微生物絮凝剂絮凝机理及絮凝效果影响因素

微生物絮凝剂是新一代天然高分子有机絮凝剂,具有高效、无毒、无二次污染等特点。该文综述了微生物絮凝剂的理化性质,可能的絮凝机理及影响其混凝的因素。     

微生物絮凝剂的絮凝特性及其絮凝形态表征研究

利用实验室分离、筛选和优化培养的微生物絮凝剂高产茵菌株G15,研究了微生物絮凝剂的絮凝特性和所形成絮体的微观形态结构,分析探讨了微生物絮凝剂的絮凝机理.研究结果表明:微生物絮凝剂的絮凝活性随茵株生长量的增加而提高;该絮凝剂在碱性条件下有较强的絮凝活性,当pH=10时最佳投加量为2.5 mL;絮凝剂具有较强的热稳定性;加入茵株G15的发酵液后,高岭土悬浊液的ζ电位从-36.27 mV显著上升至-12.97 mV;并且该微生物絮凝剂产生的絮体颗粒大且结构密实,形态上有明显的分形特征.     

新型复合絮凝剂PFAZS的絮凝性能研究

在活化硅酸中加入铁、铝和锌离子,制成聚硅酸铁铝锌(PFAZS)复合絮凝剂,并通过单因素试验得出最佳的反应条件,实际水样试验得到对浊度和COD的去除效率.结果表明:聚硅酸铁铝锌(PFAZS)的处理效果及稳定性要优于常用絮凝剂聚硅酸铝(PASS),最适反应条件为 PFAZS用量1.25 mL/L、原水pH值6～9、原水浊度10～30 NTU、温度0～30 ℃.对于饮用水源水, PFAZS对浊度去除率可达90.6%;对于生活污水,浊度的去除率达到91.3%,COD的去除率达到72.7%.     

水库泥沙絮凝机理研究

天然水体泥沙絮凝的作用力主要来源于颗粒表面的电荷作用,其絮凝的基本原理可以采用DLVO理论分析研究。以三峡水库中的水体环境因素为基础,通过DLVO理论量化了颗粒之间的作用能和作用力。通过对颗粒之间位能曲线上特征值与泥沙颗粒相对运动具有的动能之间的对比,得到了泥沙颗粒能够形成絮凝的水动力条件。对比三峡水库具体的水动力因素发现,坝前水深较大,当泥沙处于水体的中层时更容易产生絮凝;水库中泥沙的絮凝体均较为疏松,颗粒之间相互作用力较小,容易在水流中被剪切破坏。最后通过力的平衡关系得到了絮凝体的极限下沉速度,沉速等于絮凝体极限下沉速度的单颗粒泥沙粒径即为絮凝临界粒径,约为0.019 mm,小于临界粒径的单颗粒泥沙的沉速需要考虑絮凝因素而进行修正。     

微生物絮凝剂评价体系实验研究

研究了PO43-与Ca2+对现有的微生物絮凝剂高岭土评价体系的影响。采用传统的烧杯实验,在未加入微生物絮凝剂情况下,仅投加PO43-与Ca2+进行实验。实验发现絮凝率随这两种无机离子的浓度和pH值的增加而增加。当pH值超过7.0,PO43-浓度为0.043 mmol/L,Ca2+浓度为4.0 mmol/L时,絮凝率超过80%;pH值达到8.0时,絮凝率最高达到91%。实验表明,培养基中PO43-浓度较高时,现有的微生物絮凝剂高岭土评价体系会受到PO43-与Ca2+的影响,不能真实地表示微生物絮凝剂的絮凝效果,需要对现有评价体系进行修改。     

长江口絮凝机理的试验研究

根据室内模拟试验资料，介绍长江口絮凝体的形态，组成，分析盐度（电解质）对絮凝的影响，同时对絮凝机理进行了阐述。     

絮凝剂作用下黏性细沙絮凝沉降规律研究

细颗粒泥沙广泛分布于河流、水库、河口及海岸水体中,其絮凝沉降及输移规律是泥沙运动力学中一个重要课题。采用自制沉降实验装置,实验观测了不同絮凝剂浓度、不同浓度黏性细颗粒泥沙的絮凝沉降过程,分析研究了黏性细沙絮凝沉降规律。结果表明：聚合氯化铝(PAC)絮凝剂比较稳定,PAC溶液浓度对不同泥沙浓度絮团沉速的影响均较小,最佳投放浓度可统一采用0.08 g/L。阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)絮凝剂对泥沙浓度的反应最为敏感,絮凝剂最佳投放浓度随着泥沙浓度的变化分为3个稳定段和2个敏感段,稳定段CPAM最佳投放浓度分别为0.08、0.10和0.12 g/L,敏感段CPAM最佳投放浓度可采用区间插值方法选取。阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)絮凝剂最佳投放浓度随着泥沙浓度的变化分为2个稳定段和1个敏感段,稳定段APAM最佳投放浓度不随泥沙浓度的变化而变化,分别为0.08和0.10 g/L,敏感段APAM最佳投放浓度可采用区间插值方法选取。絮凝剂APAM的絮凝效果最好,絮凝剂CPAM的絮凝效果次之,絮凝剂PAC的絮凝效果较差。     

