微生物絮凝劑的作用機理詳解演示文稿

微生物絮凝劑的作用機理詳解演示文稿當前第1頁\共有27頁\編于星期四\17點優(yōu)選微生物絮凝劑的作用機理當前第2頁\共有27頁\編于星期四\17點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，有強烈的絮凝作用而且無毒；對懸浮于水中的細微粒產(chǎn)生非離子性吸附，使粒子之間產(chǎn)生交聯(lián)；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(yōu)良性能．當前第3頁\共有27頁\編于星期四\17點有機絮凝劑在實際應(yīng)用中存在的問題:

有機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令人十分擔(dān)憂的問題，它不僅具有強烈的神經(jīng)毒性，而且是強致癌物，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。

當前第4頁\共有27頁\編于星期四\17點無機絮凝劑無機鹽類絮凝劑主要分為鋁鹽和鐵鹽，它們有很大的缺點：殘留在水中的鋁離子會導(dǎo)致二次污染；鐵離子本身有顏色，并對設(shè)備有腐蝕作用，提高成本；投加量大，產(chǎn)泥量高，運行費用高．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(chǎn)、價廉、使用范圍廣，在我國實際用量占絮凝劑總量的80％以上．當前第5頁\共有27頁\編于星期四\17點存在的問題:無機絮凝劑在實際應(yīng)用中存在的問題:(1)會給被處理液帶入大量無機離子，需增加脫鹽、去離子工序，過量的無機離子不僅影響產(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，F(xiàn)e3+會被還原為Fe2+，同時生成FeS和Fe2S3的混合物，此混合物呈膠體狀態(tài)，帶負電荷，很難形成絮凝沉淀。當前第6頁\共有27頁\編于星期四\17點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高分子，通過化學(xué)改性制成。由于天然有機高分子物質(zhì)具有無毒，能安全降解的特點，但天然有機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物質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝改進，人類的健康和環(huán)境保護都有很重要的現(xiàn)實意義。20世紀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)運而生。當前第7頁\共有27頁\編于星期四\17點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)物對人體無毒，具有選擇性大、價廉、產(chǎn)泥量少等優(yōu)點．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500噸之多；我國改良了工藝，絮凝劑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．由于該類聚合物具有無毒無味、抗菌、可生物降解等優(yōu)點使其被大量應(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％．當前第8頁\共有27頁\編于星期四\17點生物絮凝劑(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)，通過細菌、真菌等微生物發(fā)酵、抽提、精煉而得到。目前對微生物絮凝劑的研究多局限于實驗室水平的菌種篩選及其特性研究。

生物絮凝劑當前第9頁\共有27頁\編于星期四\17點

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、廉價的水處理劑。與傳統(tǒng)的無機和有機合成高分子絮凝劑相比，生物絮凝劑具有許多獨特的性質(zhì)和優(yōu)點：

(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，用量小等特點。當前第10頁\共有27頁\編于星期四\17點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(yīng)用于畜產(chǎn)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．當前第11頁\共有27頁\編于星期四\17點復(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)和使用的報道．污水或活性污泥中，有機固體顆粒帶負電荷，無機固體顆粒帶正電荷，混合固體顆粒呈電中性。所以有機污水或污泥加陽離子型絮凝劑，對無機污水或污泥加陰離子型絮凝劑，對混合污水或污泥加非離子型絮凝劑．當前第12頁\共有27頁\編于星期四\17點微生物絮凝劑簡介微生物絮凝劑的絮凝機理內(nèi)容簡介當前第13頁\共有27頁\編于星期四\17點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》當前第14頁\共有27頁\編于星期四\17點研究歷程復(fù)合型微生物絮凝劑

馬放1876197619862003NakamuraRhodococcuserythropolisKuraneLevurecasseeuseLouisPasteur當前第15頁\共有27頁\編于星期四\17點生物絮凝劑分類細胞代謝物生物絮凝劑生物細胞壁生物絮凝劑微生物細胞生物絮凝劑基因工程菌的代謝產(chǎn)物當前第16頁\共有27頁\編于星期四\17點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絮凝劑當前第17頁\共有27頁\編于星期四\17點膠體穩(wěn)定的原因膠粒帶電兩膠團的擴散層重疊，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必增加溶膠聚合的機械阻力布朗運動當布朗運動足夠強時,粒子熱運動能夠克服重力場的作用而不下沉當前第18頁\共有27頁\編于星期四\17點絮凝過程凝聚從作用機理來看，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)稱為混凝當前第19頁\共有27頁\編于星期四\17點未絮凝高嶺土絮凝后高嶺土當前第20頁\共有27頁\編于星期四\17點絮凝劑一般作用機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，減少表面電荷當前第21頁\共有27頁\編于星期四\17點微生物絮凝劑的絮凝作用機理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)物當前第22頁\共有27頁\編于星期四\17點DLVO理論a：絮凝可逆Emax：勢壘極大值b：聚沉不可逆當前第23頁\共有27頁\編于星期四\17點DLVO理論在微生物絮凝劑絮凝機制中的應(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---中性當前第24頁\共有27頁\編于星期四\17點橋聯(lián)作用當前第25頁\共有27頁\編于星期四\17點生物絮凝劑的應(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。

當前第26頁\共有27頁\編于星期四\17點2.水的脫色

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