A. 生物絮团零换水养殖南美白对虾模式是怎样的呢
养殖池水原位处理
普通养殖池要实现零换水,大多需要另外配备一套水处理系统,养殖池水经过水处理系统后再回到养殖池才能进行循环利用。而跑道池养殖模式能实现养殖系统与水处理系统合二为一,养殖池水在原位处理。养殖过程中产生的氨氮、亚硝酸盐等有毒害物质和排泄物在养殖池中及时得到分解转化,无需再经沉淀、过滤、细菌分解等一系列处理环节。
生物絮团并非越多越好
均匀悬浮在水体中的生物絮团能原位进行水体自净处理,又能作为有机颗粒饵料被对虾摄食,但在养殖系统中却不是越多越好。徐武杰告诉记者:“我们实验证明,生物絮团能提供对虾5%~15%的营养来源,生物絮团并不能代替饲料来满足对虾生长需要,只能作为对虾的补充营养。虽然对虾对水体中生物絮团的耐受力很高,也不会引起对虾不适,但是生物絮团的主要成份为有机质颗粒和微生物,含量过多是非常耗氧的。在微生物量足够控制水质的情况下,生物絮团含量越少越好。”
所以,越到养殖后期随着养殖池营养物质的积累,水体中生物絮团含量越大。为了减少耗氧,保证系统的稳定,就需要通过简单的沉降装置或泡沫分离器,把一部分生物絮团移出养殖池。
B. 如何将凝聚和絮凝结合使用
水中颗粒碰撞的动力来自两方面:颗粒在水中的 布朗运动和在水力或机械搅拌下所造成的流迟正体运动。在水处理中使胶体脱稳的过程称为“凝聚”脱稳胶体相码亩悔互聚集的过程称为絮“凝”。混凝是“凝聚“和“絮凝”的总称。凝聚和絮凝两个过程对应的设备为混合设备和絮凝设备。混凝工艺过程的控制指标为速度梯度G值和水力停留时间T,有时也可以是二者乘积的形式GT表示。在混合阶耐知段,要使药剂迅速均匀的分散到水中以利于药剂水解,并使颗粒的脱稳及聚合,必须提供对水流的 剧烈快速的搅拌,即应采用较大的G值,较小的T值,而在絮凝阶段,絮体已经长大,易破碎,所以G值比前一阶段要减小,相应T值则需变大。
混凝过程控制参数:
混合池:G=500--1000s-1 T=10--60s
C. 电镀废水处理是如何运用生物絮凝法的
生物絮凝法是利用微生物或微生物产生的代谢物进宽念态行高含絮凝沉淀的一种除污方法。所用的 微生物絮凝剂是由微生物产生并分泌到细胞外,具有絮凝活性的代谢物,一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白、聚氨基酸等高分子物质构成,分子中含有多种官能团,能使水 中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。目前,对重金属有絮凝作用的约有十几个品种,生物絮凝剂中的氨基和羟基可与Cu 2+ 、Hg 2+ 、Ag + 、Au 2+ 等重金属离子形成稳定的鳌合物而沉淀下来。微生物絮凝法处理废慎源水具有安全方便、易于实现工业化等特点。具有广泛应用前景。
D. 絮凝剂作用是什么
絮凝剂在污水处理领域作为强化固液分离的手段,可用于强化污水的初次沉淀、浮选处理及活性污泥法之后神含的二次沉淀,还可用于污水三级处理或深度处理。当用于剩余污泥脱水前的调理时,絮凝剂和助凝剂就变成了污泥调理剂或脱水剂。
絮凝剂主要是带有正电(负)性的基团中和一些水中带有负(正)电性难于分离的一些粒子或者叫颗粒,降低其电势,使其处于不稳定状态,并利用其聚合性质使得这些颗粒,集中,并通过物理或者化学方法分离出来。
(4)如何快速形成生物絮凝团扩展阅读:
絮凝剂的作用机理:
絮凝作用机理是凝聚和絮凝两种作用过程。凝聚过程是胶体颗粒脱稳并形成细小的凝聚体的过程,而絮凝过程是所形成的细小的凝聚体在絮凝剂的桥连下生成大体积的絮凝物的过程。最近把凝聚作用定义为:中和胶体和悬浮物颗粒表面电荷,使其克服胶体和悬浮物颗粒间的静电排斥力,从而使颗粒脱稳的过程称作凝聚作用。
