复合生物絮凝剂CBF-1的制备及其絮凝特性

采用机械混合的方法,将微生物絮凝剂MBF8与植物胶粉羧甲基改性絮凝剂CG-A复合制备了新型高效复合生物絮凝剂CBF-1.采用FT-IR、zeta(ξ)电位、透射电镜分析,确定了CBF-1的特征官能团、电荷性及分子胶束形态等物化性质;采用烧杯絮凝实验,探究了CBF-1的絮凝特性.结果表明,制备CBF-1的最佳CG-A∶MBF8质量复合比为4∶6;CBF-1为含少量沉淀物的淡黄色液体(不溶物0.013%),有效成分为0.5%,pH6.1,相对粘度1.72;有效成分0.1%时等电点约pH1.5;主要特征官能团有羟基、羧基、氨基、酰胺基及磷酸基.采用PAC(3mg·L-1)+CBF-1(1.0～8.0mg·L-1)复配絮凝,适用的pH为6.0～10.0,离子强度为0.5～5.0mmol·L-1;对浊度100NTU的高岭土悬浊液,在最佳条件PAC(3.0mg·L-1)+CBF-1(1.0～2.0mg·L-1),pH8.0,离子强度3.0mmol·L-1下,浊度去除率>92%,残余铝<75μg·L-1;对浊度6～300NTU的水,浊度去除率为61%～98%.     

复合生物絮凝剂CBF-1的絮凝作用机理研究

采取PAC+絮凝剂的复配方式开展高岭土悬浊液烧杯实验,考察了复合生物絮凝剂CBF-1、CBF-1溶解物及微生物絮凝剂MBF8的絮凝特性,并借助iPDA仪分析和扫描电镜、光学显微镜观察等手段,比较分析了絮凝过程及絮体特性的差异.结果表明,各复配絮凝的浊度去除效果排序为CBF-1＞ CBF-1溶解物＞MBF8,CBF-1投加量1 mg·L-1时,浊度去除率可达到97.5％;絮体强度排序为CBF-1＞ CBF-1溶解物＞MBF8,絮体恢复因子排序为MBF8＞CBF-1溶解物＞CBF-1,絮体大小排序为CBF-1＞ CBF-1溶解物＞MBF8.单独投加PAC或投加PAC+MBF8的情况下,形成的絮体形态相对规整、密实;投加PAC+ CBF-1溶解物或投加PAC+ CBF-1形成的絮体则相对无序、疏松,CBF-1作用下絮体大、沉降快.CBF-1中高电荷MBF8组分及大分子羧甲基纤维素、羧甲基多聚糖等组分具有强的电荷中和与桥联协同增效作用;CBF-1还含有纤维素、木质素等大分子量且带多种官能团的不溶性组分,在桥联和吸附过程中也起着重要作用.     

壳聚糖接枝三元共聚阳离子絮凝剂对高岭土悬浊液的絮凝特性

采用烧杯混凝实验研究了壳聚糖(CTS)、CTS与丙烯酰胺和丙烯酸乙酯季铵盐三元接枝共聚阳离子絮凝剂(CAS)对高岭土悬浊液的絮凝特性.结果表明,CAS具有比CTS絮凝效果好、用量少、pH值适用范围广等优点.CAS絮凝效能受胶体颗粒性质的影响小,对自来水和蒸馏水配置的高岭土悬浊液均具有较好的絮凝效能.中性条件下,CAS的最佳投加量仅为CTS的1/10.在pH值2.0-11.0范围内,CAA对浊度的去除率在95%左右.CAS投加量与原水浊度的关系为:投加量低于0.5nag·L-1时,絮凝效果随原水浊度的升高降低;投加量大于0.5 mg·L-1,浊度去除率随原水浊度的增大而提高;投加量超过1.0 mg·L-1后,对浊度(10～160 NTU)的悬浊;液浊度去除率均在85%以上.悬浮颗粒聚集状态的变化分析、颗粒ξ电位测定、絮体粒径分布测定及其形态结构的观察结果表明,电性中和、吸附架桥是CAS的主要絮凝作用机理,絮凝过程是多种机制共同起作用的动态变化过程.     

含特殊悬浮物矿井水正交混凝试验研究

针对煤矿在特定时期排出的以微细岩石粉为主的特殊悬浮物矿井水水质,设计了L25(56)正交混凝试验,考察混凝过程中各因素对出水浊度的影响程度及最优化条件.结果表明,在各因素水平取值范围内,各因素对出水浊度的影响显著性次序为:絮凝剂投加量＞絮凝剂种类＞PAM投加量＞絮凝转速＞絮凝时间＞PAM投加间隔时间;混凝的最优化条件:选择PAFC作为絮凝剂,PAFC投加量为250 mg·L-1,PAM投加量为0.50 mg· L-1,PAM投加间隔时间为120 s,絮凝转速和时间分别为190 r·min-1快速搅拌2 min、70 r·min-1中速搅拌10min、40 r·min-1慢速搅拌13 min.     

