《化工絮凝技術(shù)培訓(xùn)》

絮凝技術(shù)胡勇有華南理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院2007年3月～7月1整理ppt胡勇有辦公室：８７１１４７０６１３６０２７４６１２５ppyyhu@2整理ppt授課方式課堂學(xué)時(shí)：30學(xué)時(shí)講座方式：講7次，5次理論，2次實(shí)例討論：1～2次課外：100學(xué)時(shí)3整理ppt考試方式閉卷考試大作業(yè)：工程實(shí)例〔包括：水質(zhì)水量、工藝流程簡(jiǎn)圖及流程說明、主要構(gòu)筑物參數(shù)、藥劑、運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行結(jié)果等〕論文〔研究論文、綜述論文等〕要求按正式編輯論文格式4整理ppt5整理ppt

問題為什么要調(diào)節(jié)pH值？參加CaCl3的作用是什么？參加FeCl3的作用是什么？參加助凝劑的作用是什么？沉淀后為什么還要過濾？又為什么還要經(jīng)離子交換處理？6整理ppt

第一章概論

第一節(jié)前言掌握凝聚的根本理論絮凝作用機(jī)理、動(dòng)力學(xué)影響絮混凝效果的各種因素掌握絮凝技術(shù)的研究方法：性能、機(jī)理、藥劑制備、應(yīng)用(篩選、工藝條件優(yōu)化〕了解絮凝技術(shù)的開展方向和前沿問題7整理ppt

第二節(jié)參考書目?水化學(xué)?天然水體化學(xué)平衡導(dǎo)論AquaticChemistryW.StummJ.J.Morgan湯宏霄譯，科學(xué)出版社，1987?當(dāng)代給水與廢水處理原理講義?許保玖、胡家駿編著，清華大學(xué)出版社，2001?論水的混凝?巴賓科夫著，郭連起譯，中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1986?高分子水處理劑?〔日〕永澤編，譯本?絮凝技術(shù)?〔英〕R.艾克斯著，原子能出版社，1981?絮凝化學(xué)和絮凝劑?馬青山，賈瑟等，中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1988〈TheoryandPracticeofSolid-LiquidSeperation〉Uni.ofHouston1975?固液別離?，〔英〕L.Svarovsky著，原子能出版社?投藥與混合技術(shù)?朱月海編著，中國(guó)環(huán)境科學(xué)出版社，1992?化學(xué)絮凝劑作用原理?徐曉軍，2005科學(xué)出版社?微生物絮凝劑?胡勇有，2006，化工出版社8整理ppt

第三節(jié)中文現(xiàn)刊X1環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào)X2環(huán)境科學(xué)研究X3環(huán)境科學(xué)與技術(shù)X7化工環(huán)保X8環(huán)境X9環(huán)境保護(hù)科學(xué)X16環(huán)境科學(xué)叢刊X17環(huán)境工程9整理ppt

中文現(xiàn)刊X18環(huán)境污染與防治X19中國(guó)環(huán)境科學(xué)X21中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)X22環(huán)境導(dǎo)報(bào)X2.0國(guó)外環(huán)境科學(xué)技術(shù)X環(huán)境化學(xué)X1環(huán)境科學(xué)10整理ppt中文現(xiàn)刊X1.10長(zhǎng)江流域資源與環(huán)境TQ08.6工業(yè)水處理TQ08.2水處理技術(shù)TQ08.8化工給排水設(shè)計(jì)TU79-7給水排水TU719中國(guó)給排水11整理ppt

第四節(jié)英文現(xiàn)刊X51/C07WaterResearchX5/B14EnvironmentalProgressX5/LB02WaterAir&SoilPollutionX503/B10Eco-toxicology&EnvironmentalSafetyX505/B03PollutionEngineering715B84-2ResearchJournalofWaterPollutionControlFederation(JWPCF)12整理ppt英文現(xiàn)刊TU991/B05WaterEnvironmentalResearchTU991/C03WaterServicesX/B12EnvironmentalScience&TechnologyTU993/C06Water&WasteTreatment057/LB02SurfaceScience0648/LB03AdvancesinColloid&InterfaceScience13整理ppt14整理ppt15整理ppt

第五節(jié)絮凝技術(shù)的主要內(nèi)容絮凝劑的研究與開發(fā)應(yīng)用絮凝反響器和混凝構(gòu)筑物的研究與開發(fā)絮凝反響過程控制與自動(dòng)化16整理ppt絮凝劑的定義但凡用來將水溶液中的溶質(zhì)、膠體或者懸浮物顆粒產(chǎn)生絮狀物沉淀的物質(zhì)都叫做絮凝劑在一個(gè)水溶液中使用兩種或兩種以上的物質(zhì)使其產(chǎn)生絮狀沉淀時(shí)，可把這些物質(zhì)稱作復(fù)合絮凝劑絮凝劑與聚電解質(zhì)的區(qū)別無機(jī)高分子絮凝劑有機(jī)高分子絮凝劑17整理ppt

無機(jī)陽(yáng)離子絮凝劑無機(jī)低分子絮凝劑無機(jī)陰離子絮凝劑無機(jī)絮凝劑鋁鹽無機(jī)高分子絮凝劑無機(jī)高分子絮凝劑鐵鹽無機(jī)高分子絮凝劑絮凝劑人工合成陽(yáng)離子有機(jī)高分子人工合成有機(jī)高分子人工合成陰離子有機(jī)高分子

人工合成非離子有機(jī)高分子有機(jī)絮凝劑微生物絮凝劑天然有機(jī)高分子絮凝劑改性天然高分子18整理ppt無機(jī)陽(yáng)離子絮凝劑三氯化鋁〔A1C13.6H2O〕硫酸鋁[A12〔SO4〕3.18H2O]硫酸亞鐵(FeSO4.7H2O)三氯化鐵(FeCl3.6H2O)硫酸鐵[Fe2(SO4)3.nH2O]等19整理ppt無機(jī)陰離子氧化鈣CaO氫氧化鈣〔石灰水〕Ca(OH)2氫氧化鈉NaOH氯化鈣CaCl3碳酸鈉Na2CO3等20整理ppt無機(jī)高分子絮凝劑聚合氯化鋁[A12(OH)mCl6-m]n聚合硫酸鋁[Al2(OH)m(SO4)3-m/2]n聚合氯化鐵[Fe2(OH)mCl6-m]n聚合硫酸鐵[Fe2(OH)m(SO4)3-m/2]n21整理ppt合成陽(yáng)離子型有機(jī)高分子絮凝劑丙烯酰胺-甲基丙烯酸-2-羧基丙脂基三甲基氯化銨共聚物丙烯酰胺-甲基丙烯酸乙脂基三甲基氯化銨共聚物丙烯酰胺-甲基丙烯酸乙脂基三甲基銨硫酸甲脂共聚物丙烯酰胺-丙烯酸乙脂基三甲基銨硫酸甲脂共聚物聚二甲基二烯丙基氯化銨丙烯酰胺-二甲基二乙烯丙基氯化銨共聚物乙-羧基丙基二甲基氯化銨-二〔乙-羧基丙基〕烷基氯化銨共聚物聚2-羧基丙基二甲基氯化銨聚三聚氰胺縮甲醛22整理ppt丙烯酰胺-丙烯酸乙胺的共聚物丙烯酰胺-甲基丙烯酸-N-二甲基乙胺脂的共聚物丙烯酰胺-N-N-二甲基胺基丙烯酰胺共聚物聚N、N-二甲基-1-羧基乙基-2-羧基丙胺聚亞胺聚環(huán)瞇基乙烯聚苯乙烯四甲基氯化銨聚乙烯咪唑啉聚2-羧基丙基-N-二甲基氯化銨聚二烯丙基二甲基氯化銨23整理ppt合成陰離子型有機(jī)高分子絮凝劑聚丙烯酸鈉聚苯乙烯磺酸鈉丙烯酰胺-丙烯酸鈉共聚物順丁烯二酸酐-乙酸乙烯脂共聚物甲基乙烯基醚順丁烯二酸酐共聚物甲基丙烯酸甲脂-順丁烯二酸鈉共聚物苯乙烯-丙烯酸鈉共聚物聚乙烯醇-丙烯酸鈉共聚物丙烯酰胺-乙烯基磺酸鈉共聚物三聚氰胺縮甲基-丙烯酸鈉共聚物24整理ppt合成非離子型有機(jī)高分子絮凝劑聚乙烯醇聚乙烯基甲基醚聚丙烯酰胺聚氧化乙烯聚乙烯吡咯烷酮聚乙烯乙烯脂水解產(chǎn)物聚烷基酚-環(huán)氧乙烷25整理ppt天然有機(jī)高分子絮凝劑微生物絮凝劑纖維素三醋酸纖維素淀粉陽(yáng)離子改性淀粉淀粉醚丙烯酰胺-淀粉接枝共聚物環(huán)糊精26整理ppt植物樹膠CG-AF691甲殼素果膠多糖木質(zhì)素的雙環(huán)氧化物聚乙二醇交聯(lián)的木質(zhì)素蠟藻類蛋白質(zhì)動(dòng)物膠骨膠27整理ppt第三章膠體和懸浮物