磁性絮凝剂的制备、表征及其絮凝性能研究

将磁铁矿粉和浓硫酸通过固液表面反应制备得到新型的磁性絮凝剂,采用XRD、IR和SEM表征分析表明,磁性絮凝剂具有"核壳结构"和良好的磁响应性,其表面生成了多羟基硫酸铁为主的混凝活性结构,呈层状紧密包裹磁核.混凝烧杯试验比较了磁性絮凝剂与聚氯化铝和聚硫酸铁的混凝效果,磁性絮凝剂对总磷的去除能力与聚硫酸铁接近,磁性絮凝剂投加量为80 mg/L,对COD_(Cr)去除率达到45.8%.磁性絮凝剂产生的絮体相比聚氯化铝和聚硫酸铁要密实、沉淀速度快,其产生的污泥量分别为聚硫酸铁和聚氯化铝产生污泥量的71%和44%,而且磁性絮凝剂约占其投加量61%的磁核可以磁分离回收.     

微生物絮凝剂处理矿井水实验研究

实验以菌株L01作为絮凝剂产生菌,考察了其所产絮凝剂对矿井水的絮凝处理效果,确定了最佳的絮凝条件.结果表明,菌株L01对矿井水有较好的絮凝效果,其菌液离心上清液比菌悬液的絮凝性能更好;在酸性条件下絮凝剂的处理效果较好,且随着酸性的增强,效果递增,选择pH=4为矿井水处理的最佳pH值;温度对絮凝剂的处理效果没有明显的影响;Ca2 有很好的助絮凝效果,添加助凝剂CaCl2后,絮凝剂对矿井水中悬浮物的最终去除率可以达到93.54%,上清液吸光度仅为0.104.     

低浊度水絮凝新工艺的初步研究

随着容积式高效絮凝池的出现和应用,证明它具有能耗低,絮凝快等优点。但在处理低浊水时,由于悬浮颗粒过细,浓度太低,难以发挥高效絮凝的作用。若采用接触絮凝处理低浊水时,则启动时间过长,而且活性泥渣不能及时新陈代谢,易产生老化,失去吸附作用。为此,本文作者借鉴国外技术,提出采用以高分子聚合物活化了的粉砂作絮凝介质,通过试验对活性砂絮凝的工艺参数和絮凝效果进行了研究,并对加砂絮凝的主要影响因素和机理作了初步分析。     

高含沙浑水在絮凝剂作用下的絮凝沉降试验研究

电厂净化站排出的泥水加入高分子聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂后,改变了泥沙颗粒的自然沉速。通过试验找到净化站排向沉淀浓缩池的浑水含沙量、加药量、加药泥沙沉淀的时间及絮凝沉速之间的关系,从而为净化站的泥沙沉淀浓缩池运行提供最优的排泥方案。泥沙混凝静沉试验研究结果表明:不同含沙量的泥沙沉速并不是与加药量成正比,而是存在一个使泥沙沉降最快的最佳加药量;这一最佳加药量随着泥水含沙量的增加而增加;并且每增加单位含沙量所对应的加药量相对有所减少。模型中的高含沙浑水动沉絮凝沉降试验结果表明,其最佳加药量与室内絮凝静沉试验的加药量相一致。     

内循环连续式砂滤器微絮凝过滤机理研究

文章论述了内循环连续砂滤器微絮过滤机理的流程、工况及过滤混凝机理并建立起连续流过滤的数字模型。     

内循环连续式砂滤器微絮凝过滤机理研究

在对内循环连续式砂滤器运行工况和运行机理进行探讨的基础上，建立了连续流过滤数学模型，并对连续过滤的过滤，反冲洗过程进行水力学分析。为连续式砂滤器的开发和应用提供了理论依据。内循环连续式砂滤器由于其结构紧凑，操作简便的特点，可以进行设备化生产，解决企业、野外作业，边远山区，农村及中小城镇的达标用水。     

温度对黏性泥沙絮凝影响的机理研究

用格子玻耳兹曼方法,引入胶体作用理论(e Xtended Derjaguin-Landau-Verwey-Overbeek theory,XDLVO理论)模拟不同温度下两个黏性泥沙颗粒静水不等速沉降絮凝过程。结果表明,温度升高缩短泥沙絮凝时间,促进絮凝。同时分析了泥沙颗粒的运动轨迹、相对运动速度和颗粒间近距离作用力,探讨温度对泥沙絮凝的影响机理。分析结果认为温度升高一方面减小水体黏性系数,加大泥沙沉速,加快泥沙颗粒相互靠近;另一方面,增大泥沙颗粒表面吸附水膜厚度的同时,也增大泥沙颗粒之间的近距离排斥力,对吸附水膜厚度和排斥力影响的综合结果也促进了絮凝。     

