第10讲绿色絮凝剂、影响因素、安全(1)

1、LOGO第8讲 微生物絮凝剂絮凝影响因素及安全LOGO微生物絮凝剂微生物絮凝剂 微生物絮凝剂微生物絮凝剂 l 微生物絮凝剂是一类由微生物絮凝剂是一类由微生物产生微生物产生的的有絮凝活有絮凝活性性的代谢产物，主要有糖蛋自、多糖、蛋白质、的代谢产物，主要有糖蛋自、多糖、蛋白质、纤维素和纤维素和DNA等。一般利用生物技术，通过细等。一般利用生物技术，通过细菌、真菌等微生物发酵、抽提、精炼而得到。菌、真菌等微生物发酵、抽提、精炼而得到。l 能能快速絮凝快速絮凝各种颗粒物质。具有各种颗粒物质。具有可生物降解性可生物降解性，克服了铝盐、丙烯酰胺等克服了铝盐、丙烯酰胺等毒性问题毒性问题安全可靠，安全可靠，对

2、环境无二次污染。对环境无二次污染。六、微生物絮凝剂六、微生物絮凝剂 微生物絮凝剂微生物絮凝剂 分类（三类）分类（三类）：l 直接利用微生物细胞的絮凝剂直接利用微生物细胞的絮凝剂。如某些细菌、。如某些细菌、霉菌、放线菌和酵母，它们大量存在于土壤，霉菌、放线菌和酵母，它们大量存在于土壤，活性污泥和沉积物中。活性污泥和沉积物中。 l 利用微生物细胞提取物的絮凝剂利用微生物细胞提取物的絮凝剂。如酵母细胞。如酵母细胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和 N一乙酰葡一乙酰葡萄糖胺等成分均可作为絮凝剂。萄糖胺等成分均可作为絮凝剂。六、微生物絮凝剂六、微生物絮凝剂 微生物絮凝剂微生物絮

3、凝剂 l 利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂。微生物细。微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物，主要是细菌的荚膜胞分泌到细胞外的代谢产物，主要是细菌的荚膜和粘液质，除水分外，其余主要成分为多糖及少和粘液质，除水分外，其余主要成分为多糖及少量的多肽、蛋白质、脂类及其复合物，其中多糖量的多肽、蛋白质、脂类及其复合物，其中多糖在某种程度上可作为絮凝剂。在某种程度上可作为絮凝剂。六、微生物絮凝剂六、微生物絮凝剂 微生物絮凝剂微生物絮凝剂 结构结构：l微生物产生的絮凝剂微生物产生的絮凝剂种类繁多，结构、性能各种类繁多，结构、性能各异异，目前已报道的有多糖、糖蛋白、纤维素等。，目前已报

4、道的有多糖、糖蛋白、纤维素等。六、微生物絮凝剂六、微生物絮凝剂六、微生物絮凝剂六、微生物絮凝剂六、微生物絮凝剂六、微生物絮凝剂 微生物絮凝剂微生物絮凝剂 微生物絮凝剂的絮凝机理微生物絮凝剂的絮凝机理：l主要有三种：主要有三种：桥连作用桥连作用、中和作用中和作用和和卷扫作用卷扫作用。微生物絮凝剂是带有电荷的生物大分子，这三微生物絮凝剂是带有电荷的生物大分子，这三种机理都可能存在。主要是前两种。种机理都可能存在。主要是前两种。六、微生物絮凝剂六、微生物絮凝剂 微生物絮凝剂微生物絮凝剂 l离子键、氢键的结合学说离子键、氢键的结合学说 尽管微生物絮凝剂性质不同，但对液体中尽管微生物絮凝剂性质不同，但对

