我國城市污水處理廠常用活性污泥法工藝，其中絮凝劑在廢水處理中具有很重要的作用，它可以用來 降低原水的濁度、色度等感觀指標，去除多種高分子有機物，某些重金屬和放射性物質，它可以自成獨立的 處理系統，又可以與其它處理單元過程進行組合，作為預處理、中間處理和最終處理過程，而且還常用於污 泥脫水前的濃縮過程，以改善污泥的脫水性能．經過絮凝劑無害處理後的水可以回用．當前國內每年工業用 水、城市給水、污水處理需求絮凝劑百萬噸，因此研究絮凝劑具有很重要的意義．
1 單一絮凝劑
1．1 無機絮凝劑
無機鹽類絮凝劑主要分為鋁鹽和鐵鹽，它們存在很大的缺點：殘留在水中的鋁離子會導致二次污染；鐵 離子本身有顏色，並對設備有腐蝕作用，提高成本；投加量大，產泥量高，運行費用高．為克服二次污染及腐 蝕設備問題，從20世紀6o年代開始無機鹽聚合物的研究．使用無機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、價廉、使用範圍廣，在我國實際用量占絮凝劑總量的80％以上．
1．2 高分子絮凝劑
1．2．1 有機合成高分子絮凝劑
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 有機絮凝劑有：聚丙烯醯胺(PAM)、聚丙烯酸鈉、聚氧乙烯、聚乙烯胺、聚乙烯磺酸鹽等，其中聚丙烯醯胺的應 用最多，占合成高分子絮凝劑的8o％左右．然而這一類絮凝劑由於存在著一定量的殘餘單體丙烯醯胺，不可 避免的帶來毒性，所以限制了它的應用．高分子量(106以上)聚丙烯酸鈉屬陰離子型絮凝劑，有強烈的絮凝 作用而且無毒；對懸浮於水中的細微粒產生非離子性吸附，使粒子之間產生交聯；對具有金屬氫氧化物這類 正電荷的膠體粒子更顯示出其優良性能．陸興章等研製出二甲基二丙烯丙基氯化銨均聚物和一系列不同 相對分子質量、不同陽離子的共聚物，對硅藻土或高嶺土均有優良的絮凝效果．高華星等把以聚二甲基二 烯丙基氯化銨為主體鍵節的陽離子高分子絮凝劑用於印刷油墨廢水處理，試驗結果表明處理後廢水油污去 除率高，沉渣少，廢水的回用效果好
1．2．2 天然高分子絮凝劑
天然高分子絮凝劑易生物降解，本身或中間降解產物對人體無毒，具有選擇性大、 價廉、產泥量少等優點．澱粉衍生物作為工業絮凝劑的研究始於6o年代．乙烯基單體與澱粉的接枝共聚反應 是澱粉改性製備可生物降解的高分子材料的重要途徑之一，其關鍵問題在於引發劑的篩選．曹炳明 將木薯 粉、催化劑、烯類單體反應，再加醛類和醇類反應製得一種網狀的高分子物質，其分子鏈中所帶的官能團多， 吸附活性點多，可用於污水處理廠二級污水處理；若在生化系統中投加該類絮凝劑，可為城市污水處理後的 回用提供符合要求的水質．另外澱粉磷酸酯和澱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上已大量應用，美國主要用於給水及飲用水處理；日本主 要用於水處理及污水處理，其中用於水處理的殼聚糖每年達500噸之多；目前清華大學 著手殼聚糖作絮凝 劑的中試生產研究，獲得了一套適合我國國情的工業化生產的最佳工藝路線，其主要性能指標均達到了或 超過國內外同類產品的水平．殼聚糖除了對水中的固體懸浮物(ss)有較好的絮凝作用外，還對水中的COD、 色度和重金屬離子等有較好的去除效果．由於該類聚合物具有無毒無味、抗菌、可生物降解等優點使其被大 量應用於食品工業廢水處理中，殼聚糖可使各種食品加工廢水的固形物減少70％ ～98％．杜予民等總結 了殼聚糖及其衍生物作為吸附劑、絮凝劑在印染廢水中的應用，闡明小粒徑、高脫乙醯度及珠狀殼聚糖及其 衍生物在低溫、低pH值下對染料的吸附效果較好；脫乙醯度大的水溶性殼聚糖及其衍生物對染料的絮凝效 果較好，其絮凝機理主要是電荷中和以及分子架橋作用．
