第10講 綠色絮凝劑、影響因素、安全 (1)

1、LOGO第8講 微生物絮凝劑絮凝影響因素及安全LOGO微生物絮凝劑微生物絮凝劑 微生物絮凝劑微生物絮凝劑 l 微生物絮凝劑是一類由微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生微生物產(chǎn)生的的有絮凝活有絮凝活性性的代謝產(chǎn)物，主要有糖蛋自、多糖、蛋白質(zhì)、的代謝產(chǎn)物，主要有糖蛋自、多糖、蛋白質(zhì)、纖維素和纖維素和DNA等。一般利用生物技術(shù)，通過細等。一般利用生物技術(shù)，通過細菌、真菌等微生物發(fā)酵、抽提、精煉而得到。菌、真菌等微生物發(fā)酵、抽提、精煉而得到。l 能能快速絮凝快速絮凝各種顆粒物質(zhì)。具有各種顆粒物質(zhì)。具有可生物降解性可生物降解性，克服了鋁鹽、丙烯酰胺等克服了鋁鹽、丙烯酰胺等毒性問題毒性問題安全可靠，安全可靠，對

2、環(huán)境無二次污染。對環(huán)境無二次污染。六、微生物絮凝劑六、微生物絮凝劑 微生物絮凝劑微生物絮凝劑 分類（三類）分類（三類）：l 直接利用微生物細胞的絮凝劑直接利用微生物細胞的絮凝劑。如某些細菌、。如某些細菌、霉菌、放線菌和酵母，它們大量存在于土壤，霉菌、放線菌和酵母，它們大量存在于土壤，活性污泥和沉積物中?；钚晕勰嗪统练e物中。 l 利用微生物細胞提取物的絮凝劑利用微生物細胞提取物的絮凝劑。如酵母細胞。如酵母細胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質(zhì)和壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質(zhì)和 N一乙酰葡一乙酰葡萄糖胺等成分均可作為絮凝劑。萄糖胺等成分均可作為絮凝劑。六、微生物絮凝劑六、微生物絮凝劑 微生物絮凝劑微生物絮

3、凝劑 l 利用微生物細胞代謝產(chǎn)物的絮凝劑利用微生物細胞代謝產(chǎn)物的絮凝劑。微生物細。微生物細胞分泌到細胞外的代謝產(chǎn)物，主要是細菌的莢膜胞分泌到細胞外的代謝產(chǎn)物，主要是細菌的莢膜和粘液質(zhì)，除水分外，其余主要成分為多糖及少和粘液質(zhì)，除水分外，其余主要成分為多糖及少量的多肽、蛋白質(zhì)、脂類及其復(fù)合物，其中多糖量的多肽、蛋白質(zhì)、脂類及其復(fù)合物，其中多糖在某種程度上可作為絮凝劑。在某種程度上可作為絮凝劑。六、微生物絮凝劑六、微生物絮凝劑 微生物絮凝劑微生物絮凝劑 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)：l微生物產(chǎn)生的絮凝劑微生物產(chǎn)生的絮凝劑種類繁多，結(jié)構(gòu)、性能各種類繁多，結(jié)構(gòu)、性能各異異，目前已報道的有多糖、糖蛋白、纖維素等。，目前已報

4、道的有多糖、糖蛋白、纖維素等。六、微生物絮凝劑六、微生物絮凝劑六、微生物絮凝劑六、微生物絮凝劑六、微生物絮凝劑六、微生物絮凝劑 微生物絮凝劑微生物絮凝劑 微生物絮凝劑的絮凝機理微生物絮凝劑的絮凝機理：l主要有三種：主要有三種：橋連作用橋連作用、中和作用中和作用和和卷掃作用卷掃作用。微生物絮凝劑是帶有電荷的生物大分子，這三微生物絮凝劑是帶有電荷的生物大分子，這三種機理都可能存在。主要是前兩種。種機理都可能存在。主要是前兩種。六、微生物絮凝劑六、微生物絮凝劑 微生物絮凝劑微生物絮凝劑 l離子鍵、氫鍵的結(jié)合學(xué)說離子鍵、氫鍵的結(jié)合學(xué)說 盡管微生物絮凝劑性質(zhì)不同，但對液體中盡管微生物絮凝劑性質(zhì)不同，但對