微生物絮凝剂对膨润土悬液的絮凝效果试验

从活性污泥中筛选到20株絮凝剂产生菌，经复筛得到一株高效絮凝剂产生菌MBFⅡ－3，以膨润土悬液为絮凝对象，研究了MBFⅡ－3投加量、温度和pH对絮凝活性的影响；用MBFⅡ－3培养液对生活污水、汾河水等进行了絮凝实验，结果表明，浊度去除率均在90％以上。     

聚铝和FeCl3对蓝藻水体浊度的去除

为了净化蓝藻水体,利用聚铝和FeCl3 2种絮凝剂对蓝藻水样进行了絮凝研究,主要通过浊度的去除效果来评价聚铝和FeCl3对蓝藻水样的处理效果.实验结果表明:聚铝和FeCl3对蓝藻水样进行絮凝时,搅拌是关键因素之一;粉煤灰和FeCl3的联合作用时蓝藻水样浊度的去除效果没有FeCl3单独作用效果好;在蓝藻水样浊度为71 NTU时,FeCl3的最适处理质量浓度为50 mg/L,聚铝的最适处理质量浓度为50 mg/L和100mg/L;此时,聚铝可将蓝藻水样的浊度从71 NTU降至2.5 NTU,FeCl3可将蓝藻水样的浊度从71 NTU降至3.4 NTU.     

絮凝天然碱碱泥的絮凝剂产生菌的筛选及最佳产絮条件研究

从生活污水中分离得到一株在强碱性条件下能絮凝天然碱碱泥的高效絮凝剂产生菌EWY1,并通过稳定性试验证明了其具有较好的稳定性,经鉴定为肠球菌属(Enterococcus)中的盲肠肠球菌(E.cecorum).通过单因素试验和正交试验确定了该菌产絮凝剂的最佳培养基为:麦芽糖15 g·L-1,KNO3 1.2 g·L-1,KH2PO4 0.5 g·L-1,MgSO4·7H2O 0.4 g·L-1,NaCl0.6 g·L-1,FeSO4·7H2O 0.008 g·L-1;该菌产絮凝剂的最佳培养条件为pH 7.0、温度30℃、摇床转速170 r·min-1.絮凝实验结果表明,用该菌产生的絮凝剂处理天然碱碱泥效果较好,絮凝率达到了89%.     

沼液中悬浮物对乙醇发酵的影响及其絮凝处理的研究

乙醇-沼气双发酵耦联工艺的应用有望实现乙醇工业工艺废水"零排放"的目标.本研究对该耦联工艺的回用配料水——中温沼液中的悬浮物对乙醇发酵的影响进行了考察,并对其去除方法进行了确定.结果表明,沼液中悬浮物的存在会促进酵母细胞的繁殖,提高发酵速率,但副产物甘油及小分子有机酸的量大幅上升,而主产物乙醇的生成量减少,悬浮物对乙醇合成的临界抑制浓度为0.35 g·L-1(干重).采用不同的絮凝剂及絮凝方式对沼液中的悬浮物进行去除,发现絮凝剂聚合氯化铝(PAC,300 mg·L-1)与阳离子聚丙烯酰胺(CPAM,2 mg·L-1)协同处理时效果最佳,对沼液浊度、色度的去除率分别为92.4%、23.7%,所得上清液的悬浮物粒径小于2μm,PAC、CPAM的残留量分别为0.82、0.03mg·L-1.絮凝处理后消除了悬浮物对乙醇合成的抑制作用,且絮凝处理后沼液回用的发酵性能略优于离心所得沼液回用的发酵水平,达到了预期的目的.     

生物絮凝剂的絮凝活性及失活动力学的研究

为考察生物絮凝剂MBF2 的絮凝活性,采用正交实验对其产生菌C2 的培养条件进行了优化.结果表明,培养基中主要成分的最适加入量分别为葡萄糖5g/L,(NH4)2SO4 0.5g/L,尿素5.0g/L,最适pH 值为8.0. Molish 反应和茚三酮显色反应表明,该絮凝剂的主要成分为蛋白质,是由微生物产生并分泌到细胞外的具有絮凝活性的代谢产物.发酵液的絮凝活性与细胞生长量均在培养48h 时达最大.该絮凝剂的絮凝活性受pH 值的影响较为显著,在pH6.0~8.0 范围内有较好的絮凝效果,其中pH7.0 时絮凝率最高为83.7%.热稳定性实验显示,该絮凝剂在25~40℃范围内比较稳定,但在40℃以上时,絮凝活性显著下降.为了研究生物絮凝剂MBF2 的失活动力学,建立了该絮凝剂的受热失活一级动力学方程,失活活化能为11.86kJ/mol.絮凝剂MBF2 对可溶性色素次甲基蓝的脱色率高达98.6%.     

微絮凝强化过滤工艺处理低温低浊水的实验研究

以北京市某水厂冬季沉后水为研究对象,分别采用常规过滤工艺和强化过滤工艺对其进行处理.通过改变聚合氯化铝(PACl)投加量、滤料粒径d和微絮凝时间,并结合水头损失、颗粒数、总有机碳(TOC)、化学需氧量(COD)等实验数据,对低温低浊水体强化过滤工艺条件进行了研究.结果表明,强化过滤工艺与常规过滤工艺相比具有较强的除浊、去除有机物和颗粒物的能力,当微絮凝时间为2min时可以得到较好的过滤效果;PACl投药量为1.5mg·L-1时,浊度可降到0.04NTU,而常规过滤工艺最多只能将浊度降到0.2NTU.在滤料选用方面,当滤料粒径d=0.6～1.2mm时滤后水中颗粒数(2～5μm)、浊度、COD等指标均达到最优值.同时,电感耦合等离子体光谱(ICP-OES)检测结果表明,滤后水中Al3+含量小于0.2mg·L-1,并未因二次投加PACl而升高,因此,不会对水的饮用产生任何健康和安全风险.