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(guò)細(xì)等。一般利用生物技術(shù)，通過(guò)細(xì)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(wèn)題毒性問(wèn)題安全可靠，安全可靠，對(duì)

2、環(huán)境無(wú)二次污染。對(duì)環(huán)境無(wú)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(xì)胞的絮凝劑直接利用微生物細(xì)胞的絮凝劑。如某些細(xì)菌、。如某些細(xì)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(xì)胞提取物的絮凝劑利用微生物細(xì)胞提取物的絮凝劑。如酵母細(xì)胞。如酵母細(xì)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(xì)胞代謝產(chǎn)物的絮凝劑利用微生物細(xì)胞代謝產(chǎn)物的絮凝劑。微生物細(xì)。微生物細(xì)胞分泌到細(xì)胞外的代謝產(chǎn)物，主要是細(xì)菌的莢膜胞分泌到細(xì)胞外的代謝產(chǎn)物，主要是細(xì)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(bào)道的有多糖、糖蛋白、纖維素等。，目前已報(bào)

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(jī)理微生物絮凝劑的絮凝機(jī)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(jī)理都可能存在。主要是前兩種。種機(jī)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(shuō)離子鍵、氫鍵的結(jié)合學(xué)說(shuō) 盡管微生物絮凝劑性質(zhì)不同，但對(duì)液體中盡管微生物絮凝劑性質(zhì)不同，但對(duì)

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(guò)有相似之處，它們通過(guò)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(duì)分子質(zhì)量相對(duì)分子質(zhì)量較大，較大，一個(gè)絮凝劑分子可同時(shí)與一個(gè)絮凝劑分子可同時(shí)與幾個(gè)懸浮顆粒幾個(gè)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(qiáng)而沉積，從而表現(xiàn)出很強(qiáng)的絮凝能力。的絮凝能力。 該學(xué)說(shuō)可解釋該學(xué)說(shuō)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(duì)絮凝的影響，并為一些實(shí)驗(yàn)所證象，以及一些因素對(duì)絮凝的影響，并為一些實(shí)驗(yàn)所證實(shí)。實(shí)。

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(jī)理與合成高分子絮凝劑微生物絮凝劑的絮凝機(jī)理與合成高分子絮凝劑的機(jī)理的機(jī)理并無(wú)大的差異并無(wú)大的差異，無(wú)非是電性中和、架橋，無(wú)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(tuán)團(tuán)與被絮凝物質(zhì)相應(yīng)的基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，聚集成與被絮凝物質(zhì)相應(yīng)的基團(tuán)發(fā)生反應(yīng)，聚集成大分子而沉淀下來(lái)。大分子而沉淀下來(lái)。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(diǎn)微生物絮凝劑的特點(diǎn)：l具有可生化性，無(wú)二次污染；具有可生化性，無(wú)二次污染；l高效、沉淀易過(guò)濾；高效、沉淀

7、易過(guò)濾；l無(wú)毒；無(wú)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(jī)高分子絮凝劑的分子量；有機(jī)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(wú)機(jī)絮凝劑與有機(jī)高分子絮凝劑的復(fù)合使用。無(wú)機(jī)絮凝劑與有機(jī)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(yáng)離子型絮凝劑陽(yáng)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(yáng)離子有機(jī)高分子絮凝劑也適合于在堿性的介陽(yáng)離子有機(jī)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(qiáng)適合于從強(qiáng)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(dāng)時(shí)，值適當(dāng)時(shí)，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(jìn)行得完全，絮凝效果好。使絮凝作用進(jìn)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(guò)高或過(guò)低，對(duì)絮凝作用皆不利，水溶液的溫度過(guò)高或過(guò)低，對(duì)絮凝作用皆不利，其溫度最好在其溫度最好在20一一30。當(dāng)。當(dāng)水溫過(guò)高水溫過(guò)高時(shí)，化學(xué)時(shí)，化學(xué)反應(yīng)速度加快，形成細(xì)小的絮凝體，并且會(huì)使反應(yīng)速度加快，形成細(xì)小的絮凝體，并且會(huì)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(dāng)?shù)暮扛?、體積大、難處理。當(dāng)水溫過(guò)低水溫過(guò)低時(shí)，時(shí)，絮凝劑的水解反應(yīng)變慢，水解時(shí)間增加，影響絮凝劑的水解反應(yīng)變慢，水解時(shí)間增加，影響處理的水量。溫度過(guò)低也增大了水的粘度，粘處理的水量。溫度過(guò)低也增大了水的粘度，粘度大時(shí)，