5、液體中固體懸固體懸浮顆粒的絮凝浮顆粒的絮凝有相似之處，它們通過有相似之處，它們通過離子鍵、氫鍵離子鍵、氫鍵的的作用與懸浮物結(jié)合，由于絮凝劑的作用與懸浮物結(jié)合，由于絮凝劑的相對分子質(zhì)量相對分子質(zhì)量較大，較大，一個絮凝劑分子可同時與一個絮凝劑分子可同時與幾個懸浮顆粒幾個懸浮顆粒結(jié)合，在適宜結(jié)合，在適宜條件下，迅速形成條件下，迅速形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而沉積，從而表現(xiàn)出很強而沉積，從而表現(xiàn)出很強的絮凝能力。的絮凝能力。 該學(xué)說可解釋該學(xué)說可解釋大多數(shù)微生物絮凝劑大多數(shù)微生物絮凝劑引起的絮凝現(xiàn)引起的絮凝現(xiàn)象，以及一些因素對絮凝的影響，并為一些實驗所證象，以及一些因素對絮凝的影響，并為一些實驗所證實。實。

6、六、微生物絮凝劑六、微生物絮凝劑 微生物絮凝劑微生物絮凝劑 l微生物絮凝劑的絮凝機理與合成高分子絮凝劑微生物絮凝劑的絮凝機理與合成高分子絮凝劑的機理的機理并無大的差異并無大的差異，無非是電性中和、架橋，無非是電性中和、架橋等。也可能在生物絮凝劑分子上的等。也可能在生物絮凝劑分子上的某些活性基某些活性基團團與被絮凝物質(zhì)相應(yīng)的基團發(fā)生反應(yīng)，聚集成與被絮凝物質(zhì)相應(yīng)的基團發(fā)生反應(yīng)，聚集成大分子而沉淀下來。大分子而沉淀下來。六、微生物絮凝劑六、微生物絮凝劑 微生物絮凝劑微生物絮凝劑 微生物絮凝劑的特點微生物絮凝劑的特點：l具有可生化性，無二次污染；具有可生化性，無二次污染；l高效、沉淀易過濾；高效、沉淀

7、易過濾；l無毒；無毒；六、微生物絮凝劑六、微生物絮凝劑LOGO影響絮凝劑絮凝效果的因素影響絮凝劑絮凝效果的因素 影響絮凝劑絮凝效果的因素影響絮凝劑絮凝效果的因素 影響絮凝劑絮凝效果的因素影響絮凝劑絮凝效果的因素：lpH值；值；l溫度；溫度；l高分子絮凝劑的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)；高分子絮凝劑的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)；l有機高分子絮凝劑的分子量；有機高分子絮凝劑的分子量；l絮凝劑的用量；絮凝劑的用量；l無機絮凝劑與有機高分子絮凝劑的復(fù)合使用。無機絮凝劑與有機高分子絮凝劑的復(fù)合使用。 影響絮凝劑絮凝效果的因素影響絮凝劑絮凝效果的因素 pH值值：l一般情況下，一般情況下，陽離子型絮凝劑陽離子型絮凝劑適合于在酸性和適合于在酸

8、性和中性的中性的 pH 值環(huán)境中使用。但是，聚季胺鹽型的值環(huán)境中使用。但是，聚季胺鹽型的陽離子有機高分子絮凝劑也適合于在堿性的介陽離子有機高分子絮凝劑也適合于在堿性的介質(zhì)中使用。質(zhì)中使用。陰離子型絮凝劑陰離子型絮凝劑適合于在中性和堿適合于在中性和堿性的環(huán)境中使用。性的環(huán)境中使用。非離子型絮凝劑非離子型絮凝劑適合于從強適合于從強酸性到堿性的環(huán)境中使用。選擇的酸性到堿性的環(huán)境中使用。選擇的 pH 值適當時，值適當時，可以節(jié)省大量的絮凝劑，降低成本，并且能夠可以節(jié)省大量的絮凝劑，降低成本，并且能夠使絮凝作用進行得完全，絮凝效果好。使絮凝作用進行得完全，絮凝效果好。 影響絮凝劑絮凝效果的因素影響絮凝劑

9、絮凝效果的因素 溫度溫度：l水溶液的溫度過高或過低，對絮凝作用皆不利，水溶液的溫度過高或過低，對絮凝作用皆不利，其溫度最好在其溫度最好在20一一30。當。當水溫過高水溫過高時，化學(xué)時，化學(xué)反應(yīng)速度加快，形成細小的絮凝體，并且會使反應(yīng)速度加快，形成細小的絮凝體，并且會使絮凝體的水合作用增加，因此產(chǎn)生的活性污泥絮凝體的水合作用增加，因此產(chǎn)生的活性污泥的含水量高、體積大、難處理。當?shù)暮扛摺Ⅲw積大、難處理。當水溫過低水溫過低時，時，絮凝劑的水解反應(yīng)變慢，水解時間增加，影響絮凝劑的水解反應(yīng)變慢，水解時間增加，影響處理的水量。溫度過低也增大了水的粘度，粘處理的水量。溫度過低也增大了水的粘度，粘度大時，

