微生物絮凝劑鏈段間的重疊,則亦會產生一定的排斥作用:在這種情況下,過高的絮凝劑分子量會削弱架橋作用,並最終降低絮凝劑的絮凝效果。相反,當用微生物絮凝劑處理相反電性的膠體顆粒時,則往往會加大微生物絮凝劑的解離程度,造成絮凝劑電荷密度的加大,有利於絮凝劑分子的擴展,進而促進了微生物絮凝劑的架橋作用。 在使用微生物絮凝劑對水體進行處理的過程中,通過加入一定量的金屬離子或對水體pH進行一定調節,可對該絮凝劑的處理效果產生一定的促進或抑製作用。實驗研究證明:該操作是通過改變膠體表面的帶電性而起作用的。
通常情況下,在水體中以絮凝穩定性存在的膠體粒子往往帶有負電荷,當帶有一定量正電荷的鏈狀高分子微生物絮凝劑或其水解產物靠近這種膠體粒子時,在膠體表面上將會發生正負電荷的相互抵消,進而出現膠體脫穩的現象,使得膠粒之間、膠粒與絮凝劑之間的自由碰撞加劇,並在分子間的力作用下形成一個整體,最終依靠重力的作用從水中沉澱分離出來。 絮凝效率與溫度關系的研究實驗顯示:在30℃條件下,微生物的絮凝效率可達到85.2%;相比之下,在15℃條件下,卻只有42.1%的絮凝效果。實驗研究表明:溫度對微生物絮凝劑的作用主要是通過影響其活性基團,進而影響其化學反應,最終起到對微生物絮凝效果的促進或抑製作用。
高分子微生物絮凝劑中存在一定數量的活性基團,該基團在微生物絮凝過程中扮演著重要的角色。研究顯示:微生物絮凝劑中的某些活性基團可與膠體表面上相應的基團產生化學反應,進而凝聚成體積較大的顆粒物質,最終從水體中沉澱分離出來。另有研究顯示:通過對微生物絮凝劑進行一定的改性、處理,使其添加、減少或是改變某些活性基團,絮凝效果將會出現很大程度的變化。
從微生物絮凝劑的多樣性以及在水橘早處理中表現出的廣譜性可以斷定:微生物絮凝劑的絮凝過程是一個更為復雜的過程。要實現對微生物絮凝機理做出更為確切的解釋,還有待對微生物絮凝劑及膠體顆粒的組成、結構電荷等進行更為深入的研究。
I. 有大俠幫我分析一下<生物絮凝劑的絮凝機理>
絮凝:將溶液中不需要的成分通過絮狀凝集方式去除的過程。在此過程中用到的助劑稱為絮凝劑。
絮凝劑有不少品種,其共通特點是能夠將溶液中的懸浮微粒聚集聯結形成粗大的絮狀團粒或團塊。絮凝劑簡述如下:
1 無機絮凝劑
1.1 無機絮凝劑的分類和性質
無機絮凝劑按金屬鹽可分為鋁鹽系及鐵鹽系兩大類;鋁鹽以硫酸鋁、氯運搜化鋁為主,鐵鹽以硫酸鐵、氯化鐵為主。後來在傳統的鋁鹽和鐵鹽的基礎上發展合成出聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵等新型的水處理劑,它的出現不僅降低了處理成本,而且提高了功效。這類絮凝劑中存在多羥基絡離子,以OH-為架橋形成多核絡離子,從而變成了巨大的無機高分子化合物,相對分子質量高達1×105。無機聚合物絮凝劑之所以比其他無機絮凝劑能力高、絮凝效果好,其根本原因就在於它能提供大量的如上所述的絡合離子,能夠強烈吸附膠體微粒,通過粘附、架橋和交聯作用,從而促使膠體凝聚。同時還發生物理化學變化,中和膠體微粒及懸浮物表面的電荷,降低了Zeta電位,使膠體粒子由原來的相斥變成相吸,破壞了膠團的穩定性,促使膠體微粒相互碰撞,從而形成絮狀混凝沉澱,而且沉澱的表面積可達(200-1000)m2/g,極具吸附能力。也就是說,聚合物既有吸附脫穩作用,又可發揮黏附、橋聯以及卷掃絮凝作用。
1.2 改性的單陽離子無機絮凝劑