10、增加了水對(duì)絮凝體的撕裂作用，使絮度大時(shí)，增加了水對(duì)絮凝體的撕裂作用，使絮凝體變得細(xì)小，不易分離。凝體變得細(xì)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(duì)絮凝作用的影響高分子絮凝劑的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)對(duì)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(jī)高分子絮凝劑，其絮凝的有機(jī)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(jī)高分子絮的有機(jī)高分子絮凝其絮凝效果較差。凝其絮凝效果較差。l有機(jī)高分子絮凝劑的有機(jī)高分子絮凝劑的官能團(tuán)官能團(tuán)，對(duì)絮凝劑的性質(zhì)，對(duì)絮凝劑的性質(zhì)起著決定性的作用。

11、不同的官能團(tuán)，其極性、起著決定性的作用。不同的官能團(tuán)，其極性、親水性、電荷的性質(zhì)及電荷的中和能力、對(duì)膠親水性、電荷的性質(zhì)及電荷的中和能力、對(duì)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(jī)高分子絮凝劑的分子中，有機(jī)高分子絮凝劑的分子中，含官能團(tuán)過(guò)多含官能團(tuán)過(guò)多時(shí)，時(shí)，則電荷密度過(guò)高，一般絮凝作用反而較差；含則電荷密度過(guò)高，一般絮凝作用反而較差；含官能團(tuán)少時(shí)，電荷密度低，絮凝作用好，而且官能團(tuán)少時(shí)，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(tuán)過(guò)少時(shí)，絮凝劑的成本也低。但如果含官能團(tuán)過(guò)少時(shí)，電荷密度過(guò)低，對(duì)電荷

12、的中和作用是不利的，電荷密度過(guò)低，對(duì)電荷的中和作用是不利的，也會(huì)影響絮凝效果。當(dāng)膠體顆粒的負(fù)也會(huì)影響絮凝效果。當(dāng)膠體顆粒的負(fù)電位比電位比較高時(shí)，有機(jī)高分子絮凝劑的官能團(tuán)含量較多，較高時(shí)，有機(jī)高分子絮凝劑的官能團(tuán)含量較多，電荷密度高些，對(duì)電荷的中和作用有利，都會(huì)電荷密度高些，對(duì)電荷的中和作用有利，都會(huì)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(jī)高分子絮凝劑的分子量有機(jī)高分子絮凝劑的分子量：l一般來(lái)說(shuō)，絮凝劑的一般來(lái)說(shuō)，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(guò)，分子量也要適當(dāng)，量比較小的絮凝劑。不過(guò)，分子量也要適當(dāng)，只要能將膠體顆粒絮凝沉淀下來(lái)即可只要能將膠體顆粒絮凝沉淀下來(lái)即可。如果絮。如果絮凝劑的分子量太小，對(duì)膠體顆粒的捕集和橋連凝劑的分子量太小，對(duì)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(guò)小。一般的情況下，絮凝劑的分子量不要宜過(guò)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(qiáng)而增強(qiáng)。但絮凝劑的用量達(dá)到一定值時(shí)，會(huì)出。但絮凝劑的用量達(dá)到一定值時(shí)，會(huì)出現(xiàn)現(xiàn)峰值峰值，再增加用量時(shí)，絮凝效果反而下降，再增加用量時(shí)，絮凝效果反而下降，故在使用時(shí)要確定故在使用時(shí)要確定最佳效果的絮凝劑用量最佳效果的絮凝劑用量。當(dāng)。當(dāng)絮凝劑過(guò)量時(shí)，有時(shí)會(huì)使所形成的絮體重新變絮凝劑過(guò)量時(shí)，有時(shí)會(huì)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(shí)驗(yàn)中測(cè)定出物的含量有關(guān)，其最佳用量是從實(shí)驗(yàn)中測(cè)定出來(lái)的。來(lái)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(wú)機(jī)絮凝刊與有機(jī)高分子絮凝劑的復(fù)合使用無(wú)機(jī)絮凝刊與有機(jī)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(guò)程中，高分子有機(jī)絮凝劑的的過(guò)程中，高分子有機(jī)絮凝劑的效果較好，投加量一般也很少，但如結(jié)合無(wú)機(jī)效果較好，投加量一般也很少，但如結(jié)合無(wú)機(jī)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(shí)，先加入少量聚鋁，然后再加入少量的較高時(shí)，先加入少量聚鋁，然后再加入少量的聚丙烯酰胺，此時(shí)不僅絮凝速度很快，而且投聚丙烯酰胺，此時(shí)不僅絮凝速度很快，而且投加藥劑的總量也比單獨(dú)使用聚鋁或聚丙烯

