微生物絮凝劑的作用機(jī)理詳解演示文稿

微生物絮凝劑的作用機(jī)理詳解演示文稿第一頁，共二十七頁。優(yōu)選微生物絮凝劑的作用機(jī)理第二頁，共二十七頁。有機(jī)合成高分子絮凝劑合成高分子絮凝劑投加量少，一般在2％以下，效果好，形成的絮體大，而且強(qiáng)度大，不易破碎，不增加泥量，降低熱值，無腐蝕性．它分非離子型、陽離子型、陰離子型和兩性四種．常用有機(jī)絮凝劑有：聚丙烯酸鈉、聚氧乙烯、聚乙烯胺、聚乙烯磺酸鹽等，其中聚丙烯酰胺的應(yīng)用最多，占合成高分子絮凝劑的80％左右．然而這一類絮凝劑由于存在著一定量的殘余單體丙烯酰胺，不可避免的帶來毒性，所以限制了它的應(yīng)用。高分子量聚丙烯酸鈉屬陰離子型絮凝劑，有強(qiáng)烈的絮凝作用而且無毒；對(duì)懸浮于水中的細(xì)微粒產(chǎn)生非離子性吸附，使粒子之間產(chǎn)生交聯(lián)；對(duì)具有金屬氫氧化物這類正電荷的膠體粒子更顯示出其優(yōu)良性能．第三頁，共二十七頁。有機(jī)絮凝劑在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題:

有機(jī)合成高分子絮凝劑丙烯酰胺多聚體雖然本身沒有任何毒性，但其難降解性卻易造成二次污染，而且聚合單體丙烯酰胺的殘留也是一個(gè)令人十分擔(dān)憂的問題，它不僅具有強(qiáng)烈的神經(jīng)毒性，而且是強(qiáng)致癌物，現(xiàn)在許多國家和領(lǐng)域已禁止或限量使用此類絮凝劑，如美國批準(zhǔn)使用的聚丙烯酰胺最大容許濃度為1mg/mL；英國規(guī)定PAM的投加劑量平均不得超過0.5mg/mL，最大投加劑量不得超過1mg/mL。

第四頁，共二十七頁。無機(jī)絮凝劑無機(jī)鹽類絮凝劑主要分為鋁鹽和鐵鹽，它們有很大的缺點(diǎn)：殘留在水中的鋁離子會(huì)導(dǎo)致二次污染；鐵離子本身有顏色，并對(duì)設(shè)備有腐蝕作用，提高成本；投加量大，產(chǎn)泥量高，運(yùn)行費(fèi)用高．無機(jī)鹽聚合物類絮凝劑效果好，殘留在水中的鋁、鐵離子少，而且易生產(chǎn)、價(jià)廉、使用范圍廣，在我國實(shí)際用量占絮凝劑總量的80％以上．第五頁，共二十七頁。存在的問題:無機(jī)絮凝劑在實(shí)際應(yīng)用中存在的問題:(1)會(huì)給被處理液帶入大量無機(jī)離子，需增加脫鹽、去離子工序，過量的無機(jī)離子不僅影響產(chǎn)品的風(fēng)味、口感，也不利于人的健康．尤其是Al3+的攝入，與目前日益增多的老年癡呆癥的引發(fā)有直接關(guān)系。