第一節(jié)膠體的性質(zhì)膠體帶電荷膠體的布朗運(yùn)動(dòng)膠體的丁達(dá)爾效應(yīng)28整理ppt

第二節(jié)膠體和懸浮物顆粒大小表3-1顆粒大小分類

體系cmnm?

溶質(zhì)＜10-7＜1＜10膠體1×10-7—1×10-41—10310--104懸浮物10-4—10-2103—105104--106可沉淀物＞10-2＞105＞106?=10-8cm=0.1nm29整理ppt膠體：0.1～0.001μ的粒子，工程范圍：1～0.001μ能通過濾紙，擴(kuò)散極慢，不能滲透金屬氫氧化物、蛋白質(zhì)、有機(jī)高分子、粘土等線性分子：含有103～109個(gè)原子的分子都屬于膠體顆粒，而不管其絕對(duì)尺寸水中絕大局部粘土顆?！玻?μ〕，大局部細(xì)菌〔0.2～80nm〕,病毒(10～300nm)都為膠體蛋白質(zhì)為線性分子分子量約104～3×105,聚丙烯酰胺在分子量500萬時(shí),展開長(zhǎng)度約為20μ,相當(dāng)于含有7×105個(gè)原子的線性分子,亦為膠體顆粒30整理ppt膠體：10--104

?懸浮物：104--106?水：0.958?1百萬PAM：3.5×104?31整理ppt第三節(jié)膠體和懸浮物顆粒的電荷來源電離作用離子溶解離子吸附晶格取代32整理ppt

第四節(jié)擴(kuò)散雙電層Helmhollz提出平行板雙電層理論擴(kuò)散雙電層理論Gouy擴(kuò)散雙電層理論Stern理論模型Grahame模型33整理ppt

圖3-1斯恩特雙電層示意圖34整理ppt圖3-2固體顆粒的斯恩特雙電層模型35整理ppt

圖3-3雙電層和擴(kuò)散層的厚度36整理ppt

圖3-4雙電層厚度37整理ppt

圖3-5格雷厄姆雙電層模型38整理ppt

第四章絮凝劑的性質(zhì)

第一節(jié)無機(jī)絮凝劑的性質(zhì)

硫酸鋁分子式為：A12〔SO4〕3.18H2O白色粉末狀或塊狀有澀味在水中發(fā)生水解反響，水解速度緩慢工業(yè)品含約20～25%；含20～30%不溶物，使用時(shí)需去除殘?jiān)瘜W(xué)純含約50～60%使用pH值范圍6.0～7.8。當(dāng)pH=4～5.7時(shí)，去除水中有機(jī)物為主；當(dāng)pH=5.7～7.8時(shí)，去除水中懸浮物為主；當(dāng)pH=6.4～7.8時(shí)，可以處理高濁度廢水和低色度廢水適合的水溫：20℃～40℃通常用量15～100mg/l高濃度的水溶液有腐蝕性39整理ppt硫酸亞鐵又名綠礬分子式：FeSO4.7H2O呈藍(lán)綠色含鐵20%顆粒狀、粉末狀、晶體狀具有復(fù)原作用使用pH值范圍8.1～9.6易水解水溫影響較小適用于濃度大，堿性強(qiáng)的廢水絮凝作用穩(wěn)定，反響快，絮凝效果良好缺點(diǎn)是需要調(diào)堿度，投量大，出水帶顏色腐蝕性強(qiáng)40整理ppt三氯化鐵分子式：FeCl3.6H2O片狀和塊狀，六方晶系吸濕性強(qiáng)，易溶于水，同時(shí)水解生成棕色絮狀的氫氧化鐵沉淀。溶解于水時(shí)，產(chǎn)生氯化氫氣體，污染環(huán)境強(qiáng)氧化劑，能溶于乙醇、乙醚、苯胺等有機(jī)溶劑殘?jiān)可倏捎糜诨钚晕勰嗝撍褂玫膒H值范圍6.0～11.0，最正確pH值范圍6.0～8.4通常的用量為5～1000mg/l1絮凝體粗大，沉淀速度快，不受溫度的影響處理高濁度水效果顯著腐蝕性大，腐蝕混凝土，并使某些塑料變形41整理ppt聚合氯化鋁化學(xué)通式為：[A12(OH)mCl6-m]nn≤10，m=1～5無色或黃色固體〔粉末、結(jié)晶狀，與堿化度相關(guān)〕屬無機(jī)高分子化合物具有架橋作用和專屬吸附性能使用的pH值范圍5～9水溫影響不大用量少，絮凝效果好腐蝕性小42整理ppt

聚合硫酸鐵化學(xué)通式為：Fe2(OH)m(SO4)3-m/2]nn≤10，m=1～5使用的pH值范圍5.0～8.5適合的水溫為20℃～40℃絮凝效果良好，沉淀速度快殘留鐵比三氯化鐵少，腐蝕性也比三氯化鐵小在無機(jī)絮凝劑中，它對(duì)COD的去除率和脫色效果最好43整理pptAl〔III〕的水解[Al(H2O)6]+3+H2O→

H3O++[Al(H2O)5(OH)]+2[Al(H2O)5(OH)]+2+H2O→

H3O++[Al(H2O)4(OH)2]+[Al(H2O)4(OH)2]++H2O→

H3O++[Al(H2O)3(OH)3][Al(H2O)3(OH)3]+H2O→H3O++[Al(H2O)2(OH)4]-[Al(H2O)2(OH)4]-+H2O→

H3O++[Al(H2O)(OH)5]2-[Al(H2O)(OH)5]2-+H2O→H3O++[Al(H2O)6]3-44整理ppt圖4-1Al(OH)3溶液平衡時(shí)的組成

A.氣浮和澄清別離B.過濾別離C.Al(OH)4-D.Al13(OH)5+

E.Al7(OH)174+F.Al3+G.Al(OH)3+45整理pptFe〔III〕的水解

Fe(H2O)63++H2O→〔Fe(H2O)5(OH)〕2++H3O+〔Fe(H2O)5(OH)〕2++H2O→〔Fe(H2O)4(OH)2〕++H3O+〔Fe(H2O)4(OH)2〕++H2O→Fe(H2O)3(OH)3+H3O+

Fe(H2O)3(OH)3+H2O→〔Fe(H2O)2(OH)4〕-+H3O+46整理ppt圖4-2Fe(OH)3溶液平衡時(shí)的組成

A.氣浮和澄清別離B.過濾別離C.Fe(OH)4-

D.Fe(OH)2+E.Fe(OH)2+F.Fe3+G.Fe(OH)24+47整理ppt

圖4-1、4-2的意義兩個(gè)圖是根據(jù)溶解度和水解平衡常數(shù)計(jì)算得出來的圖的A區(qū)適合于使用空氣氣浮法和澄清法的固-液別離B區(qū)適合于直接過濾法，其pH范圍為6.0～8.5絮凝劑的用量：在A區(qū)為33～200mg/l；在B區(qū)為3.3～20mg/l在B區(qū)范圍內(nèi)進(jìn)行別離操作時(shí)，需要添加陽(yáng)離子型有機(jī)高分子絮凝劑這兩個(gè)圖，對(duì)于使用空氣氣浮法處理水是很有用的48整理ppt