它与颗粒的性质、使用的凝聚剂和脱稳后颗粒是否能形成大游做笑的聚集体有关,这里所指的凝聚剂是无机盐、电解质,不包括有机高分子絮凝剂,他又给絮凝作用定义为:胶体和悬浮物颗粒在高分子絮凝剂的作用胡告下、桥连成为粗大的絮凝体的过程,在絮凝过程中伴随着粗大的絮凝体的形成,也存在电荷中和作用。
E. 微生物絮凝剂的絮凝过程主要包括哪3个物理化学过程
生物絮凝剂的絮凝机理
絮凝是个很复杂的过程,目前有多种理论可以解释絮凝机理,其中主要的有以下三种:桥联作用、电性中和作用、基团反应桥联作用。
对于生物絮凝剂的作用机理先后提出过很多学说。目前较为普遍接受的是“桥联作用”机理。该学说认为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,从而形成一种网状三维结构而沉淀下来。Levy等以吸附等温线和z电位测定表明环圈项圈藻PCC一6720所产絮凝剂对膨润土絮凝过程确以“桥联”机制为基础。用电镜照片显示¨ 聚合细菌之间有孢外聚合物搭桥相连,正是这些桥使细胞丧失了胶体的稳定性而紧密地聚合成凝聚状在液体中沉淀下来。
电性中和
水中胶粒一般带负电荷,当带有一定正电荷的链状橘族生物大分子絮凝剂或其水解产物靠近这种胶粒时,中和其表面上的部分电荷,使胶粒脱稳,从而胶粒之间、胶粒与絮凝剂分子问易发生碰撞而沉淀。加入金属离子或调节pH即可影响其絮凝效果,主要是通过影响其带电性而起作用。
基团举拍反应
絮凝剂大分子中某些活性基团与被絮凝物质相应的基正伍羡团发生化学反应,聚集成大分子而沉淀下来。通过对天然大分子改性,添加或去掉某些活性基团,其絮凝活性就大受影响,说明这些絮凝剂絮凝活性大部分依赖于活性基团。温度影响絮凝效果,主要通过影响其化学基团活性而起作用。其他的絮凝机理如网捕作用、粘质说等可解释部分絮凝现象,从生物絮凝剂的多样性以及絮凝范围的广谱性可以肯定,絮凝机理是多样的。
这是前沿科技,理论在发展,先看吧。
F. 如何应用生物絮团技术破解南美白对虾养殖难题
生物絮团技术是运用了废水处理系统中的活性污泥法原理,通过添加碳源控制水体中的C/N值和增加水体搅动,以促进微生物在生长、繁殖过程中形成的表面积较大的菌胶团,从而以此来大量絮凝、吸附和吸收水中的有机颗粒物和氨氮等有毒物质,并能将这些物质摄入细胞体内进行降解转化的具独立小生态系统的生物悬浮絮凝团。尽管生物絮团技术近年来在水产养殖上关注度很高,但是真正应用成功的案例却很少。
生物絮团技术在污水处理上已经很成熟,但到了水产养殖就要根据养殖系统重新设计。水产养殖在工程设计方面仍然非常薄弱,不是简单的培养絮团就可以。比如最简单的增氧而言,要根据池形选择不同的增氧设备,如何布管,用多大的气流,这些都非常重要。第一,系统中设置筛绢网可做为微生物附着生长载体,形成生物膜,提高水质净化能力;第二,规律的基质设置可调节水的流态,提高水体搅动效果,进而在水流作用下阻挡粘附水体中粪便、残饵、有机碎屑和藻类等物质为微生物生长提供营养,在防止污物积聚导致厌氧发酵的同时,这些物质亦可作为食物为对虾所摄食;第三,水体中人工基质的存在可为对虾提供栖息和躲避场所,在降低蜕壳后残食几率的同时,亦增加养殖容纳量;第四,系统中微生物以生物膜和悬浮絮团两种形式构成新的生态系统,且在纵、横两个方向相互关联,不仅能有效提高水质净化能力,还可增强系统稳定性。
生物絮团维护水质稳定的思维与传统的集污、排污刚好相反,我们恰恰是想方设法使之散开,不沉淀、不形成死角,充分搅动起来形成悬浮颗粒。要培养净化效果好的絮团,第一,要达到并维持一定的浓度,一般1L水中絮团为500mg左右;第二,好的絮团颜色呈黄褐色;第三,好的絮团沉降性较好,静置半个小时后上层的水非常透明清澈;第四,絮团的生物活性高,养殖池里面氨氮、亚硝酸盐能够维持在比较低的水平。
G. 絮凝剂的工作原理及应用