微生物絮凝剂及其在水处理中的应用

综述微生物絮凝剂产生菌获得途径，絮凝剂的成分及结构特点，影响微生物絮凝剂形成的因素及影响絮凝效果的因素。简要介绍微生物絮凝剂在水处理中实际应用情况，并探讨微生物絮凝剂的发展趋势及研究方向。     

珠江磨刀门河口洪季泥沙絮凝机理研究

基于珠江磨刀门河口2013年7月现场观测的悬浮物资料,综合同步测验的盐度、流速、悬沙浓度、水温,以及室内泥沙粒度分析数据,探讨了该区域泥沙絮凝特征及其主要影响因素,结果发现:磨刀门悬沙现场粒径平均达91.7μm,而平均分散粒径仅29.3μm;小潮泥沙絮凝较大潮明显,潮周期内憩流时刻絮团最大,可达200μm;絮凝效应垂向差异显著,表现为中层最大而表、底层较小;功率谱分析得到现场粒径具有3h、8h和24h的变化周期,其中8h与平均落潮周期相近,24h则与全潮周期相近。研究表明,控制磨刀门悬沙絮凝的因素主要为流速,絮凝临界流速约45cm/s;盐度则在弱动力条件下(流速50cm/s)控制着河口泥沙絮凝,最佳絮凝盐度为21‰;悬沙浓度和温度对絮凝影响不显著;垂向水动力及盐度差异是导致絮凝效应垂向差异的主要原因。     

食品加工废水培养复合型微生物絮凝剂产生菌及优化研究

利用食品加工废水对复合型微生物絮凝剂产生菌进行驯化培养,考察其产絮凝剂周期和优化培养条件,并且进行了废水处理试验。试验结果表明,絮凝剂产生菌X1、X16、X20以及X38在果蔬脆片浸糖废水中培养30 h后,其絮凝活性分别为87．6％、86．5％、79．7％和82．1％。将其按不同比例进行混合培养,从中筛选出絮凝率较高且稳定的混合菌株H6,其最佳培养条件:CODCr为 3 018 mg／L、氮源为硫酸铵、初始pH为6和相对接种量为10 ％,在该条件下絮凝活性为87．3 ％。     

裂隙岩体微生物阻渗机理试验研究

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)作为一种新型微生物加固技术,能够改变裂隙岩体水力性能,具有阻渗作用。采用巴氏芽孢杆菌对劈裂法预制的贯通裂隙红砂岩试样进行微生物充填试验,并分析试样渗透性能改变情况,同时通过电化学阻抗谱法(EIS)分析微生物充填对裂隙岩体结构的影响,对微生物充填裂隙岩体的阻渗机理作综合研究。研究结果表明:①微生物充填可使裂隙岩体渗透系数降低1~2个数量级,充填率越高充填效果越好;②裂隙宽度和围压对微生物充填后渗透系数改变具有一定的影响;③裂隙岩体充填前后渗透系数随围压的增大呈幂函数降低;④EIS测量结果表明,微生物充填后,裂隙岩体导电性能提高,岩体密实,渗透性能降低。     

微生物浆液加固砂土外加剂的初步试验研究

为提高微生物浆液固砂效果、减少固砂灌浆次数及烘干时间,基于晶格能机理尝试性提出A、B、C三种微生物浆液外加剂,并进行了外加剂对微生物浆液活性影响及外加剂对微生物浆液固砂效果影响试验。试验得出:培养过程中添加外加剂会导致菌种活性降低80%以上,不利于菌种生长;采用外加剂加入钙液的灌注方式,砂砾更易胶结固化,砂砾体渗透系数降低范围为20%～96%;可见外加剂B加入钙液灌注,单次灌浆且不烘干条件下,砂砾体渗透系数可降低到4.65×10-4,抗压强度可达到12.3 MPa。外加剂B具有提高微生物浆液加固砂土效果的作用,该外加剂有利于微生物浆液固砂技术的推广及应用。     

基于絮凝动力学的泥沙絮凝沉降规律研究

泥沙絮凝是一个极为复杂的过程,与泥沙浓度、颗粒表面化学性质和水环境密切相关。而现有的泥沙絮凝沉降动力学模式多采用一级模式,其絮凝速率系数往往通过实验数据拟合得到,缺乏一定的理论基础。基于DLVO理论的絮凝发生条件及胶体理论中的絮凝动力学原理,推导出静水条件下泥沙絮凝动力学方程和絮凝速率系数,由此得到絮凝过程的半衰期及絮凝平均沉降速度等参数。实验数据验证表明：推导的絮凝动力学方程计算结果与实验数据较为吻会,且影响因素考虑较为全面,推导出的絮凝速率系数表达式中将扩散系数、泥沙含沙量、离子浓度、分形维数和颗粒粒径等相关物理参数关联起来,更能体现絮凝的实质。