除常用的聚鋁、聚鐵外,還有聚活性硅膠及其改性品,如聚硅鋁(鐵)、聚磷鋁(鐵)。改性的目的是引入某些高電荷離子以提高電荷的中和能力,引入羥基、磷酸根等以增加配位絡合能力,從而改變絮凝效果,其可能的原因是:某些陰離子或陽離子可以改變聚合物的形態結構及分布,或者是兩種以上聚合物之間具有協同增效作用。
近年來國內相繼研製出復合型無機絮凝劑和復合型無機高分子絮凝劑。聚硅酸絮凝劑(PSAA)由於制備方法簡便,原料來源廣泛,成本低,是一種新型的無機高分子絮凝劑,對油田稠油采出水的處理具有更強的除油能毀褲力,故具有極大的開發價值及廣泛的應用前景。聚硅酸硫酸鐵(PFSS)絮凝劑,發現高度聚合的硅酸與金屬離子一起可產生良好的混凝效果。將金屬離子引到聚硅酸中,得到的混凝劑其平均分子質量高達2×105,有可能在水處理中部分取代有機合成高分子絮凝劑。聚磷氯化鐵(PPFC)中PO43-高價陰離子與Fe3+有較強的親和力,對Fe3+的水解溶液有較大的影響,能夠參與Fe3+的絡合反應並能在鐵原子之間架橋,形成多核絡合物;對旁余歷水中帶負電的硅藻土膠體的電中和吸附架橋作用增強,同時由於PO43-的參與使礬花的體積、密度增加,絮凝效果提高。聚磷氯化鋁(PPAC)也是基於磷酸根對聚合鋁(PAC)的強增聚作用,在聚合鋁中引入適量的磷酸鹽,通過磷酸根的增聚作用,使得PPAC產生了新一類高電荷的帶磷酸根的多核中間絡合物。聚硅酸鐵(PSF)它不僅能很好地處理低溫低濁水,而且比硫酸鐵的絮凝效果有明顯的優越性,如用量少,投料范圍寬,礬花形成時間短且形態粗大易於沉降,可縮短水樣在處理系統中的停留時間等,因而提高了系統的處理能力,對處理水的pH值基本無影響。
1.3 改性的多陽離子無機絮凝劑
聚合硫酸氯化鐵鋁(PAFCS)在飲用水及污水處理中,有著比明礬更好的效果;在含油廢水及印染廢水中PAFCS比PAC的效果均優,且脫色能力也優;絮凝物比重大,絮凝速度快,易過濾,出水率高;其原料均來源於工業廢渣,成本較低,適合工業水處理。鋁鐵共聚復合絮凝劑也屬這類產品,它的生產原料氯化鋁和氯化鐵均是廉價的傳統無機絮凝劑,來源廣,生產工藝簡單,有利於開發應用。鋁鹽和鐵鹽的共聚物不同於兩種鹽的混合物,它是一種更有效地綜合了PAC和FeCl3的優點,增強了去濁效果的絮凝劑。
隨著人們對水處理認識的不斷提高,殘留鋁對生物體產生的毒害作用倍受人們的關注,如何減少二次污染的問題已經越來越引起重視。國內現有生產方法製得的飲用水中鋁含量比原水一般高1-2倍。飲用水中殘留鋁等含量高,原因可能是絮凝過程不完善,導致部分鋁以氫氧化鋁的微細顆粒存在於水中。採用強化絮凝凈化法,改善絮凝反應條件,延長慢速絮凝時間等可有效地降低鋁等含量。考慮到無機絮凝劑具有一定的腐蝕性和毒性對人類健康和生態環境會產生不利影響,人們研製開發出了有機高分子絮凝劑。
2 有機高分子絮凝劑
有機高分子絮凝劑出現於20世紀50年代,它們應用前途廣闊,發展非常迅速。已用於給水凈化,水/油體系破乳,含油廢水處理,廢水再資源化及污泥脫水等方面;還可用作油田開發過程的泥漿處理劑,選擇性堵水劑,注水增稠劑,紡織印染過程的柔軟劑,靜電防止劑及通用的殺菌、消毒劑等。
2.1 有機高分子絮凝劑種類和性質