絮凝沉淀法是选用无机絮凝剂(如硫酸铝)和有机阴离子型絮凝剂聚丙烯酰铵(PAM)配制成水溶液加入废水中,便会产生压缩双电层,使废水中的悬浮微粒失去稳定性,胶粒物相互凝聚使微粒增大,形成絮凝体、矾花。絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀,从而去除废水中的大量悬浮物,从而达到水处理的效果。为提高分离效果,可适时、适量加入助凝剂。处理后的污水在色度、含铬、悬浮物含量等方面基本上可达到排放标准,可以外排或用作人工注水采油的回注水。
絮凝剂是目前污水治理中应用最为广泛的一种药剂,絮凝过程是污水处理工艺中不可缺少的关键环节。按其化学成分可分为:无机盐类絮凝剂、有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。用户可以依据废水性质不同进行合理选择。絮凝剂与废水处理设备相结合,使废水处理效果更加,有效解决了废水处理难题。
絮凝剂在废水处理中的应用有效的提升了污水处理速率,使废水处理效果显着。目前,该药剂在各行业废水处理中应用较为广泛,确保经大型污水处理设备处理后的水质能够符合国家规定排放标准,有效防止了水污染现状的恶化,确保生态环境可持续发展。
有机高分子絮凝剂在处理炼油废水加入絮凝剂就是使水与杂质快速、比较彻底的分离开来。 与有机高分子絮闭耐凝剂相比,微生物絮凝剂拥有絮凝范畴广、活性高、安全无毒、不污染环境等特色,而且使用条件细置,存在广谱絮凝活性,因而,能够普遍用于给水污水处理中。
⑴ 高浓度有机废水处理,高浓度有机废水主要包含畜产废水及其它一些食品及农厂废水,此类废水在生化处理之前正常添絮凝等预处理进轿春春程。微生物絮凝剂比SPA的絮凝动机更糟,借指没假如异时将微生物絮凝剂战大批SPA混杂先,错味精废水的预处理后果可退一步进步,且药剂的总投添质显明缩小。
⑵ 印染废水的穿色印染废水果其色泽浅,组总庞杂,露无染料、浆料、帮剂、纤维、因胶、蜡量、有机盐等多种物资,仍替邦内隐止产业废水乱理下的多少小困难之一。其处理易点一非COD高,而B/C值较老,可师化较差;二非色度高且组总庞杂。处理印染废水要害在于脱色,在各种处理方式外以絮凝法果其投资用度矮、装备占天多、处置容质小、脱色率高而被广泛采取。异聚铁种絮凝剂种相比微死物絮凝剂不仅具备良孬的絮凝积淀性能,而且存在良糟的穿色后果,在印染废火西无着正常絮凝剂不拥有的上风,絮凝剂。
⑶ 高淡度有机物悬浮废水的解决高淡度有机悬浮废水非一种不否熟化提系的废水,传统农艺正常采取化教絮凝及处理法。微熟物絮凝剂也否用于高岭洋、泥水浆、粉煤灰等水样处理外,在实验外通功用微师物絮凝及处理陶瓷厂废水,釉药废水战森蚂坯体废水。
⑷ 活性污泥解决零碎的效力常果污泥的轻提性能变差而下降,在活性污泥西参加微死物絮凝剂时,否使污泥容积指数能很速降落,预防污泥系絮,打消污泥收缩状况,主而恢回生性污泥重升才能,进步全部处置体系的效力。
息替一种故型的絮凝剂,微熟物絮凝剂有着良糟的利用远景,未普遍运用于高淡度无机废水的解决、染料废火的穿色、活性污泥的处理等宝物处置西,并显示了强盛的性命力。微死物絮凝剂未。
1城市污水
用从城市生活污水中分离出的具有絮凝、降解作用的高效混合菌群对生活污水进行处理,可使污水 COD 和 BOD 的去
除率达到 100 %
2 建材废水
前者主要含有较多的黏土颗粒,后者除含黏土颗粒外,还有相当数量釉药。当添加 NOC-1 后 5 min,胚体废水的浊度从原来1.4 降低到 0.043;釉药废水的浊度从 17.2 下降到 0.35;浊度去除率分别为 96.6 %和 97.9 %,可得到几乎透明的上清液用红平红球菌产生的絮凝剂处理瓦厂废水,处理后的上清液几乎是透明的。
3 其他应用
由于微生物絮凝剂具有安全、无毒的特性,逐渐在食品废水处理中被采用 ,并达到了满意的效果。此外,微生物絮凝剂还可广泛应用于城市污水、医院污水、石化废水、造纸废液、制药废水等多方面的处理过程中。
