绿色阳离子生物絮凝剂的微波合成与应用
生物质絮凝剂

生物质絮凝剂1.引言生物质絮凝剂是一种由生物质原料制备而成的天然高分子絮凝剂。
与传统的合成絮凝剂相比,生物质絮凝剂具有无毒、可生物降解、来源广泛等优点。
随着环保意识的日益增强和可持续发展的要求,生物质絮凝剂在工业水处理、食品工业、染料废水等领域的应用越来越受到关注。
本文将对生物质絮凝剂的来源、制备方法、性能、应用领域、研究现状及未来发展趋势进行详细阐述。
2.生物质絮凝剂的来源生物质絮凝剂的原料主要来源于自然界中广泛存在的植物、动物及微生物资源。
其中,植物源包括木质纤维素、淀粉、藻类等;动物源包括壳聚糖、明胶等;微生物源包括细菌、真菌等。
这些原料经过适当的处理和转化,可得到具有絮凝活性的生物质絮凝剂。
3.生物质絮凝剂的制备方法生物质絮凝剂的制备方法主要包括提取法、微生物发酵法和酶法。
提取法是从天然原料中直接提取出具有絮凝活性的物质,如从壳聚糖中提取的壳聚糖絮凝剂。
微生物发酵法是利用微生物发酵产生具有絮凝活性的代谢产物,如某些细菌发酵产生的多糖类物质。
酶法是利用酶催化天然原料中的特定化学键,生成具有絮凝活性的产物,如用木聚糖酶催化木聚糖制备的絮凝剂。
4.生物质絮凝剂的性能生物质絮凝剂具有良好的絮凝性能和环保特性。
其絮凝机理主要包括电性中和、吸附架桥和卷扫作用。
生物质絮凝剂对多种不同类型的悬浮颗粒都有较好的去除效果,且可有效处理低浓度的悬浮液。
此外,生物质絮凝剂还具有无毒、可生物降解的优点,不会对环境造成二次污染。
5.生物质絮凝剂的应用领域生物质絮凝剂在多个领域具有广泛的应用前景。
在工业水处理领域,生物质絮凝剂可用于去除水中的悬浮颗粒、重金属离子和有害有机物,提高水质。
在食品工业中,生物质絮凝剂可用于果汁、乳制品、肉制品等食品的澄清和过滤,以及食品中蛋白质、色素等物质的提取和分离。
在染料废水处理中,生物质絮凝剂能够有效脱色并去除有毒物质,达到废水排放标准。
此外,生物质絮凝剂还可用于农业废弃物处理、纸张生产等领域。
阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的制备及表征

阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的制备及表征
离子聚丙烯酰胺絮凝剂( IPN) 被广泛应用于石油改性、界面活性剂、分离剂、
液体稳定剂等领域。
离子聚丙烯酰胺絮凝剂的制备成本低、制备过程控制更为容易、制备条件可控性强等,使得其广大的应用。
本实验乃以阴离子聚丙烯酰胺为原料,运用溶剂热法制备阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂,用采用傅里叶变换红外光谱
(FTIR)和X射线衍射(XRD)等手段对所制备的离子聚丙烯酰胺絮凝剂进行
表征,进一步探究通过改变溶剂类型和添加剂类型等因子的影响,对制备的离子聚丙烯酰胺絮凝剂的性质及应用提出建议。
实验步骤:
1、将阴离子聚丙烯酰胺和溶剂分别放入烧瓶中;
2、加热搅拌,将其混合成半流动固体;
3、将调配好的混合物倒入容器,置于水浴煮沸,不停搅拌;
4、添加所选择的表面活性剂,一直搅拌至混合物凝固;
5、将凝固物完全收集到一容器中,然后冰镇至室温;
6、运用傅里叶变换红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)等手段对所制备的离子聚丙烯酰胺絮凝剂进行表征;
7、将制备的离子聚丙烯酰胺絮凝剂与水相混合,观察沉淀情况;
8、对制备的离子聚丙烯酰胺絮凝剂的性能进行测试,查看其对不同溶剂、不同表面活性剂等因子下的结果,并进行技术经济分析;
9、收集实验数据,拟合出效价曲线,得出实验结论。
微生物絮凝剂的研究及应用

微生物絮凝剂的研究及应用摘要水处理混凝剂的发展速度很快,新产品层出不穷。