圖4-3鐵和鋁的水合氧化物

的Z電位與pH值的關(guān)系49整理ppt

圖4-4

Al(H2O)63+離子50整理ppt

圖4-5

Al2(H2O)2(OH)84+雙分子離子51整理ppt

圖4-6

Al16(H2O)24(OH)3612+高分子52整理ppt

第二節(jié)無機(jī)低分子絮凝劑

存在的問題鋁鹽：常受鹽類影響。當(dāng)水中含鹽量高時(shí)，需增加藥量，活性污泥的含水率增高，體積大，水分高，增加污泥處理難度氯離子的影響，很活潑、不水合、帶負(fù)電荷，穿透性含硫化合物廢水〔例如：紡織印染廢水、石油工業(yè)廢水、酸法造紙廢水、某些化工廢水〕，用鐵鹽不利。硫化物使Fe3+復(fù)原成Fe2+，同時(shí)生成三硫化二鐵和硫化亞鐵的混合物。該混合物呈膠體狀態(tài)，帶負(fù)電荷，很難形成絮凝沉淀使用鐵鹽的另一個(gè)問題是，三氯化鐵具有很強(qiáng)的腐蝕性和在水中殘留鐵離子。設(shè)備受到限制，水質(zhì)受影響使用無機(jī)低分子絮凝劑時(shí)，一般反響較慢，沉淀速度較慢53整理ppt第三節(jié)有機(jī)高分子絮凝劑的性質(zhì)分子量大小分子結(jié)構(gòu)電荷密度大小電荷性質(zhì)54整理ppt分子量〔平均分子量〕分布范圍≥1千萬分子量很〔極〕高的高分子絮凝劑1百萬～1千萬分子量高的高分子絮凝劑二十萬～1百萬分子量中等的高分子絮凝劑十萬～二十萬分子量低的高分子絮凝劑五萬～十萬分子量比較低的高分子絮凝劑＜五萬分子量很〔極〕低的高分子絮凝劑55整理ppt

圖4-7高分子絮凝劑的分子量分布56整理ppt電荷密度來源：帶電的官能團(tuán)通過控制共聚物分子中帶電荷的鏈節(jié)與不帶電荷鏈節(jié)的摩爾比，便可控制有機(jī)高分子絮凝劑的電荷密度聚丙烯酰胺的鏈節(jié)不帶電荷，因此，用陽(yáng)離子高分子與聚丙烯酰胺共聚能夠得到很高的分子量。所以，常用聚丙烯酰胺與帶電荷的離子型單體接枝共聚來降低電荷密度和增加分子量電荷密度高的絮凝劑，其帶電荷的鏈節(jié)占的比例大，這局部的價(jià)格高，本錢高，且絮凝效果不如電荷密度低、分子量高的絮凝劑效果好57整理ppt有機(jī)高分子絮凝劑的結(jié)構(gòu)和形態(tài)伸展結(jié)構(gòu)和無規(guī)線團(tuán)結(jié)構(gòu)高分子絮凝劑是線形結(jié)構(gòu)時(shí)，絮凝效果良好，環(huán)狀結(jié)構(gòu)能使絮凝效果降低電場(chǎng)電位58整理ppt圖4-8具有短側(cè)鏈和長(zhǎng)側(cè)鏈

的伸展型高別離子59整理ppt圖4-9高分子離子形態(tài)和電位剖面60整理ppt

圖4-10伸展開的高分子離子

和它的電場(chǎng)61整理ppt

圖4-11最大電位值和電位隧道

的立體示意圖62整理ppt

圖4-12無規(guī)線團(tuán)高分子離子的四個(gè)電位區(qū)

A.無電位作用溶液B.影響到高分子離子球面上的弱電位

C.電位隧道D.帶電官能團(tuán)附近的電位極大值63整理ppt

第四節(jié)有機(jī)高分子絮凝劑的特點(diǎn)

和存在的問題用量小，絮凝能力強(qiáng)，沉淀速度快，處理時(shí)間短，效率高，產(chǎn)生的污泥較容易處理絕大多數(shù)人工合成的有毒性有些產(chǎn)品只能是稀溶液，運(yùn)輸、儲(chǔ)存有困難產(chǎn)生的污泥體積龐大硫化物與陽(yáng)離子型有機(jī)高分子絮凝劑起化學(xué)反響，形成共價(jià)鍵。會(huì)降低電荷的中和作用和橋聯(lián)作用，對(duì)絮凝作用干擾很大。會(huì)增加用藥量64整理ppt提問膠體的特性是什么？膠體的大小、水體中哪些物質(zhì)能形成膠體？無機(jī)低分子絮凝劑存在哪些缺點(diǎn)？有機(jī)高分子絮凝劑的分子量發(fā)布怎樣？有機(jī)高分子絮凝劑的特點(diǎn)與缺限？65整理ppt

第五章絮凝作用機(jī)理格魯奇(Grutsh)定義凝聚作用：中和膠體和懸浮物顆粒外表電荷，使其克服膠體和懸浮物顆粒的靜電排斥力，從而使顆粒脫穩(wěn)的過程稱作凝聚作用絮凝作用：膠體和懸浮物顆粒在高分子絮凝劑的作用下，橋連成為粗大的絮凝體的過程凝聚作用是顆粒由小到大的量變過程；絮凝作用是量變過程到達(dá)一定程度時(shí)的質(zhì)變過程絮凝化學(xué)：研究絮凝作用機(jī)理、絮凝劑性質(zhì)、膠體或懸浮物顆粒的性質(zhì)、影響絮凝作用的各種條件的科學(xué)66整理ppt

第一節(jié)DLVO理論DLVO理論是用膠體顆粒間的吸引能和排斥能的相互作用，產(chǎn)生的相互作用能，來解釋膠體的穩(wěn)定性和產(chǎn)生絮凝沉淀的原因膠體顆粒間的排斥能膠體顆粒間的吸引能膠體顆粒間的相互作用能67整理ppt圖5-1顆粒外表電荷相互作用能曲線

VA—吸引能VR—排斥能VT—相互作用能

Vm—能峰D—顆粒外表間距離68整理ppt顆粒間的距離很小和很大時(shí)，相互作用能以吸引能為主，能夠形成絮凝體當(dāng)顆粒間的距離處于中等程度時(shí)，相互作用能以排斥能為主，顆粒處于穩(wěn)定狀態(tài)，不能形成絮凝體顆粒相距很遠(yuǎn)時(shí)，吸引能和排斥能都等于零曲線VT有兩個(gè)最小能量值。顆粒間的相互作用能到達(dá)第一或第二最小能量值時(shí)，便產(chǎn)生絮凝沉淀曲線VT存在能量障礙。顆粒間相互作用能曲線VT有一個(gè)能量峰Vm。能量峰Vm是顆粒凝聚和絮凝的能量最大障礙69整理ppt圖5-2電解質(zhì)對(duì)相互作用能的影響

VA—吸引能VR1、VR2、VR3—排斥能的降低

VT1、VT2、VT3—對(duì)應(yīng)VR1、VR2、VR3的相互作用能

D—帶電顆粒外表間的距離70整理ppt四種絮凝作用機(jī)理通過絮凝作用捕集和“清掃〞膠體顆粒壓縮雙電層，減少外表電荷高分子絮凝劑的橋連由于吸附作用而使電荷中和71整理ppt