高效性及残留量不再造成 2 次污染,是今后絮凝剂研究发展的一个重要方向,安全、无毒、高效的微生物絮凝剂大有取代传统絮凝剂的趋势, 废水处理中如何选择絮凝剂要根据具体行业的废水 的特性来选择,同时还要看在哪个环节添加絮凝剂,做何用途。 一般选择无机絮凝剂时要考虑废水的成分及 PH 等,然后选择最适合的一种(铁盐、铝盐或 铁铝盐、硅铝盐、硅铁盐等)。
在选择有机絮凝剂时(比如:聚丙烯酰胺 PAM),主要是看要用到阴离子聚丙烯酰胺、阳 离子聚丙烯酰胺还是非离子聚丙烯酰胺。 阴离子聚丙烯酰胺依据水解度不同一般分弱阴、 中 阴、强阴。
阳离子的选择一般用在污泥脱水方面, 阳离子聚丙烯酰胺的选型很重要, 城市污水处理厂一 般用到中强阳离子聚丙烯酰胺,造纸、印染厂污泥脱水一般选择弱阳离子,医药废水一般选 强阳离子等等。
每一种废水都有它自己独有的特性, 非离子聚丙烯酰胺主要是在弱酸性条件下使用, 印染厂 用到非离子 PAM 的比较多。
所有的这些絮凝剂的选型都要根据试验才能确定, 在试验中首先确定大致加药量, 观察絮凝 沉淀速度,核算处理成本,选择经济、适用的絮凝药剂。
从絮凝剂的带电类型、电荷密度、分子量、分子结构剖析关于絮凝剂的分类情况,了解其概况,更加明晰的了解各种絮凝剂的应用情况,对污水絮凝剂的选择有了更明确的认识,
1、絮凝剂的带电类型;
根据污水中颗粒的类型来选择絮凝剂带电性。一般来讲,絮凝剂的带电性选择应该遵循如下
原则;
利用带负电的絮凝剂来捕捉无机物颗粒
利带正电的絮凝剂来捕捉有机物颗粒
通常通过实验的方法才能比较准确的絮凝剂带电类型
2、絮凝剂带电电荷分布密度(离子度)
絮凝剂带电电荷分布的密度表示,在絮凝剂使用量最少的情况下,获得最佳的絮凝效果所需要絮凝剂所带的正电荷或者负电荷的数量。电荷分布密度与污泥类型相关,市政污泥的电荷分布密度通常是污泥中有机物含量的函数,而有机物含量通常又与挥发份的含量有关,挥发份含量越高,则需要带电量越高的絮凝剂。
3、 分子量
分子量的选择取决于脱水处理所用设备的类型,同时分子量也表示了聚合物链的长度。对于离心机式的脱水处理设备:聚合物的分子量越大越好,因为在进行离心脱水处理工程中,絮团将受到一个很大的剪切力的作用。对于过滤式的脱水处理设备:选择分子量较低到中等分子量之间的絮凝剂就可以满足要求,同时可以得到一个良好的虑水功能。
4、分子结构
絮凝剂分子结构的选择取决于所要求的脱水性能。阳离子絮凝剂的分子结构分为:线性结构、支状结构、交联网状结构
从以上几个方面我们不难发现,絮凝剂的选择是有很大的规律性的,只要我们用心去观察其规律,在日常应用中去总结,发现每一种废水都有其特定的那一种或几种絮凝剂可以满足污水处理絮凝或脱水状况。 最佳设置方案如下:
1 先进行实验室分析,如果悬浮物质固液相面电位为阴性(一般情况下为阴性),可以采用PAC+CPAM方案。
2 确定PAC的用量:也需要先在试验室内做一个用量试验,确定PAC单独使用时的用量与去浊效果曲线。
3 如果PAC单独使用时候的最佳效果下添加量为A,则可以将实际使用量定为A值的1/4--1/3,而剩余的工作交给CPAM来完成。
4 试验室确定PAC与CPAM的添加比例:就是在PAC使用量为A值的1/3情况下,确定需要多少CPAM来将PAC的凝聚效果桥联起来最合适。通过实验,确定PAC与CPAM的添加使用比例。
以上几步,将使污水处理企业获得最佳效果与最低的絮凝成本。
例如:如果1000方水消耗PAC量20KG时效果最佳,那么,实际上可以采用6KG的PAC来完成凝聚。而用200克CPAM(一般为PAC用量的1/30)来完成原本14KGPAC才能完成的微小絮团的连接工作。在此配合中,PAC与CPAM各自完成了自己的最得心应手的工作,并实现了最佳效益。
以上处理方法,也是一致公认的高效,低成本组合。
H. 微生物絮凝剂的絮凝机理