第一代絮凝剂为以铝离子为代表的无机盐及其高分子聚合物,第二代为以聚丙烯酰胺为代表的有机高分子絮凝剂,这两代絮凝剂(有机和无机类1均存在不同的缺点。
近年来,人们开发出了一类由微生物产生的、具有高效混凝作用的天然高分子有机物(生物树脂),称为微生物絮凝剂,应用效果好、适用范围广、易生物降解、安全可靠。
处理后的污水最终能实现无污染排放等特点而被称之为第三代絮凝剂。
关键词微生物,絮凝剂,絮凝机理,水处理引言微生物絮凝剂主要包括利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂,利用微生物细胞壁代谢产物的絮凝剂、直接利用微生物细胞的絮凝剂和克隆技术所获得的絮凝剂。
微生物产生的絮凝剂物质为糖蛋白、粘多糖、蛋白质、纤维素、DNA等高分子化合物,相对分子质量在105以上。
微生物絮凝剂的研究者早就发现,一些微生物如酵母、细菌等有细胞絮凝现象,但一直未对其产生重视,仅是作为细胞富集的一种方法。
近十几年来,细胞絮凝技术才作为一种简单、经济的生物产品分离技术在连续发酵及产品分离中得到广泛的应用。
微生物絮凝剂是一类由微生物产生的具有絮凝功能的高分子有机物。
主要有糖蛋白、粘多糖、纤维素和核酸等。
能产生微生物絮凝剂的微生物种类很多,它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中。
从其来源看,也属于天然有机高分子絮凝剂,因此它具有天然有机高分子絮凝剂的一切优点。
同时,微生物絮凝剂的研究工作已由提纯、改性进入到利用生物技术培育、筛选优良的菌种,以较低的成本获得高效的絮凝剂的研究,因此其研究范围已超越了传统的天然有机高分子絮凝剂的研究范畴。
具有分泌絮凝剂能力的微生物称为絮凝剂产生菌。
最早的絮凝剂产生菌是Butterfield从活性污泥中筛选得到。
1976年,Nakamura j.等人从霉菌、细菌、放线菌、酵母菌等菌种中,筛选出19种具有絮凝能力的微生物,其中以酱油曲霉AJ7002产生的絮凝剂效果最好。
“绿色”絮凝剂的研究进展

关键 词 :绿色絮凝剂;多糖类;微生物;
文献标 识码 :A
文章编 号 :1 0 0 1 — 9 6 7 7 ( 2 0 1 3 ) 0 7 — 0 0 5 0 — 0 3
絮凝剂已经被广泛用 于生活污水处理及 工业工业废 水处理 过程。无机絮凝 剂具有简单 ,较好 的处 理效果 ,但往往 投加量 大 ,而 且处 理后 的 水 体 中含 有 F e ” 、A l ”等高 价金属 盐离 子 , 对人体有害 ;有 机合 成 的聚合 物絮 凝剂 具有 廉价 和 高效 的特 点 ,而且应 用最 为广 泛 。然 而 ,部 分 有机 合 成 絮凝 剂 不 易 降 解 ,在处理后的水溶液 中的残 留物 难生物降解 ,容易产 生 “ 二 次污染” ,甚至是潜在的人类致 癌物 质 ,这些 聚合 物絮凝 剂通 常会带来环境和健康 问题 。由于 以上无 机絮凝剂和有机 合成 的 絮凝剂具有 “ 二次污染 的危险 ” ,所 以近年 来许 多学者 开始研 究一种可降解的天然高分子絮凝剂 。这 种天然的高分子 絮凝剂 具 有 原 料来 源 广泛 ,价 格 低 廉 ,无 毒 。重 要 的 是 这 些 天 然 高 分 子化合物能够生物降解 。根据来源 ,天然高 分子絮凝 剂可分 为 两 大类 :多 糖类 絮凝 剂 和 微 生 物 絮 凝 剂 。
第4 1 卷第 7期
2 0 1 3年 4月
广
州
化
工
V0 1 . 41 No . 7 Ap r i l . 201 3
Gu a n g z h o u Ch e mi c a l I n d u s t r y
‘ ‘ 绿色’ ’ 絮 凝 剂 的研 究 进 展
絮凝反应原理与絮凝剂及其工艺

4.2 竖流式相对折板絮凝池
4 絮 凝 应 用
江苏省吴江净水厂一期工程设计规模为35×104 m3/d,二期工程为25×104m3/d,总供水规模达 60×104m3/d。水源为东太湖,采用机械快速混合、 竖流式相对折板絮凝池,絮凝剂为液体硫酸铝。混 合池、絮凝池与平流沉淀池合建。工艺流程见下 图。