(2)鐵鹽類絮凝劑不僅具有很強(qiáng)的腐蝕性，限制了所用設(shè)備，而且容易殘留鐵離子，使被處理水帶有顏色，影響水質(zhì)。

(3)當(dāng)處理含有較多硫化物的工業(yè)廢水(如紡織印染廢水，石油工業(yè)廢水，酸法造紙廢水等)時(shí)，F(xiàn)e3+會(huì)被還原為Fe2+，同時(shí)生成FeS和Fe2S3的混合物，此混合物呈膠體狀態(tài)，帶負(fù)電荷，很難形成絮凝沉淀。第六頁，共二十七頁。天然高分子絮凝劑天然高分子絮凝劑作為一類較新的水處理劑，是利用蛋白質(zhì)、多聚糖、木質(zhì)素、幾丁質(zhì)等生物體分泌的天然有機(jī)高分子，通過化學(xué)改性制成。由于天然有機(jī)高分子物質(zhì)具有無毒，能安全降解的特點(diǎn)，但天然有機(jī)絮凝劑較弱的絮凝活性.開發(fā)一種安全無毒、絮凝活性高、無二次污染的新型絮凝劑對(duì)物質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝改進(jìn)，人類的健康和環(huán)境保護(hù)都有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。20世紀(jì)80年代后期，伴隨生物技術(shù)的發(fā)展，第三類絮凝劑——生物絮凝劑應(yīng)運(yùn)而生。第七頁，共二十七頁。天然高分子絮凝劑天然高分子絮凝劑易生物降解，本身或中間降解產(chǎn)物對(duì)人體無毒，具有選擇性大、價(jià)廉、產(chǎn)泥量少等優(yōu)點(diǎn)．若在生化系統(tǒng)中投加該類絮凝劑，可為城市污水處理后的回用提供符合要求的水質(zhì)．另外淀粉磷酸酯和淀粉黃原酸脂也是良好的絮凝劑．殼聚糖、甲殼素類絮凝劑作為水處理劑在工業(yè)上已大量應(yīng)用，美國主要用于給水及飲用水處理；日本主要用于水處理及污水處理，其中用于水處理的殼聚糖每年達(dá)500噸之多；我國改良了工藝，絮凝劑除了對(duì)水中的固體懸浮物(ss)有較好的絮凝作用外，還對(duì)水中的COD、色度和重金屬離子等有較好的去除效果．由于該類聚合物具有無毒無味、抗菌、可生物降解等優(yōu)點(diǎn)使其被大量應(yīng)用于食品工業(yè)廢水處理中，殼聚糖可使各種食品加工廢水的固形物減少70％～98％．第八頁，共二十七頁。生物絮凝劑(MBF)

微生物絮凝劑(Microbial

flocculants是由微生物產(chǎn)生的生物大分子，是一類由微生物產(chǎn)生的絮凝代謝產(chǎn)物，主要有糖蛋白、多糖、蛋白質(zhì)、纖維素和DNA等,具有使其他物質(zhì)凝聚沉淀的性能。一般利用生物技術(shù)，通過細(xì)菌、真菌等微生物發(fā)酵、抽提、精煉而得到。目前對(duì)微生物絮凝劑的研究多局限于實(shí)驗(yàn)室水平的菌種篩選及其特性研究。

生物絮凝劑第九頁，共二十七頁。

生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生的可使液體中不易降解的固體懸浮顆粒、菌體細(xì)胞及膠體粒子等凝集、沉淀的特殊高分子代謝產(chǎn)物。該類絮凝劑是利用生物技術(shù)，通過微生物發(fā)酵、分離提取而得到的一種新型、高效、廉價(jià)的水處理劑。與傳統(tǒng)的無機(jī)和有機(jī)合成高分子絮凝劑相比，生物絮凝劑具有許多獨(dú)特的性質(zhì)和優(yōu)點(diǎn)：

(1)易于固液分離，形成沉淀物少；

(2)易被微生物降解，無毒無害，安全性高；

(3)無二次污染；

(4)適用范圍廣；

(5)具有除濁和脫色性能等。

(6)有的生物絮凝劑還具有不受PH條件影響，熱穩(wěn)定性強(qiáng)，用量小等特點(diǎn)。第十頁，共二十七頁。微生物絮凝劑微生物絮凝劑是一類由微生物或其分泌物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，它是利用微生物技術(shù)，通過細(xì)菌、真菌等微生物發(fā)酵、提取、精制而得的，是具有生物分解性和安全性的高效、無毒、無二次污染的水處理劑．

能產(chǎn)生微生物絮凝劑的微生物種類很多，它們大量存在于土壤、活性污泥和沉積物中．在適宜條件下迅速形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)而沉積，從而表現(xiàn)出很強(qiáng)的絮凝能力．微生物絮凝性與分子結(jié)構(gòu)、分子量、活性基團(tuán)等多種內(nèi)部環(huán)境因素有關(guān)，

另外，外界環(huán)境因素如pH值、溫度、離子種類、離子強(qiáng)度等對(duì)微生物絮凝劑的活性也有影響．微生物絮凝劑廣泛應(yīng)用于畜產(chǎn)廢水處理、染料廢水的脫色、高濃度無機(jī)物懸浮液廢水的處理、活性污泥的沉降性能的改善、污泥脫水、浮化液的油水分離等方面．第十一頁，共二十七頁。復(fù)合絮凝劑復(fù)合型絮凝劑是近年才開始研制的新型絮凝劑，能克服使用單一絮凝劑的許多不足，適應(yīng)范圍廣，對(duì)低濃度或高濃度水質(zhì)、有色廢水、多種工業(yè)廢水都有良好的凈水效果，脫污泥性好，pH使用范圍大．然而復(fù)合在有機(jī)合成制備上手續(xù)復(fù)雜，成本較高，并有可能存在二次污染．目前還未見復(fù)合絮凝劑有工業(yè)化生產(chǎn)和使用的報(bào)道．污水或活性污泥中，有機(jī)固體顆粒帶負(fù)電荷，無機(jī)固體顆粒帶正電荷，混合固體顆粒呈電中性。所以有機(jī)污水或污泥加陽離子型絮凝劑，對(duì)無機(jī)污水或污泥加陰離子型絮凝劑，對(duì)混合污水或污泥加非離子型絮凝劑．第十二頁，共二十七頁。微生物絮凝劑簡(jiǎn)介微生物絮凝劑的絮凝機(jī)理內(nèi)容簡(jiǎn)介第十三頁，共二十七頁。Microbialflocculant