在利用微生物絮凝剂对给水或污、废水的处理过程中,倘若对圆世雀微生物絮凝剂的净水机理缺乏正确的认识,则往往会造成许多不必要的损失,例如利用微生物絮凝剂处理相同电荷的污水,不仅会带来絮凝剂的过度浪费,还不能取得较为理想的处理效果;再如忽略了微生物絮凝剂的最佳投加量,造成絮凝返肢剂的过量投加或投加不足,往往也不能取得较好地处理效果。
限于条件及技术的限制,到目前为止,人们对微生物絮凝剂的絮凝机理尚缺少一个较为清楚的解释。现今人们对微生物絮凝剂的作用机理存在着多种假说,包括:以生枝动胶菌可积累聚羟基丁酸为依据的PHB聚合学说;以胞外纤维丝可聚合形成絮凝物为基础的菌外纤丝纤维素学说,此外还有But-terfield提出的粘质假说、Strantford提出的病毒假说以及吸附架桥学说和电性中和学说等。 尽管微生物絮凝剂的性质各不想同,但它们对液体中固体悬浮物颗粒的絮凝作用却有相似之处,它们可通过离子键、氢键等作用与固体悬浮物相结合。电镜显微镜下显示:聚合细菌之间是由细胞外聚合物搭桥相连的,也正是这些使得微生物细胞削弱了胶体的絮凝稳定性,进而较为紧密地聚合成絮凝体从液体中沉淀分离出来。
在低浓度微生物絮凝剂环境中,呈链状结构的该类物质可同时附着在多个胶体微粒的表面,形成“胶粒-高分子物质-胶粒”的聚合物,在重力的作用下最终导致絮凝沉淀的出现。
吸附架桥的必要条件是在胶体微粒表面存在空白空间。在通常情况下,微生物絮凝剂的絮凝效果随着该絮凝剂分子量的增加而而加强,即分子量增加,絮凝效率亦随之提高;在架桥的过程中,倘若出现了微生物絮凝剂链段间的重叠,则亦会产生一定的排斥作用:在这种情况下,过高的絮凝剂分子量会削弱架桥作用,并最终降低絮凝剂的絮凝效果。相反,当用微生物絮凝剂处理相反电性的胶体颗粒时,则往往会加大微生物絮凝剂的解离程度,造成絮凝剂电荷密度的加大,有利于絮凝剂分子的扩展,进而促进了微生物絮凝剂的架桥作用。 在使用微生物絮凝剂对水体进行处理的过程中,通过加入一定量的金属离子或对水体pH进行一定调节,可对该絮凝剂的处理效果产生一定的促进或抑制作用。实验研究证明:该操作是通过改变胶体表面的带电性而起作用的。
通常情况下,在水体中以絮凝稳定性存在的胶体粒子往往带有负电荷,当带有一定量正电荷的链状高分子微生物絮凝剂或其水解产物靠近这种胶体粒子时,在胶体表面上将会发生正负电荷的相互抵消,进而出现胶体脱稳的现象,使得胶粒之间、胶粒与絮凝剂之间的自由碰撞加剧,并在分子间的力作用下形成一个整体,最终依靠重力的作用从水中沉淀分离出来。 絮凝效率与温度关系的研究实验显示:在30℃条件下,微生物的絮凝效率可达到85.2%;相比之下,在15℃条件下,却只有42.1%的絮凝效果。实验研究表明:温度对微生物絮凝剂的作用主要是通过影响其活性基团,进而影响其化学反应,最终起到对微生物絮凝效果的促进或抑制作用。
高分子微生物絮凝剂中存在一定数量的活性基团,该基团在微生物絮凝过程中扮演着重要的角色。研究显示:微生物絮凝剂中的某些活性基团可与胶体表面上相应的基团产生化学反应,进而凝聚成体积较大的颗粒物质,最终从水体中沉淀分离出来。另有研究显示:通过对微生物絮凝剂进行一定的改性、处理,使其添加、减少或是改变某些活性基团,絮凝效果将会出现很大程度的变化。
从微生物絮凝剂的多样性以及在水橘早处理中表现出的广谱性可以断定:微生物絮凝剂的絮凝过程是一个更为复杂的过程。要实现对微生物絮凝机理做出更为确切的解释,还有待对微生物絮凝剂及胶体颗粒的组成、结构电荷等进行更为深入的研究。
I. 有大侠帮我分析一下<生物絮凝剂的絮凝机理>
絮凝:将溶液中不需要的成分通过絮状凝集方式去除的过程。在此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。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