3.4 机械反应池工艺
3 絮 凝 工 艺
械絮凝池的优点是,可根据水量、水质的变 化随时调节各个絮凝池的搅拌强度,以达到 最佳的絮凝G值,取得最佳絮凝效果。因此, 絮凝效果好,消耗能量少,可适用于各种规 模的水处理厂。 缺点是与折板、网格絮凝池相比,絮凝时间 稍长,特别是增加了一套机械没备,使工程 造价增加,同时也增加了设备管理维修工作 量。
4.3 化学生物絮凝反应池
4 絮 凝 应 用
上海竹园第一污水处理厂的设计工艺流程为:快速混合池 →化学生物絮凝反应池→沉淀池。该厂的设计进水水质: BOD5为120mg/L,COD为250mg/L,SS为150 mg/L,NH3一N为 30mg/L,TP为4 mg/L。近期设计出水水质为: COD≤150mg/L,BOD5≤60 mg/L,SS≤40 mg/L, NH3一N≤30mg/L,TP<1 mg/L。
3.4 网格絮凝工艺
3 絮 凝 工 艺
网格絮凝池的优点是:水头损失小,絮凝时 间较短、效果较好。 网格絮凝池的缺点是:存在末端池底积泥现 象,及网格上滋生藻类、堵塞网眼现象。
比较项目
反应时间
优点 1 、絮凝效果较好 2 、构造简单,管理方便
缺点 1 、絮凝时间较长 2 、出水流量不易分配均匀 3 、水量变化大者絮凝效果不稳定 1 、构造较复杂,安装维修较困难 2 、水量变化影响絮凝效果 3 、折板费用较高 1 、水量变化影响絮凝效果 2 、存在末端池底积泥现象 3 、网格容易滋生藻类,堵塞网眼
微波在合成天然有机高分子改性絮凝剂中的应用进展

绿色絮凝剂的应用与研究

绿色絮凝剂的应用与研究叶嘉璇(佛山科学技术学院,环境与土木建筑学院,广东佛山528000)摘要:绿色絮凝剂的概念源于“绿色化学”的提出。
根据美国化学会(ACS)的定义,其核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,反应物的原子全部转化为期望的最终产物。
因此,绿色化学是一门从源头上彻底阻止污染发生的化学。
在此基础上,人们提出了绿色絮凝剂的概念,并认为它是21世纪絮凝剂的发展方向。
绿色絮凝剂要求水在经絮凝剂处理过程中,生产用的原材料和转化试剂绿色化、生产反应方式绿色化、生产反应条件绿色化。
絮凝剂的绿色化战略是环境工程学科中的一项要求,也是我国社会可持续发展的需要和追及世界先进技术水平的需要。
关键词:水处理;绿色絮凝剂;绿色化学绿色水处理剂是当前水工业、污染治理与节水处理工程技术中应用最为广泛的产品。
包括絮凝剂、阻垢剂、缓蚀剂、杀生剂等,主要用于去除水中悬浮固体和有毒物质,控制水垢和污泥的形成,减少对水接触材料的腐蚀,除臭杀菌、脱色、软化、稳定水质及海水淡化等。
然而,絮凝剂是水处理剂中用量最大的一种药剂,其绿色化主要着眼于天然高分子絮凝剂。
[1]近年来,天然高分子水处理剂兼具有环境友好、可再生、来源广泛,且完全脱离石油资源等重要特点的备受关注,甚至有人将其誉为“21世纪的绿色絮凝剂材料”。
絮凝效果如何关键取决于絮凝剂的选择,近年来,絮凝剂的开发也逐渐侧重于绿色化,出现了微生物絮凝剂、绿色无机絮凝剂、天然高分子絮凝剂等新型水处理剂。
[2]1绿色絮凝剂的类型与特点1.1 微生物絮凝剂微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外、具有絮凝活性的代谢物,一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白和聚氨基酸等高分子物质构成,分子中含有多种官能团,能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。
该种絮凝剂具有絮凝范围广、絮凝活性高、安全无害无污染、易被生物降解、使用方便等优点,同时絮凝剂产生菌的种类多、生长快,尤其适于食品工业废水的处理和再生利用。