Bio-flocculant

由微生物產(chǎn)生的有絮凝活性的次生代謝產(chǎn)物，可以使水中不易降解的固體懸浮顆粒和膠體顆粒等絮凝、沉淀的特殊高分子代謝產(chǎn)物，是一種高效、安全、能自然降解的新型水處理劑胡勇有、高寶玉《微生物絮凝劑》第十四頁，共二十七頁。研究歷程復(fù)合型微生物絮凝劑

馬放1876197619862003NakamuraRhodococcuserythropolisKuraneLevurecasseeuseLouisPasteur第十五頁，共二十七頁。生物絮凝劑分類細(xì)胞代謝物生物絮凝劑生物細(xì)胞壁生物絮凝劑微生物細(xì)胞生物絮凝劑基因工程菌的代謝產(chǎn)物第十六頁，共二十七頁。微生物絮凝劑的主要成分糖蛋白多糖蛋白質(zhì)脂肪纖維素DNA絮凝劑第十七頁，共二十七頁。膠體穩(wěn)定的原因膠粒帶電兩膠團(tuán)的擴(kuò)散層重疊，破壞反離子和雙電層的靜電平衡，導(dǎo)致產(chǎn)生滲透性斥力和靜電斥力溶劑化水化外殼的存在勢(shì)必增加溶膠聚合的機(jī)械阻力布朗運(yùn)動(dòng)當(dāng)布朗運(yùn)動(dòng)足夠強(qiáng)時(shí),粒子熱運(yùn)動(dòng)能夠克服重力場(chǎng)的作用而不下沉第十八頁，共二十七頁。絮凝過程凝聚從作用機(jī)理來看，是指膠體和分散系雙電層壓縮、ζ電位破壞、電性中和而脫穩(wěn)并聚集為絮粒的過程絮凝從工藝上看，是指絮粒通過吸附、交聯(lián)、網(wǎng)捕，聚結(jié)為大絮體沉降的過程。凝聚和絮凝統(tǒng)稱為混凝第十九頁，共二十七頁。未絮凝高嶺土絮凝后高嶺土第二十頁，共二十七頁。絮凝劑一般作用機(jī)制吸附電中和作用高分子絮凝劑的橋聯(lián)絮凝劑網(wǎng)羅卷帶壓縮雙電層，減少表面電荷第二十一頁，共二十七頁。微生物絮凝劑的絮凝作用機(jī)理DLVO理論纖維束纖絲學(xué)說莢膜學(xué)說疏水性學(xué)說PHB酯合假說胞外產(chǎn)物菌體表面胞內(nèi)產(chǎn)物第二十二頁，共二十七頁。DLVO理論a：絮凝可逆Emax：勢(shì)壘極大值b：聚沉不可逆第二十三頁，共二十七頁。DLVO理論在微生物絮凝劑絮凝機(jī)制中的應(yīng)用橋聯(lián)作用壓縮雙電層電性中和卷掃作用晶核懸浮物化學(xué)反應(yīng)酯合假說電荷中和離子鍵---酸性氫鍵---中性第二十四頁，共二十七頁。橋聯(lián)作用第二十五頁，共二十七頁。生物絮凝劑的應(yīng)用

生物絮凝劑的應(yīng)用范圍十分廣泛，而且處理效果特別明顯。以下主要介紹生物絮凝劑在消除污泥膨脹、脫色、城市污水處理以及特殊廢水處理應(yīng)用情況。1.消除污泥膨脹:

工業(yè)廢水在采用活性污泥法處理的過程中,活性污泥易發(fā)生膨脹,影響處理效果,若加入微生物絮凝劑,會(huì)消除膨脹,收到良好的效果。如甘草制藥廢水生化處理過程的污泥膨脹,添加NOC21微生物絮凝劑后,污泥的SVI值很快從290下降到50,消除了污泥的膨脹,恢復(fù)了污泥的沉降能力。

第二十六頁，共二十七頁。2.水的脫色

活性污泥法除去廢水中的BOD并非難事,但對(duì)于脫色幾乎還沒有特效的方法,特別是對(duì)于那些可溶性色素很難處理,使用微