第二節(jié)膠體的捕集為了捕集膠體，要使用大量的絮凝劑清掃過程：水解高分子三維空間立體結(jié)構(gòu)捕獲膠體顆粒隨著高分子化合物體積的收縮、沉淀物和懸浮物象多孔的網(wǎng)子一樣，從水中將膠體顆粒清掃下來，形成絮狀沉淀適合于此機(jī)理的別離方法有澄清法和溶解空氣氣浮法當(dāng)使用“清掃〞機(jī)理進(jìn)行固液別離時(shí)，產(chǎn)生的絮凝物是粘稠狀的?？梢詤⒓?.05—0.4mg/l的陰離子型有機(jī)高分子絮凝劑，以利于沉淀別離。特別是應(yīng)用溶解空氣氣浮法時(shí)，效果非常好應(yīng)用“清掃〞機(jī)理時(shí)，要防止使用過濾法進(jìn)行固液別離“清掃〞缺點(diǎn)：污泥量大，難以脫水，耗藥量大72整理ppt

第三節(jié)壓縮雙電層從DLVO理論可知，比較薄的雙電層能夠降低排斥能如果排斥能〔Z電位〕降低到相當(dāng)小時(shí)，顆粒就能夠被第二最小能量值的吸引力所吸引，產(chǎn)生疏松的絮凝體，這樣的絮凝體不易沉降，容易擴(kuò)散，而且只適合于靜止沉積別離73整理ppt

第四節(jié)電荷的中和作用電荷中和作用：膠體顆粒的Z電位降低到足以克服能量障礙而產(chǎn)生絮凝沉淀的過程膠體顆粒間的相互作用能處于第一最小能量值形成穩(wěn)定的絮凝體74整理ppt電荷中和作用是吸附作用引起的它導(dǎo)致膠體顆粒與水之間界面的改變，從而使物理化學(xué)性質(zhì)改變電荷中和作用能夠使水中的膠體和懸浮物顆粒被別離除去的效果最正確適合于氣浮別離、過濾別離以及澄清沉淀別離75整理ppt用不同類型、不同分子量的有機(jī)高分子絮凝劑，測(cè)定其Z電位，出現(xiàn)以下幾種情況：帶大量電荷的陽(yáng)離子外表活性劑很容易使懸浮物顆粒外表改變電荷符號(hào)。然而看不見絮凝現(xiàn)象，也不容易看到有Z電位由負(fù)值變?yōu)檎档倪^程分子量很低的陽(yáng)離子高分子絮凝劑的作用與外表活性劑相類似分子量50，000—200，000的有機(jī)高分子絮凝劑電荷中和時(shí)，形成細(xì)小疏松的絮凝體，如果再參加0.1mg/l含有少量陰離子官能團(tuán)的有機(jī)高分子絮凝劑，便能改變細(xì)小絮凝體的狀態(tài)，使其變得粗大分子量高到2，000，000的陰離子有機(jī)高分子絮凝劑，電荷中和時(shí)，形成的絮凝體很容易被發(fā)現(xiàn)。絮凝效果非常好76整理ppt圖5-3中和電荷降低Z電位和擴(kuò)散層

有效厚度到達(dá)脫穩(wěn)和絮凝作用示意圖77整理ppt

第五節(jié)橋連帶不同電荷的物質(zhì)的橋連這類橋連是帶負(fù)電荷的膠體顆粒與帶正電荷的陽(yáng)離子高分子絮凝劑的橋連這類橋連也涉及到電荷中和機(jī)理其脫穩(wěn)作用是由于庫(kù)侖引力的原因78整理ppt所用的陽(yáng)離子有機(jī)高分子絮凝劑丙烯酰胺-丙烯酸乙酯基三甲基銨硫酸甲脂的共聚物〔AM-AETA-MS〕丙烯酰胺-甲基丙烯酸乙酯基三甲基銨硫酸甲酯〔AM-METAMS〕的共聚物丙烯酰胺-甲基丙烯酸乙酯基三甲基氯化銨〔AM-METAC〕的共聚物丙烯酰胺-甲基丙烯酸-2-羧基丙烯基三甲基氯化銨〔AM-MAPTAC〕的共聚物丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化銨〔AM-DMDAAC〕的共聚物79整理ppt帶相同電荷的物質(zhì)的橋連----是帶同種電荷的膠體顆粒與帶負(fù)電荷的有機(jī)高分子絮凝劑的橋連顆粒外表的電荷是凈的庫(kù)侖電荷，外表帶有正電荷，也帶有負(fù)電荷。雖然總的負(fù)電荷多于總的正電荷，但外表仍有只帶正電荷的區(qū)域〔比方，沿著晶面邊沿上就只帶正電荷〕這些只帶正電荷的區(qū)域成為吸引點(diǎn)，它吸引帶負(fù)電荷的陰離子有機(jī)高分子絮凝劑的羧基官能團(tuán)，與其結(jié)合形成絮凝體當(dāng)固體顆粒具有很高的負(fù)Z電位時(shí)，龐大的絮凝體將顆粒包裹在里面，由于周圍都是帶負(fù)電荷的絮凝體，顆粒受各方面的排斥作用，不能從絮凝體中逃脫。與絮凝體一同沉淀下來。但當(dāng)龐大的絮凝體破裂時(shí)，排斥力不能平衡，顆粒容易從絮凝體中跑掉。故絮凝體一定不要遇到剪切力，以免破壞絮凝體。只能采用沉積澄清法固液別離反號(hào)離子的作用，分子量非常高的極性有機(jī)高分子絮凝劑的特性和反號(hào)離子的遷移80整理ppt例子①首先用無機(jī)絮凝劑，將固體顆粒的Z電位調(diào)到-1～-5mv，或者，用分子量為250，000的陽(yáng)離子有機(jī)高分子絮凝劑，降低固體顆粒的Z電位，然后使用少量的陰離子有機(jī)高分子絮凝劑，效果非常好②用活性污泥作陰離子有機(jī)高分子絮凝劑來處理活性污泥〔微生物絮凝劑〕，絮凝效果極好81整理ppt提問什么叫凝聚？什么叫絮凝？簡(jiǎn)述膠體顆粒間的相互作用能曲線簡(jiǎn)述絮凝作用的四大機(jī)理“捕集〞和“清掃〞作用主要針對(duì)什么絮凝劑？壓縮雙電層與電荷中和對(duì)絮凝而言有何區(qū)別？帶相同電荷的物質(zhì)的橋連的主要原因是什么？82整理ppt第六節(jié)化學(xué)絮凝模型和生物絮凝模型

化學(xué)絮凝模型〔一〕高分子絮凝劑帶電荷的球面，把位于膠體顆粒外表雙電層中的反號(hào)離子吸引住，使反號(hào)離子保持在雙電層中，而不被溶劑的靜電引力拉走在膠體顆粒外表與高分子絮凝劑的球面相接近的地方，電荷不平衡，負(fù)電荷過剩，負(fù)的庫(kù)侖電位增加增加的負(fù)庫(kù)侖電位，將高分子絮凝劑電位隧道中的可流動(dòng)反號(hào)離子吸引過來高分子絮凝劑的電位隧道作為反號(hào)離子的導(dǎo)管，反號(hào)離子從此導(dǎo)管中流出，中和一局部膠體顆粒外表電荷由于電荷的中和作用，降低了膠體顆粒外表上的局部地區(qū)的排斥能。顆粒間的距離變小，相互作用能以吸引能為主局部地區(qū)上正的相互作用能，使高分子絮凝劑膠體顆粒間的第一或第二最小能量的吸引力起作用，并反響形成絮凝體83整理ppt