10、增加了水對絮凝體的撕裂作用，使絮度大時，增加了水對絮凝體的撕裂作用，使絮凝體變得細小，不易分離。凝體變得細小，不易分離。 影響絮凝劑絮凝效果的因素影響絮凝劑絮凝效果的因素 高分子絮凝劑的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)高分子絮凝劑的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)：l高分子絮凝劑的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)對絮凝作用的影響高分子絮凝劑的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)對絮凝作用的影響很大。很大。線型結(jié)構(gòu)線型結(jié)構(gòu)的有機高分子絮凝劑，其絮凝的有機高分子絮凝劑，其絮凝效果較好；成效果較好；成環(huán)狀或支鏈結(jié)構(gòu)環(huán)狀或支鏈結(jié)構(gòu)的有機高分子絮的有機高分子絮凝其絮凝效果較差。凝其絮凝效果較差。l有機高分子絮凝劑的有機高分子絮凝劑的官能團官能團，對絮凝劑的性質(zhì)，對絮凝劑的性質(zhì)起著決定性的作用。

11、不同的官能團，其極性、起著決定性的作用。不同的官能團，其極性、親水性、電荷的性質(zhì)及電荷的中和能力、對膠親水性、電荷的性質(zhì)及電荷的中和能力、對膠體顆粒的吸附和反應(yīng)等都不相同。體顆粒的吸附和反應(yīng)等都不相同。 影響絮凝劑絮凝效果的因素影響絮凝劑絮凝效果的因素 l有機高分子絮凝劑的分子中，有機高分子絮凝劑的分子中，含官能團過多含官能團過多時，時，則電荷密度過高，一般絮凝作用反而較差；含則電荷密度過高，一般絮凝作用反而較差；含官能團少時，電荷密度低，絮凝作用好，而且官能團少時，電荷密度低，絮凝作用好，而且絮凝劑的成本也低。但如果含官能團過少時，絮凝劑的成本也低。但如果含官能團過少時，電荷密度過低，對電荷

12、的中和作用是不利的，電荷密度過低，對電荷的中和作用是不利的，也會影響絮凝效果。當膠體顆粒的負也會影響絮凝效果。當膠體顆粒的負電位比電位比較高時，有機高分子絮凝劑的官能團含量較多，較高時，有機高分子絮凝劑的官能團含量較多，電荷密度高些，對電荷的中和作用有利，都會電荷密度高些，對電荷的中和作用有利，都會有良好的絮凝效果。有良好的絮凝效果。 影響絮凝劑絮凝效果的因素影響絮凝劑絮凝效果的因素 有機高分子絮凝劑的分子量有機高分子絮凝劑的分子量：l一般來說，絮凝劑的一般來說，絮凝劑的分子量越大，絮凝效果越分子量越大，絮凝效果越好好。但并不是在任何情況下都要選用分子量大。但并不是在任何情況下都要選用分子量大

13、的絮凝劑，相反，在某些情況下卻需選用分子的絮凝劑，相反，在某些情況下卻需選用分子量比較小的絮凝劑。不過，分子量也要適當，量比較小的絮凝劑。不過，分子量也要適當，只要能將膠體顆粒絮凝沉淀下來即可只要能將膠體顆粒絮凝沉淀下來即可。如果絮。如果絮凝劑的分子量太小，對膠體顆粒的捕集和橋連凝劑的分子量太小，對膠體顆粒的捕集和橋連都不利，因此不利于絮凝作用。所以分子量不都不利，因此不利于絮凝作用。所以分子量不宜過小。一般的情況下，絮凝劑的分子量不要宜過小。一般的情況下，絮凝劑的分子量不要小于小于30000 。 影響絮凝劑絮凝效果的因素影響絮凝劑絮凝效果的因素 絮凝劑的用量絮凝劑的用量：l一般情況下，絮凝效

14、果一般情況下，絮凝效果隨著絮凝劑的用量增加隨著絮凝劑的用量增加而增強而增強。但絮凝劑的用量達到一定值時，會出。但絮凝劑的用量達到一定值時，會出現(xiàn)現(xiàn)峰值峰值，再增加用量時，絮凝效果反而下降，再增加用量時，絮凝效果反而下降，故在使用時要確定故在使用時要確定最佳效果的絮凝劑用量最佳效果的絮凝劑用量。當。當絮凝劑過量時，有時會使所形成的絮體重新變絮凝劑過量時，有時會使所形成的絮體重新變成穩(wěn)定的膠體。絮凝劑的用量與溶液中的懸浮成穩(wěn)定的膠體。絮凝劑的用量與溶液中的懸浮物的含量有關(guān)，其最佳用量是從實驗中測定出物的含量有關(guān)，其最佳用量是從實驗中測定出來的。來的。 影響絮凝劑絮凝效果的因素影響絮凝劑絮凝效果的因