有機高分子絮凝劑有天然高分子和合成高分子兩大類。從化學結構上可以分為以下3種類型:(1)聚胺型-低分子量陽離子型電解質;(2)季銨型-分子量變化范圍大,並具有較高的陽離子性;(3)丙烯醯胺的共聚物-分子量較高,可以幾十萬到幾百萬、幾千萬,均以乳狀或粉狀的劑型出售,使用上較不方便,但絮凝性能好。根據含有不同的官能團離解後粒子的帶電情況可以分為陽離子型、陰離子型、非離子型3大類。有機高分子絮凝劑大分子中可以帶-COO-、-NH-、-SO3、-OH等親水基團,具有鏈狀、環狀等多種結構。因其活性基團多,分子量高,具有用量少,浮渣產量少,絮凝能力強,絮體容易分離,除油及除懸浮物效果好等特點,在處理煉油廢水,其它工業廢水,高懸浮物廢水及固液分離中陽離子型絮凝劑有著廣泛的用途。特別是丙烯醯胺系列有機高分子絮凝劑以其分子量高,絮凝架橋能力強而顯示出在水處理中的優越性。
2.2 非離子型有機高分子絮凝劑
非離子型有機高分子絮凝劑主要是聚丙烯醯胺。它由丙烯醯胺聚合而得。
2.3 陰離子型有機高分子絮凝劑
(1)陰離子型有機高分子絮凝劑主要有聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鈣以及聚丙烯醯胺的加鹼水解物等聚合物。
(2)丙烯醯胺和苯乙烯磺酸鹽、木質磺酸鹽、丙烯酸、甲基丙烯酸等共聚物。
2.4 陽離子型有機高分子絮凝劑
2.4.1 季銨化的聚丙烯醯胺
季銨化的聚丙烯醯胺陽離子均是將-NH2經過羥甲基化和季銨化而得,可以分為聚丙烯醯胺陽離子化和陽離子化丙烯醯胺聚合。
(1)由聚丙烯醯胺季銨化
聚丙烯醯胺(PAM)先與甲醛水溶液反應,醯胺基部分羥甲基化,其次與仲胺反應進行烷胺基化,然後與鹽酸或胺基化試劑反應使叔胺季銨化。
(2)由季銨化的丙烯醯胺聚合
在鹼性條件下,先由丙烯醯胺與甲醛水溶液反應,然後與二甲胺反應,冷卻後加鹽酸季銨化。產物經蒸發濃縮、過濾,得季銨化丙烯醯胺單體。
2.4.2 聚丙烯醯胺的陽離子衍生物
這類產品多是由丙烯醯胺與陽離子單體共聚合得到的。
2.5 兩性聚丙烯醯胺聚合物
以部分水解聚丙烯醯胺加入適量甲醛和二甲胺,通過曼尼茲反應合成出具有羧基和胺甲基的兩性型聚丙烯醯胺絮凝劑。
2.6 丙烯醯胺接枝共聚物
因為澱粉價廉來源豐富,其本身也是高分子化合物,它具有親水的剛性鏈,以這種剛性鏈為骨架,接上柔性的聚丙烯醯胺支鏈,這種剛柔相濟的網狀大分子除了保持原聚丙烯醯胺的功能之外,還具有某些更為優異的性能。
由於大多數有機高分子絮凝劑本身或其水解、降解產物有毒,且合成用丙烯醯胺單體有毒,能麻醉人的中樞神經,應用領域受到一定限制,迫使絮凝劑向廉價實用、無毒高效的方向發展。
3 微生物絮凝劑
3.1 微生物絮凝劑概述
國外微生物絮凝劑的商業化生產始於20世紀90年代,因不存在二次污染,使用方便,應用前景誘人。如紅平紅球菌及由此製成的NOC-1是目前發現的最佳微生物絮凝劑,具有很強的絮凝活性,廣泛用於畜產廢水、膨化污泥、有色廢水的處理。我國微生物絮凝劑的製品尚未見報導。
微生物絮凝劑主要包括利用微生物細胞壁提取物的絮凝劑,利用微生物細胞壁代謝產物的絮凝劑、直接利用微生物細胞的絮凝劑和克隆技術所獲得的絮凝劑。微生物產生的絮凝劑物質為糖蛋白、粘多糖、蛋白質、纖維素、DNA等高分子化合物,相對分子質量在105以上。
微生物絮凝劑是利用生物技術,從微生物體或其分泌物提取、純化而獲得的一種安全、高效,且能自然降解的新型水處理劑。由於微生物絮凝劑可以克服無機高分子和合成有機高分子絮凝劑本身固有的缺陷,最終實現無污染排放,因此微生物絮凝劑的研究正成為當今世界絮凝劑方面研究的重要課題。
3.2 微生物絮凝劑的種類和性質