5、液体中固体悬固体悬浮颗粒的絮凝浮颗粒的絮凝有相似之处，它们通过有相似之处，它们通过离子键、氢键离子键、氢键的的作用与悬浮物结合，由于絮凝剂的作用与悬浮物结合，由于絮凝剂的相对分子质量相对分子质量较大，较大，一个絮凝剂分子可同时与一个絮凝剂分子可同时与几个悬浮颗粒几个悬浮颗粒结合，在适宜结合，在适宜条件下，迅速形成条件下，迅速形成网状结构网状结构而沉积，从而表现出很强而沉积，从而表现出很强的絮凝能力。的絮凝能力。 该学说可解释该学说可解释大多数微生物絮凝剂大多数微生物絮凝剂引起的絮凝现引起的絮凝现象，以及一些因素对絮凝的影响，并为一些实验所证象，以及一些因素对絮凝的影响，并为一些实验所证实。实。

6、六、微生物絮凝剂六、微生物絮凝剂 微生物絮凝剂微生物絮凝剂 l微生物絮凝剂的絮凝机理与合成高分子絮凝剂微生物絮凝剂的絮凝机理与合成高分子絮凝剂的机理的机理并无大的差异并无大的差异，无非是电性中和、架桥，无非是电性中和、架桥等。也可能在生物絮凝剂分子上的等。也可能在生物絮凝剂分子上的某些活性基某些活性基团团与被絮凝物质相应的基团发生反应，聚集成与被絮凝物质相应的基团发生反应，聚集成大分子而沉淀下来。大分子而沉淀下来。六、微生物絮凝剂六、微生物絮凝剂 微生物絮凝剂微生物絮凝剂 微生物絮凝剂的特点微生物絮凝剂的特点：l具有可生化性，无二次污染；具有可生化性，无二次污染；l高效、沉淀易过滤；高效、沉淀

7、易过滤；l无毒；无毒；六、微生物絮凝剂六、微生物絮凝剂LOGO影响絮凝剂絮凝效果的因素影响絮凝剂絮凝效果的因素 影响絮凝剂絮凝效果的因素影响絮凝剂絮凝效果的因素 影响絮凝剂絮凝效果的因素影响絮凝剂絮凝效果的因素：lpH值；值；l温度；温度；l高分子絮凝剂的性质和结构；高分子絮凝剂的性质和结构；l有机高分子絮凝剂的分子量；有机高分子絮凝剂的分子量；l絮凝剂的用量；絮凝剂的用量；l无机絮凝剂与有机高分子絮凝剂的复合使用。无机絮凝剂与有机高分子絮凝剂的复合使用。 影响絮凝剂絮凝效果的因素影响絮凝剂絮凝效果的因素 pH值值：l一般情况下，一般情况下，阳离子型絮凝剂阳离子型絮凝剂适合于在酸性和适合于在酸

8、性和中性的中性的 pH 值环境中使用。但是，聚季胺盐型的值环境中使用。但是，聚季胺盐型的阳离子有机高分子絮凝剂也适合于在碱性的介阳离子有机高分子絮凝剂也适合于在碱性的介质中使用。质中使用。阴离子型絮凝剂阴离子型絮凝剂适合于在中性和碱适合于在中性和碱性的环境中使用。性的环境中使用。非离子型絮凝剂非离子型絮凝剂适合于从强适合于从强酸性到碱性的环境中使用。选择的酸性到碱性的环境中使用。选择的 pH 值适当时，值适当时，可以节省大量的絮凝剂，降低成本，并且能够可以节省大量的絮凝剂，降低成本，并且能够使絮凝作用进行得完全，絮凝效果好。使絮凝作用进行得完全，絮凝效果好。 影响絮凝剂絮凝效果的因素影响絮凝剂

9、絮凝效果的因素 温度温度：l水溶液的温度过高或过低，对絮凝作用皆不利，水溶液的温度过高或过低，对絮凝作用皆不利，其温度最好在其温度最好在20一一30。当。当水温过高水温过高时，化学时，化学反应速度加快，形成细小的絮凝体，并且会使反应速度加快，形成细小的絮凝体，并且会使絮凝体的水合作用增加，因此产生的活性污泥絮凝体的水合作用增加，因此产生的活性污泥的含水量高、体积大、难处理。当的含水量高、体积大、难处理。当水温过低水温过低时，时，絮凝剂的水解反应变慢，水解时间增加，影响絮凝剂的水解反应变慢，水解时间增加，影响处理的水量。温度过低也增大了水的粘度，粘处理的水量。温度过低也增大了水的粘度，粘度大时，