无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两大类;铝盐以硫酸铝、氯运搜化铝为主,铁盐以硫酸铁、氯化铁为主。后来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,相对分子质量高达1×105。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。也就是说,聚合物既有吸附脱稳作用,又可发挥黏附、桥联以及卷扫絮凝作用。
1.2 改性的单阳离子无机絮凝剂
除常用的聚铝、聚铁外,还有聚活性硅胶及其改性品,如聚硅铝(铁)、聚磷铝(铁)。改性的目的是引入某些高电荷离子以提高电荷的中和能力,引入羟基、磷酸根等以增加配位络合能力,从而改变絮凝效果,其可能的原因是:某些阴离子或阳离子可以改变聚合物的形态结构及分布,或者是两种以上聚合物之间具有协同增效作用。
近年来国内相继研制出复合型无机絮凝剂和复合型无机高分子絮凝剂。聚硅酸絮凝剂(PSAA)由于制备方法简便,原料来源广泛,成本低,是一种新型的无机高分子絮凝剂,对油田稠油采出水的处理具有更强的除油能毁裤力,故具有极大的开发价值及广泛的应用前景。聚硅酸硫酸铁(PFSS)絮凝剂,发现高度聚合的硅酸与金属离子一起可产生良好的混凝效果。将金属离子引到聚硅酸中,得到的混凝剂其平均分子质量高达2×105,有可能在水处理中部分取代有机合成高分子絮凝剂。聚磷氯化铁(PPFC)中PO43-高价阴离子与Fe3+有较强的亲和力,对Fe3+的水解溶液有较大的影响,能够参与Fe3+的络合反应并能在铁原子之间架桥,形成多核络合物;对旁余历水中带负电的硅藻土胶体的电中和吸附架桥作用增强,同时由于PO43-的参与使矾花的体积、密度增加,絮凝效果提高。聚磷氯化铝(PPAC)也是基于磷酸根对聚合铝(PAC)的强增聚作用,在聚合铝中引入适量的磷酸盐,通过磷酸根的增聚作用,使得PPAC产生了新一类高电荷的带磷酸根的多核中间络合物。聚硅酸铁(PSF)它不仅能很好地处理低温低浊水,而且比硫酸铁的絮凝效果有明显的优越性,如用量少,投料范围宽,矾花形成时间短且形态粗大易于沉降,可缩短水样在处理系统中的停留时间等,因而提高了系统的处理能力,对处理水的pH值基本无影响。
1.3 改性的多阳离子无机絮凝剂
聚合硫酸氯化铁铝(PAFCS)在饮用水及污水处理中,有着比明矾更好的效果;在含油废水及印染废水中PAFCS比PAC的效果均优,且脱色能力也优;絮凝物比重大,絮凝速度快,易过滤,出水率高;其原料均来源于工业废渣,成本较低,适合工业水处理。铝铁共聚复合絮凝剂也属这类产品,它的生产原料氯化铝和氯化铁均是廉价的传统无机絮凝剂,来源广,生产工艺简单,有利于开发应用。铝盐和铁盐的共聚物不同于两种盐的混合物,它是一种更有效地综合了PAC和FeCl3的优点,增强了去浊效果的絮凝剂。
随着人们对水处理认识的不断提高,残留铝对生物体产生的毒害作用倍受人们的关注,如何减少二次污染的问题已经越来越引起重视。国内现有生产方法制得的饮用水中铝含量比原水一般高1-2倍。饮用水中残留铝等含量高,原因可能是絮凝过程不完善,导致部分铝以氢氧化铝的微细颗粒存在于水中。采用强化絮凝净化法,改善絮凝反应条件,延长慢速絮凝时间等可有效地降低铝等含量。考虑到无机絮凝剂具有一定的腐蚀性和毒性对人类健康和生态环境会产生不利影响,人们研制开发出了有机高分子絮凝剂。
2 有机高分子絮凝剂
有机高分子絮凝剂出现于20世纪50年代,它们应用前途广阔,发展非常迅速。已用于给水净化,水/油体系破乳,含油废水处理,废水再资源化及污泥脱水等方面;还可用作油田开发过程的泥浆处理剂,选择性堵水剂,注水增稠剂,纺织印染过程的柔软剂,静电防止剂及通用的杀菌、消毒剂等。
2.1 有机高分子絮凝剂种类和性质