微生物絮凝劑的研究者早就發現,一些微生物如酵母、細菌等有細胞絮凝現象,但一直未對其產生重視,僅是作為細胞富集的一種方法。近十幾年來,細胞絮凝技術才作為一種簡單、經濟的生物產品分離技術在連續發酵及產品分離中得到廣泛的應用。微生物絮凝劑是一類由微生物產生的具有絮凝功能的高分子有機物。主要有糖蛋白、粘多糖、纖維素和核酸等。從其來源看,也屬於天然有機高分子絮凝劑,因此它具有天然有機高分子絮凝劑的一切優點。同時,微生物絮凝劑的研究工作已由提純、改性進入到利用生物技術培育、篩選優良的菌種,以較低的成本獲得高效的絮凝劑的研究,因此其研究范圍已超越了傳統的天然有機高分子絮凝劑的研究范疇。具有分泌絮凝劑能力的微生物稱為絮凝劑產生菌。最早的絮凝劑產生菌是Butterfield從活性污泥中篩選得到。1976年,Nakamura j.等人從黴菌、細菌、放線菌、酵母菌等菌種中,篩選出19種具有絮凝能力的微生物,其中以醬油麴黴(Aspergillus souae)AJ7002產生的絮凝劑效果最好。1985年,Takagi H等人研究了擬青黴素(Paecilomyces sp.l-1)微生物產生的絮凝劑PF101。PF101對枯草桿菌、大腸桿菌、啤灑酵母、血紅細胞、活性污泥、纖維素粉、活性炭、硅藻土、氧化鋁等有良好的絮凝效果。1986年,Kurane等人利用紅平紅球菌 (Rhodococcuserythropolis)研製成功息生物絮凝劑NOC-1,對大腸桿菌、酵母、泥漿水、河水、粉煤灰水、活性碳粉水、膨脹污泥、紙漿廢水等均有極好的絮凝和脫色效果,是目前發現的最好的微生物絮凝劑。
絮凝劑的分子質量、分子結構與形狀及其所帶基團對絮凝劑的活性都有影響。一般來講,分子量越大,絮凝活性越高;線性分子絮凝活性高,分子帶支鏈或交聯越多,絮凝性越差;絮凝劑產生菌處於培養後期,細胞表面蔬水性增強,產生的絮凝劑活性也越高。處理水體中膠體離子的表面結構與電荷對絮凝效果也有影響。一些報道指出,水體中的陽離子,特別是Ca2+、Mg2+的存在能有效降低膠體表面負電荷,促進「架橋」形成。另外,高濃度Ca2+的存在還能保護絮凝劑不受降解酶的作用。微生物絮凝劑絮凝范圍廣、絮凝活性高,而且作用條件粗放,大多不受離子強度、pH值及溫度的影響,因此可以廣泛應用於污水和工業廢水處理中。微生物絮凝劑高效、安全、不污染環境的優點,在醫葯、食品加工、生物產品分離等領域也有巨大的潛在應用價值。
4 結 語
縱觀絮凝劑的現狀可以看出,絮凝劑的品種繁多,從低分子到高分子,從單一型到復合型,總的趨勢是向廉價實用、無毒高效的方向發展。無機絮凝劑價格便宜,但對人類健康和生態環境會產生不利影響;有機高分子絮凝劑雖然用量少,浮渣產量少,絮凝能力強,絮體容易分離,除油及除懸浮物效果好,但這類高聚物的殘余單體具有「三致」效應(致崎、致癌、致突變),因而使其應用范圍受到限制;微生物絮凝劑因不存在二次污染,使用方便,應用前景誘人。微生物絮凝劑將可能在未來取代或部分取代傳統的無機高分子和合成有機高分子絮凝劑。微生物絮凝劑的研製和應用方興未艾,其特性和優勢為水處理技術的發展展示了一個廣闊的前景。
J. 加絮凝劑作用目的是什麼
起吸附沉澱的作用 ,使水和雜質分離開來.
絮凝劑主要有無機絮凝劑,有機高分子絮凝劑和微生物絮凝劑,都主要是處理各種污水用的,具體—— 有機高分子絮凝劑在處銀梁喊理煉油廢水,其它工業廢水,高懸浮物廢水及鋒野固液分離中陽離子型絮凝劑有著廣泛的用途。特別是丙烯醯胺系列有機高分子絮凝劑以其分子量高,絮凝架橋能力強而顯示出在水處理中的優越性。微生物絮凝劑絮凝范圍廣、絮凝活性高,渣旅而且作用條件粗放,大多不受離子強度、pH值及溫度的影響,因此可以廣泛應用於污水和工業廢水處理中。加入絮凝劑就是使水與雜質快速、比較徹底的分離開來。