10、增加了水对絮凝体的撕裂作用，使絮度大时，增加了水对絮凝体的撕裂作用，使絮凝体变得细小，不易分离。凝体变得细小，不易分离。 影响絮凝剂絮凝效果的因素影响絮凝剂絮凝效果的因素 高分子絮凝剂的性质和结构高分子絮凝剂的性质和结构：l高分子絮凝剂的性质和结构对絮凝作用的影响高分子絮凝剂的性质和结构对絮凝作用的影响很大。很大。线型结构线型结构的有机高分子絮凝剂，其絮凝的有机高分子絮凝剂，其絮凝效果较好；成效果较好；成环状或支链结构环状或支链结构的有机高分子絮的有机高分子絮凝其絮凝效果较差。凝其絮凝效果较差。l有机高分子絮凝剂的有机高分子絮凝剂的官能团官能团，对絮凝剂的性质，对絮凝剂的性质起着决定性的作用。

11、不同的官能团，其极性、起着决定性的作用。不同的官能团，其极性、亲水性、电荷的性质及电荷的中和能力、对胶亲水性、电荷的性质及电荷的中和能力、对胶体颗粒的吸附和反应等都不相同。体颗粒的吸附和反应等都不相同。 影响絮凝剂絮凝效果的因素影响絮凝剂絮凝效果的因素 l有机高分子絮凝剂的分子中，有机高分子絮凝剂的分子中，含官能团过多含官能团过多时，时，则电荷密度过高，一般絮凝作用反而较差；含则电荷密度过高，一般絮凝作用反而较差；含官能团少时，电荷密度低，絮凝作用好，而且官能团少时，电荷密度低，絮凝作用好，而且絮凝剂的成本也低。但如果含官能团过少时，絮凝剂的成本也低。但如果含官能团过少时，电荷密度过低，对电荷

12、的中和作用是不利的，电荷密度过低，对电荷的中和作用是不利的，也会影响絮凝效果。当胶体颗粒的负也会影响絮凝效果。当胶体颗粒的负电位比电位比较高时，有机高分子絮凝剂的官能团含量较多，较高时，有机高分子絮凝剂的官能团含量较多，电荷密度高些，对电荷的中和作用有利，都会电荷密度高些，对电荷的中和作用有利，都会有良好的絮凝效果。有良好的絮凝效果。 影响絮凝剂絮凝效果的因素影响絮凝剂絮凝效果的因素 有机高分子絮凝剂的分子量有机高分子絮凝剂的分子量：l一般来说，絮凝剂的一般来说，絮凝剂的分子量越大，絮凝效果越分子量越大，絮凝效果越好好。但并不是在任何情况下都要选用分子量大。但并不是在任何情况下都要选用分子量大

13、的絮凝剂，相反，在某些情况下却需选用分子的絮凝剂，相反，在某些情况下却需选用分子量比较小的絮凝剂。不过，分子量也要适当，量比较小的絮凝剂。不过，分子量也要适当，只要能将胶体颗粒絮凝沉淀下来即可只要能将胶体颗粒絮凝沉淀下来即可。如果絮。如果絮凝剂的分子量太小，对胶体颗粒的捕集和桥连凝剂的分子量太小，对胶体颗粒的捕集和桥连都不利，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。所以分子量不宜过小。一般的情况下，絮凝剂的分子量不要宜过小。一般的情况下，絮凝剂的分子量不要小于小于30000 。 影响絮凝剂絮凝效果的因素影响絮凝剂絮凝效果的因素 絮凝剂的用量絮凝剂的用量：l一般情况下，絮凝效

14、果一般情况下，絮凝效果随着絮凝剂的用量增加随着絮凝剂的用量增加而增强而增强。但絮凝剂的用量达到一定值时，会出。但絮凝剂的用量达到一定值时，会出现现峰值峰值，再增加用量时，絮凝效果反而下降，再增加用量时，絮凝效果反而下降，故在使用时要确定故在使用时要确定最佳效果的絮凝剂用量最佳效果的絮凝剂用量。当。当絮凝剂过量时，有时会使所形成的絮体重新变絮凝剂过量时，有时会使所形成的絮体重新变成稳定的胶体。絮凝剂的用量与溶液中的悬浮成稳定的胶体。絮凝剂的用量与溶液中的悬浮物的含量有关，其最佳用量是从实验中测定出物的含量有关，其最佳用量是从实验中测定出来的。来的。 影响絮凝剂絮凝效果的因素影响絮凝剂絮凝效果的因