1．3 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生的代謝產物，它是利用微生物技術，通過細菌、真菌等微 生物發酵、提取、精製而得的，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．它主要由 微生物代謝產生的各種多聚糖類、蛋白質，或是蛋白質和糖類參與形成的高分子化合物，能產生微生物絮凝 劑的微生物種類很多，它們大量存在於土壤、活性污泥和沉積物中． J．Nak~m,ra等從黴菌、細菌、放線菌、酵母菌等菌株中篩選出l9種具有絮凝能力的微生物．H．Takagi 等n 人研究了擬青素微生物生產的絮凝劑PF01，對活性污泥、啤酒酵母等許多物質具有良好的絮凝效果．紅 平紅球菌生產的絮凝劑NOC-1，是目前發現絮凝效果最好的微生物絮凝劑．K．toeda和K．UraneL9 從土壤中分離出革蘭氏陰性菌——產鹼性菌Alcaligenecupidus A1 201，它在含有蔗糖的培養基中生長並分泌絮凝物質．我國也已涉及這方面的研究，但起步較晚．南開大學莊源益們篩選出6株對水中染料有較好的絮凝作 用的菌株(NAT一1至NAT一6)，用NAT型生物絮凝劑處理直接黑染料生產廢水，其脫色率可達60％．從微生 物組織中提取的7一谷氨酸聚合物具有一定的絮凝作用n ，如從bacillus sp．PY一90中提取的聚7一谷氨酸， 在濃度為20nv,／L時，對高嶺土懸濁液絮凝效果最好，當加入c 、M 、Fd 時，可提高其絮凝效果；從B． subtillis IFO 3335和B．1icheniformis CCRC 12826中提取的聚7一谷氨酸，對不同的無機和有機懸濁液均具有 較好的絮凝作用． 絮凝劑通過離子鍵、氫鍵的作用與懸浮顆粒結合，由於絮凝劑的分子量很大，一個絮凝劑分子可同時與 幾個懸浮顆粒結合，在適宜條件下迅速形成網狀結構而沉積，從而表現出很強的絮凝能力．微生物絮凝性與 分子結構、分子量、活性基團等多種內部環境因素有關，另外，外界環境因素如pH值、溫度、離子種類、離子 強度等對微生物絮凝劑的活性也有影響．微生物絮凝劑廣泛應用於畜產廢水處理、染料廢水的脫色、高濃度 無機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．然而目前微 生物絮凝劑的研究還處於菌種篩選的實驗室研究階段，所用成本較高，一些工藝條件不太成熟，離工業化生 產還有一定的距離．轉貼於論文聯盟 http://www.lwlm.com
1 單一絮凝劑
1．1 無機絮凝劑
無機鹽類絮凝劑主要分為鋁鹽和鐵鹽，它們存在很大的缺點：殘留在水中的鋁離子會導致二次污染；鐵 離子本身有顏色，並對設備有腐蝕作用，提高成本；投加量大，產泥量高，運行費用高．為克服二次污染及腐 蝕設備問題，從20世紀6o年代開始無機鹽聚合物的研究．使用無機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、價廉、使用範圍廣，在我國實際用量占絮凝劑總量的80％以上．
1．2 高分子絮凝劑
1．2．1 有機合成高分子絮凝劑
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 有機絮凝劑有：聚丙烯醯胺(PAM)、聚丙烯酸鈉、聚氧乙烯、聚乙烯胺、聚乙烯磺酸鹽等，其中聚丙烯醯胺的應 用最多，占合成高分子絮凝劑的8o％左右．然而這一類絮凝劑由於存在著一定量的殘餘單體丙烯醯胺，不可 避免的帶來毒性，所以限制了它的應用．高分子量(106以上)聚丙烯酸鈉屬陰離子型絮凝劑，有強烈的絮凝 作用而且無毒；對懸浮於水中的細微粒產生非離子性吸附，使粒子之間產生交聯；對具有金屬氫氧化物這類 正電荷的膠體粒子更顯示出其優良性能．陸興章等研製出二甲基二丙烯丙基氯化銨均聚物和一系列不同 相對分子質量、不同陽離子的共聚物，對硅藻土或高嶺土均有優良的絮凝效果．高華星等把以聚二甲基二 烯丙基氯化銨為主體鍵節的陽離子高分子絮凝劑用於印刷油墨廢水處理，試驗結果表明處理後廢水油污去 除率高，沉渣少，廢水的回用效果好
1．2．2 天然高分子絮凝劑