微波干法制备阳离子淀粉及其絮凝性能的研究

在废水处理 中 , 凝是一 项投 资少 , 作简便 的工程 技 絮 操
术, 能较 好地控制和减少废水污染 。天然型 高分 子絮凝 剂被 人们誉为 “ 绿色絮凝剂 ” 在众 多天然改 性高分 子絮凝 剂 中 , ,
改性淀粉絮凝剂 的研 制开发 尤 为引人 注 目。季铵盐 型 阳离
9
2 1 1 辐射 时间的影 响 .. 按 1 2进 行 实 验 , . 固定 淀 粉 用量 1 , 氧化 钠 用 量 0g 氢 0 5g 水用量 2ml醚 化剂用量 1g 反应温 度 7 ℃ , 改变 . , , , 5 仅 反应时 间。再按 13进行 实验 , . 测定 产 品的透光 率 , 察不 考 同微波反应 时间对制备 的阳离子淀 粉的絮凝效果 的影 响 , 结
果 如 表 1所 示 。 表 1 不 同 微 波 反 应 时 间对 制 备 阳 离 子 淀 粉 的影 响
时间/ i mn
5
7
玉米淀粉 , 工业级 , 陕西省 清涧 县淀 粉厂 ; 氧化 钠 , 氢 乙 醇, 醋酸等均为分析纯 ; T 自制。 G A, wP一 0 0 MS2 8 T 微 波炉 , 2 0 ( 2 0 9 W) 上海 光谱 仪器 有 限公 司; 雷磁 P S一 c型精密 P H 3 H计 , 海精 密科 学仪器 有 限公 上 司 ;J D 一1大功率磁力搅拌器 , 巩义市杜甫仪器厂 ;2 N型分 72
子淀粉絮凝 剂具 有 优异 的 絮凝 效果 , 时有 一定 的杀 菌 能 同 力 。因此 , 季铵盐 型 阳离 子 淀粉 絮 凝剂 是一 种 多 效水 处 理 剂 。 目前 , 生产 阳离子 淀粉主要方法有 三种 : 即干法 、 湿法和 半干法 。干法是继湿法 之后 发展起来 的一种制备 方法 , 其工 艺简单 , 本低 , 成 有较 大 的灵 活性 , 并且 对环境 污染 小 , 可适 合制造不 同取 代度季铵 型阳离子淀粉 ~1 7。 微波技术具有 清 洁 、 效 、 高 能耗 低 、 污染 小等 特 点 , 的 它 应用开辟 了有机 合成 的一 个新 领域 。笔 者研 究 了微 波 干法 制备 阳离子改性 淀粉 絮凝剂 工艺 条件 , 此基 础上 , 在 研究 了 制备 的阳离子 淀粉 的絮凝性能 , 以寻求一种较 佳的制备 阳离 子淀粉 的工艺方法 以及 较佳的絮凝条件 。
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c o v e tn o di o s r wa e h a i g c n t n .Ba e n o t g n le pe i nt h y t e i r c s s o tmie sflo :l o e i s d o rho o a x rme s,t e s n h ss p o e swa p i z d a olws g p wd r
,
( c ol f n i n e t n h mi l n ier g X ’ o tcncU i ri , h ax X ’n7 0 4 ; 1S h o o vr m n adC e c g e n , i nP l eh i nv sy S an i ia 10 8 E o aE n i a y e t 2Sh o o n i n etl c n ea dT c n l , h n ’ nU i r t, h a x X ’n7 0 5 ,C ia c ol f v o m na Si c n eh oo C ag a nv s y S ani ia 10 4 hn ) E r e g ei
随着 国民经济的迅速 发展 , 国越来 越 多的水 体受 到严 重 我 污 染 , 发 了一 系 列 的 社 会 、 济 和 环 境 问 题 … 。作 为 一 种 低 成 引 经 本、 高效的传统废水处理技术 , 絮凝法是解 决当今水 体污染 的主 要方法之一 [ 。
