生物絮凝剂应用于松花江水处理的试验研究

从表 1 可以看出，生物絮凝剂对各项指标均有 去除，对于细菌总数而言，去除率达到 70% ，去除效 果明显，尽管加进去的是絮凝菌的发酵液，但是上清 液中并没有增加菌量，反而降低菌数，这就增加了絮 凝剂的安全程度，即发酵液中的细菌随着矾花一同 沉到 烧 杯 底 部，不 会 引 起 水 中 菌 数 的 增 加． 对 于 UV254 来说，UV254 值反映的是水中天然存在的腐殖 质类大分子有机物以及含 C = C 双键和 C = O 双键 的芳香族化合物的多少，它主要是由带苯环或者不 饱和键类物质形成的，微生物絮凝剂对它的去除率 达到 32% ，效果比较明显．
图 2 生物絮凝剂投加量对絮凝效果的影响
实验过程中发现，当生物絮凝剂投加量小于 2 ml·L － 1 时，在慢速搅拌时浊度下降较慢，而且最后 沉淀不完全，当投加量大于等于 3 ml·L － 1 时，虽然 产生矾花较快，但却因为投加量的过大而引入了多 余的浊度，影响了效果，当生物絮凝剂投加量等于 2 ml·L － 1 时，产生大块矾花，沉降速度加快，此时絮 凝率达到 85% ，当生物絮凝剂投加量等于 2． 5 ml· L － 1 时，絮凝效果与 2 ml·L － 1 基本一致，从降低成本 考虑，确定处理松花江水的最佳投加量为 2 ml · L － 1 ． 由此可见，生物絮凝剂具有良好的絮凝沉降性 能，对松花江水起到良好的处理效果．
好的效果． 但由于我们并没有对所检出的物质进行 定量分析，所以不能给出具体的物质量变化，和具体 某一种物质的量的增减，这有待以后的研究．
参考文献：
［1］王辉． 复合型生物絮凝剂的化学改性研究． 哈尔滨工业 大学硕士毕业论文，2007．
［2］马放，冯旻，李淑更，杨基先． 复合型微生物絮凝剂的絮 凝作用［J］． 黑龙江科技学院，2004，14（ 3） ： 140 － 144．
F 来表 示 絮 凝 活 性，公 式 如 下［8］． F = （ B － A ） / B × 100% ．
1． 2． 2 动态流混凝沉淀试验 试验装置如图 1 所示，由左端进水口进入反应 装置，经过快速搅拌（ 160 r·min － 1 ，40 s） 和慢速搅 拌（ 40 r·min － 1 ，280 s） 后进入斜板沉淀池，沉淀池 停留时间为 20 min，然后由穿孔集水管流出，进入清 水槽． 设计四个取水点，分别： ① 进水点； ②快速搅 拌结束； ③进入斜板沉淀池前； ④清水槽．
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水中检出 63 种物质中，有 25 种物质来自絮凝剂发 酵液，表明一些小分子物质随发酵液带入到沉后水 中，但这些不 是“三 致 物 质 ”，这 些 物 质 会 在 后 续 的 给水处理工艺中给予去除． 而从沉后水的检测来看， 63 种有机物中 38 种来自原水，因此原水中 52 种有 机物中，沉后水剩余有机物 38 种，说明生物絮凝剂 将其中的 14 种有机物降解掉，通过对原水和投加生 物絮凝剂的沉降后水的对比显示，松花江原水中含 有邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯和硝基苯 等优先控制污染物被去除，有机物的总数量是减少 的． 这些数据反映出复合型生物絮凝剂在去除有机 物过程中有良好的效果． 但由于我们并没有对所检 出的物质进行定量分析，所以不能给出具体的物质 量变化，和具体某一种物质的量的增减，这有待以后 的研究．
3 结论
动态流实验表明，处理松花江水，生物絮凝剂的 最佳投加量为 2 ml·L － 1 ，该投加量的生物絮凝剂具 有良好的絮凝沉降性能，进一步探讨了生物絮凝剂 对松花江源水的絮凝作用，由各项指标分析证明，生 物絮凝剂对各项指标均有去除，对于细菌总数而言， 去除率达到 70% ，去除效果明显； 微生物絮凝剂对 芳香族化合物的去除率达到 32% ，对浊度和色度有 良好的去除效果，分别达到 87% 和 70% ，我们开发 生物絮凝剂对不同的水质都表现出很好的絮凝能 力、除浊能力和有机物去除能力，对松花江水起到良 好的处理效果． GC / MS 定性分析松花江原水中含有 邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯和硝基苯等 优先控制污染物被生物絮凝剂有效去除，这些数据 反映出复合型生物絮凝剂在去除有机物过程中有良
关键词： 生物絮凝剂; 絮凝水平; 色谱 － 质谱联机分析
中图分类号： X172 文献标识码： A 文章编号： 1009 － 7902（ 2013） 03 － 0068 － 03
城镇用水及工业废水处理中，絮凝（ 混凝） 过程 是应用最普遍的关键环节之一［1］． 絮凝技术是目前 国内外用来提高水质处理效率的一种既经济又简便 的水处理技术，絮凝效果的好坏，直接决定着后续单 元过程的运行工况、处理费用及最终出水水质．
［8］金相灿等． 有机化合物污染化学 － 有毒有机物污染化 学． 北京： 清华大学出版社，1990．
［9］马放，张金凤，远立江等． 复合型生物絮凝剂成分分析及 其絮凝机理的研究［J］． 环境科学学报，2005，25 （ 11 ） ： 1491 － 1496．
2013 年 5 月 第3 期