15、素 无机絮凝刊与有机高分子絮凝剂的复合使用无机絮凝刊与有机高分子絮凝剂的复合使用：l一般在原水处理以一般在原水处理以除去固体粒子除去固体粒子和含油废水处和含油废水处理以理以除去油类除去油类的过程中，高分子有机絮凝剂的的过程中，高分子有机絮凝剂的效果较好，投加量一般也很少，但如结合无机效果较好，投加量一般也很少，但如结合无机絮凝剂使用，则效果更好，例如，在原水浊度絮凝剂使用，则效果更好，例如，在原水浊度较高时，先加入少量聚铝，然后再加入少量的较高时，先加入少量聚铝，然后再加入少量的聚丙烯酰胺，此时不仅絮凝速度很快，而且投聚丙烯酰胺，此时不仅絮凝速度很快，而且投加药剂的总量也比单独使用聚铝或聚丙烯

16、酰胺加药剂的总量也比单独使用聚铝或聚丙烯酰胺的量要低得多。的量要低得多。LOGO絮凝剂的卫生安全性絮凝剂的卫生安全性 絮凝剂的卫生安全性絮凝剂的卫生安全性 絮凝剂的卫生安全性絮凝剂的卫生安全性：l药剂本身药剂本身的毒性；的毒性；l药剂商品中所含杂质药剂商品中所含杂质的毒性；的毒性；l药剂本身在臭氧化或氯化的氧化过程中的产物药剂本身在臭氧化或氯化的氧化过程中的产物的毒性。的毒性。 絮凝剂的卫生安全性絮凝剂的卫生安全性 无机絮凝剂无机絮凝剂：l一般无机混凝剂只存在一般无机混凝剂只存在药剂商品中所含杂质药剂商品中所含杂质的的毒性问题，但近毒性问题，但近10年的研究表明，年的研究表明，铝铝经各种渠经各

17、种渠道进人人体后，通过道进人人体后，通过蓄积蓄积和参与许多生物化学和参与许多生物化学反应，能反应，能将体内必需的营养元素和微量元素置将体内必需的营养元素和微量元素置换流失或沉积换流失或沉积，干扰破坏各部位的生理功能，干扰破坏各部位的生理功能，导致人体出现诸如铝性脑病导致人体出现诸如铝性脑病（如老年性痴呆）、（如老年性痴呆）、铝性骨病、铝性贫血等临床铝中毒病症。铝性骨病、铝性贫血等临床铝中毒病症。 絮凝剂的卫生安全性絮凝剂的卫生安全性 l同时，铝盐的毒性也表现在同时，铝盐的毒性也表现在对水生生物、植物对水生生物、植物的毒性效应的毒性效应，当铝的浓度较大时，对废水生物，当铝的浓度较大时，对废水生物

18、处理过程中的处理过程中的微生物微生物也可能产生不良影响。世也可能产生不良影响。世界卫生组织对水中残留铝含最的限制标准为界卫生组织对水中残留铝含最的限制标准为0.2mg/L，美国定为，美国定为 0.05mg/L。我国规定铝的标。我国规定铝的标准值为准值为0.2mg/L。 絮凝剂的卫生安全性絮凝剂的卫生安全性 降低自来水中铝的措施降低自来水中铝的措施：l开发和采用能减少铝投加量的复合铝盐；开发和采用能减少铝投加量的复合铝盐；l通过添加无毒的高分子絮凝剂降低铝含量；通过添加无毒的高分子絮凝剂降低铝含量；l改进凝聚沉淀工艺技术。改进凝聚沉淀工艺技术。 絮凝剂的卫生安全性絮凝剂的卫生安全性 铁盐的毒性铁盐的毒性：l主要是铁盐中的杂质，特别是