圖5-4同種電荷的化學(xué)絮凝模型

A.表示出電位隧道，影響球面和流動(dòng)的反號(hào)離子的極化陰離子有機(jī)高分子絮

凝劑B.充滿反號(hào)離子的雙電層C.絮凝劑和顆粒形成化學(xué)鍵84整理ppt第七節(jié)生物高分子〔微生物〕

的電學(xué)性質(zhì)膠體顆粒的Z電位是切面和溶液間的電荷差微生物的切面較小，在莢膜的外邊，沒有固定的距離假設(shè)切面以外的局部類似于膠體雙電層模型中反號(hào)離子的擴(kuò)散層局部，切面邊上的莢膜類似于--電位隧道在細(xì)菌軟層的最外層外表上，酸性聚糖至少會(huì)局部地使細(xì)菌外表帶上負(fù)電荷易流動(dòng)反號(hào)離子在莢膜和溶液之間建立平衡。莢膜中被束縛的反號(hào)離子能平行地移動(dòng)到微生物的細(xì)胞壁上高分子絮凝劑的電位隧道和生物電位隧道〔莢膜〕的主要區(qū)別是莢膜的體積大85整理ppt圖5-5活性污泥絮凝體電位模型86整理ppt化學(xué)絮凝模型〔二〕膠體和懸浮物顆粒帶的電荷與絮凝劑帶的電荷符號(hào)相反的絮凝模型高分子絮凝劑很容易與帶相反電荷的膠體顆粒起反響許多研究人員假設(shè)這種反響是定量吸附的，吸附使電荷中和直到等電點(diǎn)電荷中和效果取決于高分子絮凝劑的類型和官能團(tuán)的含量分子量高的陽(yáng)離子有機(jī)高分子絮凝劑的橋連作用和鑲嵌作用的原因87整理ppt圖5-6顆粒外表的正電荷區(qū)和負(fù)電荷區(qū)88整理ppt

圖5-7分子量高電荷密度高的

有機(jī)高分子絮凝劑的吸附模型89整理ppt圖5-8分子量高電荷密度低的

有機(jī)高分子絮凝劑的吸附模型90整理ppt圖5-9有機(jī)高分子絮凝劑的吸附模型91整理ppt圖5-10絮凝體外表的剩余負(fù)電荷示意圖92整理ppt第六章化學(xué)處理的必要條件

第一節(jié)影響絮凝作用的因素溶液的pH值溫度攪拌速度，時(shí)間絮凝劑的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)分子量用量別離方法和工藝設(shè)計(jì)93整理ppt

第二節(jié)Z電位從切面到溶液之間的電位是Z電位Z電位表示擴(kuò)散層的厚度和電荷密度的特性Z電位能夠反映出膠體顆粒的穩(wěn)定性可以測(cè)定出來對(duì)絮凝化學(xué)中，Z電位是非常重要的參數(shù)94整理ppt

δ—擴(kuò)散層厚度；б—顆粒的電荷密度；

D—水的介點(diǎn)常數(shù)95整理ppt電泳速度υ與Z電位有以下關(guān)系,

η—水的動(dòng)力粘滯系數(shù),Z電位單位為mV96整理ppt97整理ppt98整理ppt提問影響絮凝作用的七個(gè)主要因素是什么？簡(jiǎn)述化學(xué)絮凝模型一簡(jiǎn)述化學(xué)絮凝模型二生物絮凝模型屬于哪類絮凝模型，為什么？99整理ppt作業(yè)I〔案例賽〕分組：分4個(gè)組，每組7人交錢：每人20元，工程碩士學(xué)員30元根本要求：完成案例具體各項(xiàng)內(nèi)容，提交案例報(bào)告制成powerpoint的形式案例主講，時(shí)間20分鐘裁判〔每組1人〕100整理ppt作業(yè)I〔案例賽〕題目：×××印染廢水處理工程實(shí)例101整理ppt102整理ppt燒杯試驗(yàn)

快速、簡(jiǎn)便了解絮凝效果如何，投藥量和現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行的好壞103整理ppt儀器設(shè)備

正式的燒杯攪拌試驗(yàn)需要六聯(lián)攪拌機(jī)，pH酸度計(jì)〔或精密pH試紙〕，濁度儀，微量加藥管，燒杯假設(shè)干。定濃度的稀酸、稀堿液，試驗(yàn)用藥劑標(biāo)準(zhǔn)溶液。假設(shè)是粗略估計(jì)試驗(yàn)，那么燒杯，量筒，攪拌棒，滴管或移液管，藥劑，精密pH試紙等。104整理ppt試驗(yàn)方法

試驗(yàn)條件應(yīng)盡可能地反映出實(shí)際情況。要考慮的內(nèi)容主要包括：被處理的水、固體顆粒的大小、離子強(qiáng)度〔溶解的鹽量〕、溫度和pH值。G值〔速度梯度〕、GT值—即攪拌時(shí)間和攪拌強(qiáng)度，應(yīng)盡可能地與實(shí)際反響動(dòng)力條件一致，只有這樣，得到的結(jié)果才能與實(shí)際的反響情況一致。模擬效果。105整理ppt試驗(yàn)結(jié)果估計(jì)Z電位脫水試驗(yàn)106整理ppt脫水試驗(yàn)方法1〕將污泥參加到幾個(gè)1000ml的量筒中。2〕用帶孔的活塞作為攪拌器，在垂直方向做上下攪拌。3〕參加各種濃度的絮凝劑。4〕輕輕地將污泥和絮凝劑混合。5〕混合后，令其自然沉降，記錄分層的高度和時(shí)間。107整理ppt燒杯試驗(yàn)和量筒試驗(yàn)簡(jiǎn)要總結(jié)歸納可以得出如下八條結(jié)果：1〕選擇最有效的絮凝劑，最正確pH值。2〕最正確投加量。3〕不同絮凝劑絮凝效果〔絮凝過程〕比較。4〕加藥的最有效順序。5〕混合時(shí)間和絮凝反響時(shí)間。6〕絮凝體沉降特性。7〕澄清后的水質(zhì)。8〕污泥的質(zhì)量。108整理ppt絮凝化學(xué)動(dòng)力學(xué)

絮凝化學(xué)動(dòng)力學(xué)是研究絮凝化學(xué)反映速度的科學(xué)，也就是研究絮凝沉淀的速度的科學(xué)。排斥能量曲線和吸引能量曲線相加而得到膠體顆粒的相互作用能量曲線。相互作用能量曲線能夠反映出膠體顆粒是否能夠形成絮凝沉淀和絮凝反響的快慢。并且具有兩個(gè)最小能量值。當(dāng)膠體顆粒的相互作用能量到達(dá)第一最小能量值時(shí)，能夠發(fā)生反響，產(chǎn)生絮凝沉淀，所生成的絮凝體堅(jiān)實(shí)，粗大，反響速度快，而且，是不可逆反響。我們把研究這個(gè)反響速度的科學(xué)，稱作為快速絮凝化學(xué)動(dòng)力學(xué)。當(dāng)膠體顆粒的能量到達(dá)第二最小能量值時(shí)，也能夠發(fā)生絮凝反響，不過，產(chǎn)生的絮凝體疏松，細(xì)小，反響速度緩慢。而且，當(dāng)參加適當(dāng)量的電解質(zhì)時(shí)，疏松細(xì)小的絮凝體又可能消失，重新形成帶電的膠體顆粒，所以說，反響是可逆的。我們研究后一個(gè)反響速度的科學(xué)，稱作為緩慢絮凝化學(xué)動(dòng)力學(xué)。109整理ppt快速絮凝化學(xué)動(dòng)力學(xué)