此外 , 波辐射技术作为一种 2 微 0世纪 9 0年代新 兴技术 , 具 有反应速率快 、 加热 均匀 等优点 。在 产品产 率性 能近似 的情 况 下, 微波法 比传统加热方法 省时且节 能 5 % 一8 % , 0 0 是一 种安全
e sfl rf d o o d rb nrrd s e t so i n lss esul gat n p w e yifae p cr c pca ay i. y e o
Ke r s ai n c i f c u ae;mi rwa e i t i o i y wo d :c t i ;b o o c l t o l c o v :l s s y mi v c t
摘 要 : 以天然高分子植物胶粉为合成原料, 在微波加热条件下改性制得一种新型阳离子生物絮凝剂。经正交实验优化确定
合 成条件为 : 当投 加 9 % 乙醇 0 5mMg 5 . l 胶粉 、 氧化钠 0 3g g 氢 . / 胶粉碱化 1 i 5mn以及 阳离子 醚化 剂与胶粉质量 比为 1: 4 微波 功率 1、
2 1 年 3 卷第 l 01 9 6期
广州化工
绿 色 阳 离 子 生 物 絮 凝 剂 的微 波 合 成 与 应 用
李佳 凤 ,刘永红 ,董岁明。 ,仝攀瑞
( 1西安工程大学环境与化学工程 学院,陕西 西安
陕 西 西 安
木
704 ; 108 2长安大学环境科 学与工程学院,
71 0 4) 05 源自和微 波时间分别为 28W 与 3m n时 , 8 i 制成的絮凝剂极 限粘度为 0 6 0 L g . 8 3d / 。该 阳离子 生物絮凝剂对 印染废水 和洗煤废水 具有很 好的处理效果 , 红外光谱分析表 明植物胶粉 已经成 功接枝 阳离子基 团。
关 键词 : 阳离子; 生物絮凝剂 ; 微波; 极限粘度
g ntu de h c o v o di o f2 8 W n n.L mi v s o i fCGBF wa 6 3 d /g e n rt e mir wa e c n t nso 8 a d 3 mi i i t ic st o y s0. 81 L .Th ifo c a t e b o c uln l h d g o e v le c e c n a d t r a me to y ig a d c a a o d r mo a f in y o n hete t n fd en n o l—wa hi gwa twae ,a d te c to i r u sS C i s n se t r n h ain c g o p wa H -
S n h ss a y t e i nd App ia i n o Ca ini r e o o c l n de lc to fA to c G e n Bif c u a tun r l M ir wa e Co iiIS c o v nd tOl
U 。口一 ^ , I o g —h n LUYn o g ,DONG S i u —mig T n 。 ONG n—r i Pa u
无公害 的高新技术 J 。近年来微波加热技术 在新型材料 的合成
中得到 了广泛 的应用 。 鉴于 以上背景 , 实验 拟以天然胶粉为 基本原料 , 本 在微 波加 热条件下与 阳离子醚化剂改性制备 一种新型 阳离子 生物 絮凝 剂 C B 。同时研 究 各合 成 因素 对 其性 能 的影 响 , 后 分别 对 比 GF 最 CB G F与 P M对印染废水以及 C B A G F与生物絮凝 剂 N F对 洗煤 C
s atrdwi . H OH ( 5 ),ak l e t . a c t e t 0 5 mL C。 e h 9% lai dwi 0 3 g N OH o 5 mi h n eh r e i / 4 c t ncra i f h fr1 n.te tei d w t 1 1 ai i e — i f h o