有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类。从化学结构上可以分为以下3种类型:(1)聚胺型-低分子量阳离子型电解质;(2)季铵型-分子量变化范围大,并具有较高的阳离子性;(3)丙烯酰胺的共聚物-分子量较高,可以几十万到几百万、几千万,均以乳状或粉状的剂型出售,使用上较不方便,但絮凝性能好。根据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子型、阴离子型、非离子型3大类。有机高分子絮凝剂大分子中可以带-COO-、-NH-、-SO3、-OH等亲水基团,具有链状、环状等多种结构。因其活性基团多,分子量高,具有用量少,浮渣产量少,絮凝能力强,絮体容易分离,除油及除悬浮物效果好等特点,在处理炼油废水,其它工业废水,高悬浮物废水及固液分离中阳离子型絮凝剂有着广泛的用途。特别是丙烯酰胺系列有机高分子絮凝剂以其分子量高,絮凝架桥能力强而显示出在水处理中的优越性。
2.2 非离子型有机高分子絮凝剂
非离子型有机高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺。它由丙烯酰胺聚合而得。
2.3 阴离子型有机高分子絮凝剂
(1)阴离子型有机高分子絮凝剂主要有聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙以及聚丙烯酰胺的加碱水解物等聚合物。
(2)丙烯酰胺和苯乙烯磺酸盐、木质磺酸盐、丙烯酸、甲基丙烯酸等共聚物。
2.4 阳离子型有机高分子絮凝剂
2.4.1 季铵化的聚丙烯酰胺
季铵化的聚丙烯酰胺阳离子均是将-NH2经过羟甲基化和季铵化而得,可以分为聚丙烯酰胺阳离子化和阳离子化丙烯酰胺聚合。
(1)由聚丙烯酰胺季铵化
聚丙烯酰胺(PAM)先与甲醛水溶液反应,酰胺基部分羟甲基化,其次与仲胺反应进行烷胺基化,然后与盐酸或胺基化试剂反应使叔胺季铵化。
(2)由季铵化的丙烯酰胺聚合
在碱性条件下,先由丙烯酰胺与甲醛水溶液反应,然后与二甲胺反应,冷却后加盐酸季铵化。产物经蒸发浓缩、过滤,得季铵化丙烯酰胺单体。
2.4.2 聚丙烯酰胺的阳离子衍生物
这类产品多是由丙烯酰胺与阳离子单体共聚合得到的。
2.5 两性聚丙烯酰胺聚合物
以部分水解聚丙烯酰胺加入适量甲醛和二甲胺,通过曼尼兹反应合成出具有羧基和胺甲基的两性型聚丙烯酰胺絮凝剂。
2.6 丙烯酰胺接枝共聚物
因为淀粉价廉来源丰富,其本身也是高分子化合物,它具有亲水的刚性链,以这种刚性链为骨架,接上柔性的聚丙烯酰胺支链,这种刚柔相济的网状大分子除了保持原聚丙烯酰胺的功能之外,还具有某些更为优异的性能。
由于大多数有机高分子絮凝剂本身或其水解、降解产物有毒,且合成用丙烯酰胺单体有毒,能麻醉人的中枢神经,应用领域受到一定限制,迫使絮凝剂向廉价实用、无毒高效的方向发展。
3 微生物絮凝剂
3.1 微生物絮凝剂概述
国外微生物絮凝剂的商业化生产始于20世纪90年代,因不存在二次污染,使用方便,应用前景诱人。如红平红球菌及由此制成的NOC-1是目前发现的最佳微生物絮凝剂,具有很强的絮凝活性,广泛用于畜产废水、膨化污泥、有色废水的处理。我国微生物絮凝剂的制品尚未见报导。
微生物絮凝剂主要包括利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂,利用微生物细胞壁代谢产物的絮凝剂、直接利用微生物细胞的絮凝剂和克隆技术所获得的絮凝剂。微生物产生的絮凝剂物质为糖蛋白、粘多糖、蛋白质、纤维素、DNA等高分子化合物,相对分子质量在105以上。
微生物絮凝剂是利用生物技术,从微生物体或其分泌物提取、纯化而获得的一种安全、高效,且能自然降解的新型水处理剂。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,最终实现无污染排放,因此微生物絮凝剂的研究正成为当今世界絮凝剂方面研究的重要课题。
3.2 微生物絮凝剂的种类和性质