16、酰胺加藥劑的總量也比單獨(dú)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(guò)程中的產(chǎn)物藥劑本身在臭氧化或氯化的氧化過(guò)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(wú)機(jī)絮凝劑無(wú)機(jī)絮凝劑：l一般無(wú)機(jī)混凝劑只存在一般無(wú)機(jī)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(wèn)題，但近毒性問(wèn)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(jìn)人人體后，通過(guò)道進(jìn)人人體后，通過(guò)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(yíng)養(yǎng)元素和微量元素置將體內(nèi)必需的營(yíng)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)諸如鋁性腦病（如老年性癡呆）、（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(shí)，鋁鹽的毒性也表現(xiàn)在同時(shí)，鋁鹽的毒性也表現(xiàn)在對(duì)水生生物、植物對(duì)水生生物、植物的毒性效應(yīng)的毒性效應(yīng)，當(dāng)鋁的濃度較大時(shí)，對(duì)廢水生物，當(dāng)鋁的濃度較大時(shí)，對(duì)廢水生物

18、處理過(guò)程中的處理過(guò)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(duì)水中殘留鋁含最的限制標(biāo)準(zhǔn)為界衛(wèi)生組織對(duì)水中殘留鋁含最的限制標(biāo)準(zhǔn)為0.2mg/L，美國(guó)定為，美國(guó)定為 0.05mg/L。我國(guó)規(guī)定鋁的標(biāo)。我國(guó)規(guī)定鋁的標(biāo)準(zhǔn)值為準(zhǔn)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(lái)水中鋁的措施降低自來(lái)水中鋁的措施：l開(kāi)發(fā)和采用能減少鋁投加量的復(fù)合鋁鹽；開(kāi)發(fā)和采用能減少鋁投加量的復(fù)合鋁鹽；l通過(guò)添加無(wú)毒的高分子絮凝劑降低鋁含量；通過(guò)添加無(wú)毒的高分子絮凝劑降低鋁含量；l改進(jìn)凝聚沉淀工藝技術(shù)。改進(jìn)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)，特別是重金屬的含量。主要是鐵鹽中的雜質(zhì)，特別是重金屬的含量。 絮凝劑的衛(wèi)生安全性絮凝劑的衛(wèi)生安全性 PAM的毒性的毒性：lPAM的毒性較小，主要是丙烯酰胺單體的毒性。的毒性較小，主要是丙烯酰胺單體的毒性。l陽(yáng)離子聚丙烯酰胺會(huì)殺死魚(yú)類這不是毒性所陽(yáng)離子聚丙烯酰胺會(huì)殺死魚(yú)類這不是毒性所致死，而是由于它同魚(yú)類分泌的陰