在不停的運(yùn)動(dòng)著的膠體顆粒的絮凝作用與其所帶電荷的性質(zhì)和數(shù)量有關(guān)，也與膠體顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)有關(guān)。當(dāng)膠體顆粒外表帶有許多電荷時(shí)，顆粒間由于靜電排斥力的作用，運(yùn)動(dòng)著的顆粒不能接近，相互碰撞的次數(shù)很少，碰撞的作用力也很小，因此，不能結(jié)合在一起，不能起反響。當(dāng)顆粒的外表電荷被中和后，排斥能減弱，排斥力變小，由于顆粒的布朗運(yùn)動(dòng)而造成相互碰撞次數(shù)增多，碰撞作用力增大，碰撞結(jié)果能夠結(jié)合在一起，發(fā)生反響，形成絮凝體。因此，絮凝體形成速度和顆粒間的碰撞頻率成正比。110整理ppt111整理ppt112整理ppt113整理ppt114整理ppt115整理ppt116整理ppt117整理ppt118整理ppt119整理ppt120整理pptdv/dx及P分別代表反響器中的平均速度梯度及所施加的攪拌功率。Dv/dx一般用G表示。式〔7－18〕為Camp和Stein于1943年發(fā)表的，以后即成為混凝理論中的最根本公式，已得到廣泛應(yīng)用。但在推導(dǎo)式〔7－18〕的過程中，是按層流考慮的，而—水流速度梯度這個(gè)公式那么系應(yīng)用于紊流的情況，因此，近年來已有人提出異議。當(dāng)反響器中利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行攪拌以產(chǎn)生速度梯度G時(shí)。GT是一個(gè)無量綱數(shù)，直接反映了在時(shí)間T時(shí)顆粒數(shù)n的值，它實(shí)際上也反映了顆粒的大小，所以是有上下限的。根據(jù)實(shí)際給水處理反響池的資料統(tǒng)計(jì)，G值一般在20～70s-1之間，GT數(shù)在104～105之間，文獻(xiàn)中的最大G值范圍為10～100s-1。對(duì)于混合設(shè)備來說，推薦數(shù)據(jù)為：混合時(shí)間小于2min時(shí)，可用G=500～1000s-1；混合時(shí)間達(dá)5min時(shí)，G<500～1000s-1；G>10000s-1時(shí)，產(chǎn)生有害影響。121整理ppt122整理ppt123整理ppt124整理ppt125整理ppt

微生物絮凝劑微生物絮凝劑是利用生物技術(shù)，從微生物體或其分泌物中提取、純化而獲得的一種平安、高效，能自然降解的新型絮凝劑微生物絮凝劑可以克服無機(jī)高分子和合成有機(jī)高分子絮凝劑在應(yīng)用過程中對(duì)環(huán)境、健康產(chǎn)生一定危害的缺點(diǎn)，最終實(shí)現(xiàn)無污染排放126整理ppt絮凝范圍廣絮凝活性高平安無害、不存在二次污染作用條件粗放，受離子強(qiáng)度、pH及溫度的影響不顯著廣泛應(yīng)用于工業(yè)水和工業(yè)廢水處理醫(yī)藥、食品加工、生物產(chǎn)品別離屬于天然有機(jī)高分子絮凝劑，它具有天然有機(jī)高分子絮凝劑的一切優(yōu)點(diǎn)127整理ppt微生物絮凝劑的開展具有分泌絮凝劑能力的微生物稱為絮凝劑產(chǎn)生菌最早的絮凝劑產(chǎn)生菌由Butterfield從活性污泥中篩選得到1976年，J.Nakamura等人從霉菌、細(xì)菌、放線菌、酵母菌等中，篩選出19種絮凝性微生物，其中以醬油曲霉〔Aspergillussojae〕AJ7002產(chǎn)生的絮凝劑效果最好1985年，H.Takagi等研究了擬青霉屬〔Paecilomycessp.Ⅰ-1〕菌產(chǎn)生的絮凝劑PF101。PF101對(duì)枯草桿菌、大腸桿菌、啤酒酵母、血紅細(xì)胞、活性污泥、纖維素粉、活性炭、硅藻土、氧化鋁等有良好的絮凝效果1986年，Kurane等利用紅平紅球菌〔Rhodococcuserythropolis〕研制出微生物絮凝劑NOC-1，對(duì)大腸桿菌、酵母、泥漿水、河水、粉煤水、活性炭粉水、膨脹污泥、紙漿廢水等均有極好的絮凝和脫色效果128整理ppt微生物絮凝劑的應(yīng)用畜產(chǎn)廢水，使用NOC-1可將TOC由處理前的8200mg/L降至2980mg/L，去處率達(dá)63.7%對(duì)于建筑材料加工廢水，濁度去處率可達(dá)96.6%，得到幾乎透明的上清液有研究說明，微生物絮凝劑投加量200mg/L時(shí)，就能到達(dá)FeCl3濃度超過3000mg/L時(shí)的絮凝效果迅速消除污泥膨脹，甘草制藥廢水處理中的污泥膨脹，添加NOC-1后，SVI可由290很快降至50，恢復(fù)沉降能力快速消除下水道淤塞消除水體富營(yíng)養(yǎng)化129整理ppt微生物絮凝劑的組成表1-1微生物絮凝劑的組成Table1-1ComponentofMicrobialFlocculant絮凝劑產(chǎn)生菌絮凝劑 組成 AspergillusSojae AJ7002分子量大于20萬，由半乳糖胺、葡萄糖胺、葡萄糖酸及蛋白質(zhì)組成 Pacecilomycessp.I-1PF101分子量約為30萬，含85%半乳糖胺、2.3%乙?；?.7%甲?；亩嗵荝hodococcuserythropousNOC-1分子量在20至75萬之間，由十幾種氨基酸組成的蛋白質(zhì) Pseudomonassp.C-120分子量超過200萬，絮凝物質(zhì)為天然雙鏈DNA 130整理ppt絮凝劑產(chǎn)生菌的培養(yǎng)條件同其它好氧微生物的培養(yǎng)過程相同主要影響因素有培養(yǎng)基的C源、N源；溫度；初始pH；通氣速度等值得注意的是：許多絮凝劑產(chǎn)生菌的最正確生長(zhǎng)條件與微生物絮凝劑的產(chǎn)出條件并不相同131整理ppt

表1-2絮凝劑產(chǎn)生菌的種類Table1-2Specieofflocculantcomposingmicrobes英文名稱中文名稱 Alcaligenescupulus協(xié)腹產(chǎn)堿桿菌 Aspergillussojae 醬油曲霉 Aspergillusochraceus 棕曲霉 Aspergillusparasiticus 寄生曲霉 Brevibacteriuminsectiohilu嗜蟲短桿菌 Corynebacteriumbrevicale 棒狀桿菌 Geotrichumcandidum 白地霉 Monacusanka 赤紅曲霉 Nocardinrestricta 椿象蟲諾卡氏菌 Nocardincalcarea 石灰壤諾卡氏菌 Nocardinrhodnii 紅色諾卡氏菌 Pseudomonadaeruginosa 銅綠假單胞菌 Pseudomonasfluorescens 熒光假單胞菌 Pseudomonadfaecalic 糞便假單胞菌 Rhodococcuserythropolis 紅平紅球菌 Schizosaccharomycespombe 栗酒裂殖酵母 Slaphytococcusaureus 金黃色葡萄球菌 Streptomycesgrisens 灰色鏈霉菌 Streptomycesvinacens 酒紅色鏈霉菌 132整理ppt表1-3三種典型絮凝劑產(chǎn)生菌的培養(yǎng)條件Table1-3CultivatingConditionsof3typicalFlocculantProducingMicrobes

醬油曲霉 擬青霉菌I-1 紅平紅球菌培養(yǎng)基組成 2%酵母浸膏2%淀粉 1%果糖0.1%KH2PO40.3%蛋白胨0.2%K2HPO40.1%MgSO4·7H2O0.5%CaCl20.2%KH2PO40.05%酵母浸膏培養(yǎng)溫度 30℃ 25℃30℃ 初始pH 6.07.08.5 培養(yǎng)時(shí)間 3天5天6～10天 133整理ppt134整理ppt135整理ppt136整理ppt137整理ppt138整理ppt