15、素 無機絮凝刊與有機高分子絮凝劑的復(fù)合使用無機絮凝刊與有機高分子絮凝劑的復(fù)合使用：l一般在原水處理以一般在原水處理以除去固體粒子除去固體粒子和含油廢水處和含油廢水處理以理以除去油類除去油類的過程中，高分子有機絮凝劑的的過程中，高分子有機絮凝劑的效果較好，投加量一般也很少，但如結(jié)合無機效果較好，投加量一般也很少，但如結(jié)合無機絮凝劑使用，則效果更好，例如，在原水濁度絮凝劑使用，則效果更好，例如，在原水濁度較高時，先加入少量聚鋁，然后再加入少量的較高時，先加入少量聚鋁，然后再加入少量的聚丙烯酰胺，此時不僅絮凝速度很快，而且投聚丙烯酰胺，此時不僅絮凝速度很快，而且投加藥劑的總量也比單獨使用聚鋁或聚丙烯

16、酰胺加藥劑的總量也比單獨使用聚鋁或聚丙烯酰胺的量要低得多。的量要低得多。LOGO絮凝劑的衛(wèi)生安全性絮凝劑的衛(wèi)生安全性 絮凝劑的衛(wèi)生安全性絮凝劑的衛(wèi)生安全性 絮凝劑的衛(wèi)生安全性絮凝劑的衛(wèi)生安全性：l藥劑本身藥劑本身的毒性；的毒性；l藥劑商品中所含雜質(zhì)藥劑商品中所含雜質(zhì)的毒性；的毒性；l藥劑本身在臭氧化或氯化的氧化過程中的產(chǎn)物藥劑本身在臭氧化或氯化的氧化過程中的產(chǎn)物的毒性。的毒性。 絮凝劑的衛(wèi)生安全性絮凝劑的衛(wèi)生安全性 無機絮凝劑無機絮凝劑：l一般無機混凝劑只存在一般無機混凝劑只存在藥劑商品中所含雜質(zhì)藥劑商品中所含雜質(zhì)的的毒性問題，但近毒性問題，但近10年的研究表明，年的研究表明，鋁鋁經(jīng)各種渠經(jīng)各

17、種渠道進人人體后，通過道進人人體后，通過蓄積蓄積和參與許多生物化學(xué)和參與許多生物化學(xué)反應(yīng)，能反應(yīng)，能將體內(nèi)必需的營養(yǎng)元素和微量元素置將體內(nèi)必需的營養(yǎng)元素和微量元素置換流失或沉積換流失或沉積，干擾破壞各部位的生理功能，干擾破壞各部位的生理功能，導(dǎo)致人體出現(xiàn)諸如鋁性腦病導(dǎo)致人體出現(xiàn)諸如鋁性腦?。ㄈ缋夏晷园V呆）、（如老年性癡呆）、鋁性骨病、鋁性貧血等臨床鋁中毒病癥。鋁性骨病、鋁性貧血等臨床鋁中毒病癥。 絮凝劑的衛(wèi)生安全性絮凝劑的衛(wèi)生安全性 l同時，鋁鹽的毒性也表現(xiàn)在同時，鋁鹽的毒性也表現(xiàn)在對水生生物、植物對水生生物、植物的毒性效應(yīng)的毒性效應(yīng)，當鋁的濃度較大時，對廢水生物，當鋁的濃度較大時，對廢水生物

18、處理過程中的處理過程中的微生物微生物也可能產(chǎn)生不良影響。世也可能產(chǎn)生不良影響。世界衛(wèi)生組織對水中殘留鋁含最的限制標準為界衛(wèi)生組織對水中殘留鋁含最的限制標準為0.2mg/L，美國定為，美國定為 0.05mg/L。我國規(guī)定鋁的標。我國規(guī)定鋁的標準值為準值為0.2mg/L。 絮凝劑的衛(wèi)生安全性絮凝劑的衛(wèi)生安全性 降低自來水中鋁的措施降低自來水中鋁的措施：l開發(fā)和采用能減少鋁投加量的復(fù)合鋁鹽；開發(fā)和采用能減少鋁投加量的復(fù)合鋁鹽；l通過添加無毒的高分子絮凝劑降低鋁含量；通過添加無毒的高分子絮凝劑降低鋁含量；l改進凝聚沉淀工藝技術(shù)。改進凝聚沉淀工藝技術(shù)。 絮凝劑的衛(wèi)生安全性絮凝劑的衛(wèi)生安全性 鐵鹽的毒性鐵鹽的毒性：l主要是鐵鹽中的雜質(zhì)，特別是