微生物絮凝剂的研究者早就发现,一些微生物如酵母、细菌等有细胞絮凝现象,但一直未对其产生重视,仅是作为细胞富集的一种方法。近十几年来,细胞絮凝技术才作为一种简单、经济的生物产品分离技术在连续发酵及产品分离中得到广泛的应用。微生物絮凝剂是一类由微生物产生的具有絮凝功能的高分子有机物。主要有糖蛋白、粘多糖、纤维素和核酸等。从其来源看,也属于天然有机高分子絮凝剂,因此它具有天然有机高分子絮凝剂的一切优点。同时,微生物絮凝剂的研究工作已由提纯、改性进入到利用生物技术培育、筛选优良的菌种,以较低的成本获得高效的絮凝剂的研究,因此其研究范围已超越了传统的天然有机高分子絮凝剂的研究范畴。具有分泌絮凝剂能力的微生物称为絮凝剂产生菌。最早的絮凝剂产生菌是Butterfield从活性污泥中筛选得到。1976年,Nakamura j.等人从霉菌、细菌、放线菌、酵母菌等菌种中,筛选出19种具有絮凝能力的微生物,其中以酱油曲霉(Aspergillus souae)AJ7002产生的絮凝剂效果最好。1985年,Takagi H等人研究了拟青霉素(Paecilomyces sp.l-1)微生物产生的絮凝剂PF101。PF101对枯草杆菌、大肠杆菌、啤洒酵母、血红细胞、活性污泥、纤维素粉、活性炭、硅藻土、氧化铝等有良好的絮凝效果。1986年,Kurane等人利用红平红球菌 (Rhodococcuserythropolis)研制成功息生物絮凝剂NOC-1,对大肠杆菌、酵母、泥浆水、河水、粉煤灰水、活性碳粉水、膨胀污泥、纸浆废水等均有极好的絮凝和脱色效果,是目前发现的最好的微生物絮凝剂。
絮凝剂的分子质量、分子结构与形状及其所带基团对絮凝剂的活性都有影响。一般来讲,分子量越大,絮凝活性越高;线性分子絮凝活性高,分子带支链或交联越多,絮凝性越差;絮凝剂产生菌处于培养后期,细胞表面蔬水性增强,产生的絮凝剂活性也越高。处理水体中胶体离子的表面结构与电荷对絮凝效果也有影响。一些报道指出,水体中的阳离子,特别是Ca2+、Mg2+的存在能有效降低胶体表面负电荷,促进“架桥”形成。另外,高浓度Ca2+的存在还能保护絮凝剂不受降解酶的作用。微生物絮凝剂絮凝范围广、絮凝活性高,而且作用条件粗放,大多不受离子强度、pH值及温度的影响,因此可以广泛应用于污水和工业废水处理中。微生物絮凝剂高效、安全、不污染环境的优点,在医药、食品加工、生物产品分离等领域也有巨大的潜在应用价值。
4 结 语
纵观絮凝剂的现状可以看出,絮凝剂的品种繁多,从低分子到高分子,从单一型到复合型,总的趋势是向廉价实用、无毒高效的方向发展。无机絮凝剂价格便宜,但对人类健康和生态环境会产生不利影响;有机高分子絮凝剂虽然用量少,浮渣产量少,絮凝能力强,絮体容易分离,除油及除悬浮物效果好,但这类高聚物的残余单体具有“三致”效应(致崎、致癌、致突变),因而使其应用范围受到限制;微生物絮凝剂因不存在二次污染,使用方便,应用前景诱人。微生物絮凝剂将可能在未来取代或部分取代传统的无机高分子和合成有机高分子絮凝剂。微生物絮凝剂的研制和应用方兴未艾,其特性和优势为水处理技术的发展展示了一个广阔的前景。
J. 加絮凝剂作用目的是什么
起吸附沉淀的作用 ,使水和杂质分离开来.
絮凝剂主要有无机絮凝剂,有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂,都主要是处理各种污水用的,具体—— 有机高分子絮凝剂在处银梁喊理炼油废水,其它工业废水,高悬浮物废水及锋野固液分离中阳离子型絮凝剂有着广泛的用途。特别是丙烯酰胺系列有机高分子絮凝剂以其分子量高,絮凝架桥能力强而显示出在水处理中的优越性。微生物絮凝剂絮凝范围广、絮凝活性高,渣旅而且作用条件粗放,大多不受离子强度、pH值及温度的影响,因此可以广泛应用于污水和工业废水处理中。加入絮凝剂就是使水与杂质快速、比较彻底的分离开来。