微生物絮凝劑的提取與純化首先用過濾或離心的方法去除菌體再視發(fā)酵液的組成成份及絮凝物質(zhì)的種類性質(zhì)不同采用乙醇、硫酸銨鹽析、丙酮、鹽酸胍等沉淀獲得結(jié)構(gòu)較復(fù)雜絮凝劑的提取，需用酸、堿或有機(jī)溶劑反復(fù)溶解、沉淀以得到粗品將粗品溶于水或緩沖溶液，通過離子交換、凝膠色譜等方法純化139整理pptPF101的精制過程為：取定量培養(yǎng)液，邊攪邊參加2倍體積的乙醇，然后離心別離，取沉淀物重新溶于水，滲析后凍干得粗品將粗品溶于熱水，離心去除不溶性雜質(zhì)把用瓊脂糖6B〔Sepharose6B〕做的凝膠柱先用0.04mol/L的三甲醇氨基甲烷-鹽酸〔Tris-HCl〕緩沖溶液〔pH=6.7〕平衡，使離心后的粗品通過凝膠柱，然后用0.04mol/L的三甲醇氨基甲烷-鹽酸緩沖溶液洗凈，最后用三甲醇氨基甲烷-馬來酸酯〔Tris-maleate〕緩沖溶液〔pH=6.5〕洗脫洗出液參加2倍體積的乙醇沉淀，再用95%的乙醇洗滌、凍干，得到純品PF101140整理ppt微生物絮凝劑合成的基因控制微生物絮凝劑實(shí)際上是微生物體的機(jī)能性蛋白和機(jī)能性多糖，其合成是受基因控制目前，從釀酒酵母中至少已發(fā)現(xiàn)FLO1、FLO2、FLO3、FLO4、FLO5、FLO6、FLO7、FLO8、fsu11、fsu12、TUP1、flox、Lup1、amp2等14個(gè)絮凝基因其中FLO1、FLO5和FLO8絮凝基因分子克隆已獲得成功〔Teynissen，1990；Vezinhet，1991；Watari，1991〕FLO1和FLO5絮凝基因在1號(hào)染色體上，而FLO8絮凝基因在8號(hào)染色體上141整理pptFLO1絮凝基因在1號(hào)染色體上adeDNA片段37cm處，有顯性表達(dá)絮凝性的功能FLO1基因分子克隆過程簡(jiǎn)述：采用含有FLO1基因的質(zhì)粒YCpHF19和含有抗G418穿梭質(zhì)粒YRpGL10，兩者均在美國(guó)Gibco實(shí)驗(yàn)室有售。同時(shí)用限制性內(nèi)切酶BamH1去切開這兩個(gè)質(zhì)粒上的BamH1位點(diǎn)，從YCpHF19質(zhì)粒上切下含有FLO1基因DNA片段，插入到Y(jié)RpGL10的切口處，組建新的質(zhì)粒即YRpGLF14YRpGLF14中既含有FLO1基因，又含有抗G418基因，在轉(zhuǎn)化無絮凝性的受體細(xì)胞之后，能使被轉(zhuǎn)化的細(xì)胞產(chǎn)生絮凝性，并具有抗G418的篩選標(biāo)記結(jié)果說明，用YRpGLF14重組質(zhì)粒轉(zhuǎn)化的威斯克酵母AHU3200獲得了產(chǎn)生絮凝性的特征，利用糖蜜發(fā)酵產(chǎn)生乙醇的發(fā)酵率為2.70g〔乙醇〕/〔L·h〕，乙醇的最終濃度為67.2g/L，而親株分別為2.75g/〔L·h〕和67.4g/L說明新菌株在乙醇發(fā)酵率和乙醇最終產(chǎn)量?jī)蓚€(gè)方面，根本上保持了親株的原有水平，而親株的絮凝性從零級(jí)上升為4級(jí)，達(dá)最高水平142整理ppt微生物絮凝劑的絮凝條件和作用機(jī)理微生物絮凝劑的作用機(jī)理先后提出過許多學(xué)說目前較為普遍接受的是“橋聯(lián)作用〞機(jī)理該學(xué)說認(rèn)為絮凝劑大分子借助離子鍵、氫鍵和范德華力，同時(shí)吸附多個(gè)膠體顆粒，在顆粒間產(chǎn)生“架橋〞現(xiàn)象，從而形成一種網(wǎng)狀三維結(jié)構(gòu)而沉淀下來Levy等以吸附等溫線和Z電位的測(cè)定說明環(huán)圈項(xiàng)圈藻PCC-6720所產(chǎn)絮凝劑對(duì)膨潤(rùn)土絮凝確以“橋聯(lián)〞為根底電鏡照片顯示聚合細(xì)菌之間有孢外聚合物搭橋相連，正是這些橋使細(xì)胞喪失了膠體的穩(wěn)定性而緊密地聚合，從液體中沉淀下來143整理ppt用蛋白酶處理Asp.所產(chǎn)絮凝劑，活性有不同程度下降，就是由于其中對(duì)絮凝劑活性并非必要的蛋白質(zhì)組分水解引起多聚物分子量降低所致。在紅平紅球菌所產(chǎn)絮凝劑中蛋白質(zhì)組分十分必要，蛋白質(zhì)的水解導(dǎo)致活性消失。一些特殊基團(tuán)由于在絮凝劑中充當(dāng)顆粒物質(zhì)的吸附部位或維持一定的空間構(gòu)象，對(duì)絮凝劑活性影響很大。用高錳酸鉀處理Asp.所產(chǎn)絮凝劑的己糖胺多聚局部，使其氧化而釋放出氧，活性就會(huì)消失。對(duì)脫己酰幾丁質(zhì)的研究也發(fā)現(xiàn)同樣現(xiàn)象。這可能是由于絮凝劑失去了活性氨基所致。絮凝劑參加量對(duì)活性也有一定影響，最正確值約為固體顆粒外表吸附絮凝劑分子到達(dá)飽和吸附量時(shí)的一半，這時(shí)絮凝劑分子在固體粒子上架橋的幾率最大。144整理ppt膠體粒子外表結(jié)構(gòu)也會(huì)對(duì)絮凝劑效率產(chǎn)生影響研究說明雖然微生物絮凝劑具有廣普絮凝作用，但對(duì)不同膠體顆粒表現(xiàn)出不同的活性。Baker’s酵母細(xì)胞的絮凝特性，當(dāng)用伴刀豆球蛋白A處理后活性會(huì)喪失，這是因?yàn)榘榈抖骨虻鞍譇與細(xì)胞外表的甘露糖結(jié)合，覆蓋了細(xì)胞外表，阻止了細(xì)胞與絮凝劑的結(jié)合。細(xì)胞年齡對(duì)絮凝作用也有影響。培養(yǎng)早期，絮凝性不好，隨發(fā)酵的進(jìn)行，絮凝活性逐漸增加?？赡苁怯捎诩?xì)胞年齡影響細(xì)胞壁中的甘露聚糖、葡聚糖和蛋白質(zhì)組分，從而影響絮凝效果。145整理ppt體系的pH值直接影響著絮凝劑分子和膠體顆粒的外表電荷，從而影響它們之間的靠近和吸附行為：據(jù)報(bào)道，在pH<5.0時(shí)絮凝劑培養(yǎng)液對(duì)酵母細(xì)胞〔等電點(diǎn)在pH=3.0～5.0之間〕均表現(xiàn)出良好的絮凝活性；但是這些絮凝劑對(duì)高嶺土的活性在pH=5.0～10.0的范圍才表現(xiàn)出來。推測(cè)是由于pH的變化降低了膠體顆粒的外表電荷，有利于架橋形成。