南京晓庄学院学报 JOUＲNAL OF NANJING XIAOZHUANG UNIVEＲSITY
May 2013 No． 3
生物絮凝剂应用于松花江水处理的试验研究
常玉广
（ 南京晓庄学院 生物化工与环境工程学院，江苏 南京 211171）
摘 要： 该实验以生物絮凝剂为水处理材料，以松花江的水源水为被处理对象，将生物絮凝剂应 用到动态流混凝沉淀试验． 通过絮凝率验证絮凝剂应用于松花江水的处理效果，絮凝率达到 85% ， 以及生物絮凝剂对浊度和色度有良好的去除效果，分别达到 87% 和 70% ，并且 UV254 去除率达到 32% ． 同时，对松花江的水源水和絮凝后的沉降水进行色谱 － 质谱联机分析( GC / MS) ，比较其中有 机物的变化，结果显示，松花江原水中含有邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯和硝基苯等优先 控制污染物被生物絮凝剂有效去除．
生物絮凝剂对浊度和色度有良好的去除效果， 分别达到 87% 和 70% ，沉后水的浊度为 3． 4 NTU； 色度为 12 度． 为了模拟实际水处理过程，还对沉后 水进行了过 滤，滤 后 水 的 浊 度 进 一 步 降 低，均 低 于 0． 5 NTU，有时甚至低于 0． 1 NTU，说明该絮凝剂絮 凝之后形成的矾花易于过滤去除． 色度基本保持不 变或稍微下降，说明过滤对色度的去除不是十分明 显． 对于高锰酸盐指数而言，沉后水的高锰酸盐指数 为 6． 4 mg·L － 1 ，去除率为 11% ，说明水体受到有机 物污染的程度越严重，有待进一步处理．
表 1 原水和投加生物絮凝剂的测试指标分析结果
项目
高锰酸盐指数 （ O2 ，mg·L － 1 ）
细菌总数 （ cfu·mL － 1 ）
色度（ 度）
UV254
浊度 （ NTU）
原水
7ห้องสมุดไป่ตู้ 2
沉后水
6． 4
去除率（ % ）
11
1850
40 0． 204 26
560
12 0． 12 3． 4
70
70
32 87
2． 2 水质常规分析结果 以动态流实验为基础，测定原水和经生物絮凝 剂处理的沉后水的浊度、色度、细菌总数、UV254 和 高锰酸盐指数，并作以对比． 以投加生物絮凝剂的量 为 2 mL · L － 1 为 基 准，pH 值 在 7． 5，投 加 助 凝 剂
10% CaCl2 1． 5 mL ·L － 1 ． 开始絮凝实验，沉降 20 min 之后取样测定（ 表 1） ．
［5］魏炜，霍石磊，李佳，宋颜彬． 高效微生物絮凝剂的研究 及应用［J］． 沈阳建筑大学学报（ 自然科学版） ，2011，27 （ 2） ： 351 － 356．
［6］沈萍，范秀容，李广武． 微生物学实验（ 第三版） ［M］． 北 京： 高等教育出版社，1999．
［7］国家环境保护总局《水和废水监测分析方法》编委会． 水 和废水监测分析方法［M］． 4 版． 北京： 中国环境科学出 版社，2002．
本实验利用动态流混凝沉淀试验，将生物絮凝 剂投加到模拟实验中，通过絮凝试验进行验证． 主要 以松花江水为被处理对象来研究絮凝剂的处理效 果，以便为实际的工程应用提供依据． 同时，对松花 江原水和絮凝后的沉降水进行色谱 － 质谱联机分析 （ GC / MS） ，比较其中有机物的变化．
1 材料与方法
1． 1 材料 生物絮凝剂为黑龙江省环境生物技术重点实验 室开发［2］，以哈尔滨市松花江水作为实验用水． 1． 2 实验方法 1． 2． 1 絮凝试验 絮凝过程结束后，静置 20 min 后于波长 550 nm 处测定吸光度（ B） ． 以蒸馏水代替培养液作对照空 白，于波长 550 nm 处测定吸光度（ A） ． 通过絮凝率
［3］Nakamura J，Miyashiro S，Screening，isolation and some properties of microbial cell flocculants［J］． Agric． Biol． Chem，1976，46 （ 2） ： 377 － 383．
［4］Xing D F，Ｒen N Q，Li Q B，et al． Ethano ligenens harbinense g en． nov． ，isolated from m ola sses waste water ［J］． International Journal of Applied and Environmental Biology，1999，（ 5） ： 127 － 129．
基金项目： 南京市重点建设学科环境科学项目，南京晓庄学院资助项目（ 2011NXY03） ．
作者简介： 常玉广，博士，南京晓庄学院生物化工与环境工程学院讲师． 研究方向： 水污染控制工程． E － mail： changyuguang
@ yahoo． com． cn
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UV254： 紫外分光光度计； ⑤高锰酸盐指数： 高锰酸 钾法； ⑥有机物色谱 － 质谱联机分析（ GC / MS） ： 采 用 GC / MS 分析技术对松花江原水与生物絮凝剂处 理的沉后水中有机物进行定性分析，对比其中的有 机物的变化，为研究有机物的去除规律提供了依据． 同时研究复合型生物絮凝剂发酵液中的有机物，对 有机物进行定性分析［8］．