天然高分子絮凝劑易生物降解，本身或中間降解產物對人體無毒，具有選擇性大、 價廉、產泥量少等優點．澱粉衍生物作為工業絮凝劑的研究始於6o年代．乙烯基單體與澱粉的接枝共聚反應 是澱粉改性製備可生物降解的高分子材料的重要途徑之一，其關鍵問題在於引發劑的篩選．曹炳明 將木薯 粉、催化劑、烯類單體反應，再加醛類和醇類反應製得一種網狀的高分子物質，其分子鏈中所帶的官能團多， 吸附活性點多，可用於污水處理廠二級污水處理；若在生化系統中投加該類絮凝劑，可為城市污水處理後的 回用提供符合要求的水質．另外澱粉磷酸酯和澱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上已大量應用，美國主要用於給水及飲用水處理；日本主 要用於水處理及污水處理，其中用於水處理的殼聚糖每年達500噸之多；目前清華大學 著手殼聚糖作絮凝 劑的中試生產研究，獲得了一套適合我國國情的工業化生產的最佳工藝路線，其主要性能指標均達到了或 超過國內外同類產品的水平．殼聚糖除了對水中的固體懸浮物(ss)有較好的絮凝作用外，還對水中的COD、 色度和重金屬離子等有較好的去除效果．由於該類聚合物具有無毒無味、抗菌、可生物降解等優點使其被大 量應用於食品工業廢水處理中，殼聚糖可使各種食品加工廢水的固形物減少70％ ～98％．杜予民等總結 了殼聚糖及其衍生物作為吸附劑、絮凝劑在印染廢水中的應用，闡明小粒徑、高脫乙醯度及珠狀殼聚糖及其 衍生物在低溫、低pH值下對染料的吸附效果較好；脫乙醯度大的水溶性殼聚糖及其衍生物對染料的絮凝效 果較好，其絮凝機理主要是電荷中和以及分子架橋作用．
1．3 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生的代謝產物，它是利用微生物技術，通過細菌、真菌等微 生物發酵、提取、精製而得的，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．它主要由 微生物代謝產生的各種多聚糖類、蛋白質，或是蛋白質和糖類參與形成的高分子化合物，能產生微生物絮凝 劑的微生物種類很多，它們大量存在於土壤、活性污泥和沉積物中． J．Nak~m,ra等從黴菌、細菌、放線菌、酵母菌等菌株中篩選出l9種具有絮凝能力的微生物．H．Takagi 等n 人研究了擬青素微生物生產的絮凝劑PF01，對活性污泥、啤酒酵母等許多物質具有良好的絮凝效果．紅 平紅球菌生產的絮凝劑NOC-1，是目前發現絮凝效果最好的微生物絮凝劑．K．toeda和K．UraneL9 從土壤中分離出革蘭氏陰性菌——產鹼性菌Alcaligenecupidus A1 201，它在含有蔗糖的培養基中生長並分泌絮凝物質．我國也已涉及這方面的研究，但起步較晚．南開大學莊源益們篩選出6株對水中染料有較好的絮凝作 用的菌株(NAT一1至NAT一6)，用NAT型生物絮凝劑處理直接黑染料生產廢水，其脫色率可達60％．從微生 物組織中提取的7一谷氨酸聚合物具有一定的絮凝作用n ，如從bacillus sp．PY一90中提取的聚7一谷氨酸， 在濃度為20nv,／L時，對高嶺土懸濁液絮凝效果最好，當加入c 、M 、Fd 時，可提高其絮凝效果；從B． subtillis IFO 3335和B．1icheniformis CCRC 12826中提取的聚7一谷氨酸，對不同的無機和有機懸濁液均具有 較好的絮凝作用． 絮凝劑通過離子鍵、氫鍵的作用與懸浮顆粒結合，由於絮凝劑的分子量很大，一個絮凝劑分子可同時與 幾個懸浮顆粒結合，在適宜條件下迅速形成網狀結構而沉積，從而表現出很強的絮凝能力．微生物絮凝性與 分子結構、分子量、活性基團等多種內部環境因素有關，另外，外界環境因素如pH值、溫度、離子種類、離子 強度等對微生物絮凝劑的活性也有影響．微生物絮凝劑廣泛應用於畜產廢水處理、染料廢水的脫色、高濃度 無機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．然而目前微 生物絮凝劑的研究還處於菌種篩選的實驗室研究階段，所用成本較高，一些工藝條件不太成熟，離工業化生 產還有一定的距離．轉貼於論文聯盟 http://www.lwlm.com
收藏