AJ7002所產(chǎn)生的微生物絮凝劑對(duì)九個(gè)品系酵母細(xì)胞的絮凝也有同樣現(xiàn)象。但是有的絮凝劑不受pH的影響。146整理ppt體系中的離子，尤其是高價(jià)異種離子能顯著改變膠體的Z電位，降低其外表電荷，促進(jìn)微生物絮凝劑分子與膠體顆粒的吸附和架橋。陽(yáng)離子的影響，特別是Ca2+的促進(jìn)作用有很多報(bào)道：Ca2+對(duì)環(huán)圈項(xiàng)圈藻所產(chǎn)絮凝劑絮凝膨潤(rùn)土的影響，Ca2+的參加減少了絮凝劑分子和懸浮顆粒的負(fù)電荷，增加了懸浮粒子對(duì)絮凝劑的吸附量，促進(jìn)了架橋的形成。Ca2+不僅可促進(jìn)絮凝，且高濃度的Ca2+可有效保護(hù)絮凝劑不受降解酶的作用。147整理ppt鹽的參加會(huì)降低絮凝活性，當(dāng)NaCl濃度為0.4mol/L時(shí)AJ7002的絮凝活性被抑制。這可能是由于鈉離子的參加破壞了絮凝劑與膠體粒子之間氫鍵的形成。有的微生物絮凝劑活性受到緩沖溶液離子強(qiáng)度的影響。高溫會(huì)引起微生物絮凝劑分子變性，使其結(jié)構(gòu)和功能遭到破壞。在不密封的條件下，NOC-1在100℃加熱1秒鐘活性會(huì)下降50%。有的絮凝劑不含高溫變性成分或所含高溫變性成分只是對(duì)分子量的奉獻(xiàn)，因而對(duì)高溫不敏感。148整理ppt我國(guó)微生物絮凝劑的研究現(xiàn)狀微生物絮凝劑的研制起步比較晚，取得成果較少臺(tái)灣鄧德豐等從廢水中別離到C-62菌株產(chǎn)生的絮凝劑王鎮(zhèn)、王孔星等人制備的A-3、A-6、A-8、HF-24絮凝劑張本蘭利用P.alcaligenes8724菌株生產(chǎn)的絮凝劑1998年來陸續(xù)發(fā)表了一些文章東北大學(xué)的鄧述波、胡莜敏、羅茜從土壤中別離、篩選出絮凝劑產(chǎn)生菌A-9，處理淀粉廠黃漿廢水效果明顯優(yōu)于常規(guī)的絮凝劑大連理工大學(xué)的宮小燕、王竟、周集體篩選出的假單胞菌PsudomonasspGX4-1對(duì)高嶺土懸濁液的絮凝率可達(dá)92.7%上海大學(xué)的黃民生等人別離出的Q-1、Q-2、Y-3對(duì)高嶺土懸濁液、土壤懸濁液和堿性染料廢水均有良好的凈化效果149整理ppt微生物絮凝劑的開展趨勢(shì)微生物絮凝劑研究工作的重要的趨勢(shì)：降低生產(chǎn)本錢。尋找可替代的廉價(jià)培養(yǎng)基；別離特種絮凝劑產(chǎn)生菌。如Corynebacteriumhydrocarboclastus可以利用煤油生長(zhǎng)并產(chǎn)生絮凝劑；而Nocardiaerythropolis可以在降解塑料生產(chǎn)中的酞酸酯的同時(shí)，產(chǎn)出絮凝劑；微生物絮凝劑的分子生物學(xué)研究，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，實(shí)現(xiàn)微生物絮凝劑規(guī)模生產(chǎn)的目的；針對(duì)不同的廢水水質(zhì)研制具有針對(duì)性的高效微生物絮凝劑；150整理ppt常見絮凝劑一、聚丙烯酰胺及其衍生物聚丙烯酰胺〔PAM〕是一種線型水溶性高分子，是應(yīng)用最為廣泛的品種之一，PAM及其衍生物可以用作絮凝劑、增稠劑、紙張?jiān)鰪?qiáng)劑以及液體的減阻劑，應(yīng)用于水處理、造紙、石油、煤炭、礦冶、地質(zhì)、輕紡、建筑等部門。其主要產(chǎn)品如下:陽(yáng)離子聚丙烯酰胺干粉陽(yáng)離子聚丙烯酰胺膠體非離子聚丙烯酰胺干粉非離子聚丙烯酰胺膠體陰離子聚丙烯酰胺兩性離子聚丙烯酰胺聚丙烯酸丙烯酸與丙烯酰胺共聚物聚丙烯酸鈉151整理ppt二、聚丙烯酸〔鹽〕及其共聚物聚丙烯酸和其他水溶性丙烯酸聚合物具有多種多樣的用途，因?yàn)樗鼈兙哂卸喾N多樣的物理化學(xué)性質(zhì)的緣故這些聚合物現(xiàn)在已經(jīng)應(yīng)用在涂料、造紙、紡織、采油、采礦、冶金、食品、醫(yī)藥、化裝品、土建及水處理等工業(yè)中三、聚胺和季胺化合物典型特點(diǎn)是其堿性和陽(yáng)離子特征，與其它外表有高親合力，是重要的絮凝劑聚胺類主要用作絮凝劑、失液劑及保濕劑。季胺聚合物主要用于水處理和選礦中絮凝劑和絮凝助劑152整理ppt〔一〕、二甲基二烯丙基氯化銨型聚胺〔DMDAAC〕產(chǎn)品性能：分子量10萬∽100萬產(chǎn)品季銨化，能耐氯并不隨PH值變化透明至淡黃色液體易于應(yīng)用主要用途：作為促凝劑或促凝劑助劑用于外表水澄清冷石灰軟化廢水澄清生物固體澄清153整理ppt本系列產(chǎn)品是液體陽(yáng)離子有機(jī)聚電解質(zhì)促凝劑，中等分子量和高電荷密度。用于澄清作用，液固別離，其優(yōu)點(diǎn)是：淘汰鐵鹽或鋁鹽，減少潛在環(huán)境污染耐殘留氯或體系PH值改善凝固作用減小污泥體積，改善加工性能便利貯存和加工〔二〕、二甲基二烯丙基氯化物共聚物〔PAM/DMDAAC〕本系列產(chǎn)品適應(yīng)污泥脫水、礦液回收、造紙工業(yè)、生水和廢水澄清154整理ppt〔三〕、丙烯酸二甲胺乙脂氯甲烷鹽共聚物主要特點(diǎn)：寬分子量范圍不受溫度或PH值影響主要用于低溫混濁度澄清、城市水處理；污泥脫水、回收礦用水、洗衣污水、油田水及棉紗加工四、陽(yáng)離子聚丙烯酰胺CPAM是帶正電荷的聚電解質(zhì)，主要用于石油工業(yè)的鉆井泥漿助劑、采油助劑；造紙工業(yè)的助留、助濾、增強(qiáng)劑；固液別離工藝用劑和城市污水處理的污泥脫水劑。通常與帶負(fù)電荷的懸浮體系反響〔Zeta電勢(shì)<０〕：如有機(jī)物，二氧化硅懸浮體系，以到達(dá)絮凝沉淀或濃縮之目的155整理ppt五、陽(yáng)離子聚丙烯酰胺膠體很高的分子量和高電荷密度，對(duì)工業(yè)和城市污泥脫水、油性廢水處理以及輔助澄清等特別有效。主要優(yōu)點(diǎn)：改善離心過濾、帶式壓濾和真空過濾操作生成低體積致密的污泥易于后續(xù)處理和運(yùn)輸改善、提高凝固和浮選速度在PH值3～7.5范圍內(nèi)應(yīng)用效果更好分子量高、用量少、運(yùn)行本錢低真水溶液，方便應(yīng)用不會(huì)帶來任何惰性物質(zhì)，泥餅燃燒不增加燃料消