微生物絮凝剂的污泥脱水性能研究
屠宰废水制备微生物絮凝剂及改善污泥脱水性能的研究
中国环境科学 2017,37(7)：2615~2622 China Environmental Science 屠宰废水制备微生物絮凝剂及改善污泥脱水性能的研究郭俊元*,周心甜(成都信息工程大学资源环境学院,四川成都 610225)摘要：选取红平红球菌利用屠宰废水生产微生物絮凝剂,以化学调理剂为对比,研究了微生物絮凝剂作用于污泥的脱水效果,并通过响应面分析法(RSM),对聚合氯化铝(PAC)与红平红球菌生产的微生物絮凝剂复配改善污泥脱水性能的过程进行了优化.结果表明,在最佳投加量12g/(kg DS)和pH值7.5条件下,经过微生物絮凝剂调理后,干污泥含量(DS)和污泥比阻(SRF)分别达到19.8%和4.6×1012m/kg,明显优于Al3(SO4)2和FeCl3作为调理剂时的污泥脱水效果,略劣于PAC和PAM,其中PAC作为污泥调理剂时,DS和SRF分别达到20.1%和4.5×1012m/kg.响应面实验设定的响应值分别为DS和SRF,所拟合的关于DS和SRF的二次模型决定系数(R2)分别为0.9545和0.9776,表明拟合情况良好.根据响应值的分布情况,确定污泥脱水的最佳条件为微生物絮凝剂10.5g/(kg DS)、PAC 12.4g/(kg DS)、pH值7.5,相应DS和SRF分别为24.1%和3.0×1012m/kg.实际工程中,污泥脱水过程的pH值往往不进行调节,在保持原污泥pH值6.4条件下,DS和SRF分别为23.6%和3.2×1012m/kg,污泥脱水效果较单独采用微生物絮凝剂或PAC时得到了明显的提高.关键词：微生物絮凝剂；聚合氯化铝；污泥脱水；响应面分析中图分类号：X703.1 文献标识码：A 文章编号：1000-6923(2017)07-2615-08Production of a bioflocculant by using slaughter wastewater and its performance in the improvement of sludge dewatering. GUO Jun-yuan∗, ZHOU Xin-tian (College of Resources and Environment, Chengdu University of Information Technology, Chengdu 610225, China). China Environmental Science, 2017,37(7)：2615~2622Abstract：Rhodococcus erythropolis was selected to produce bioflocculant by using slaughter wastewater and the bioflocculant was applied to improve the sludge dewaterability by compared with chemical conditioners. And then, response surface methodology (RSM) was employed to optimize the process of sludge dewatering by the complex of PAC and bioflocculant. Results showed that the bioflocculant showed good performances in sludge dewatering, after conditioned by this bioflocculant with its optimal dose of 12g/(kg DS) and pH value of 7.5, DS and SRF reached 19.8% and 4.6×1012m/kg, respectively, which were much better than the ones obtained with Al3(SO4)2 and FeCl3, but poorer than PAC and PAM. When PAC was used as conditioner, DS and SRF was appeared as 20.1% and 4.5×1012m/kg, respectively. DS and SRF were settled as the target responses in the experiments designed by RSM. As the determination coefficients (R2) of 0.9545 and 0.9776, the two quadratic models could agree with experimental data well. Results showed that the optimal conditions for sludge dewatering were bioflocculant dose of 10.5g/(kg DS), PAC dose of 12.4g/(kg DS), and pH value of 7.5, under this optimal condition, DS and SRF appeared as 24.1% and 3.0×1012m/kg, respectively. From a practical standpoint, without pH adjustment, DS and SRF were 23.6% and 3.2×1012m/kg, respectively. The above results were better than the alone using of bioflocculant or PAC in sludge dewatering.Key words：bioflocculant；PAC；sludge dewatering；response surface methodology (RSM)污水处理过程产生的大量污泥造成了严重的环境污染,开发高效的污泥处理技术,提高污泥脱水性能,或对污泥进行资源利用,是实现社会效益和环保效益的有效途径.絮凝技术是污水处理厂调理污泥的主要技术之一,微生物絮凝剂是一种高效、易生物降解的絮凝剂,具备替代化学调理剂用于污泥调理的潜力,微生物絮凝剂的开发与应用是目前国内外重点研究的课题[1-2].制备成本高是限制微生物絮凝剂在实际工程中广泛使用的主要因素,利用富含有机质的废弃物制备收稿日期：2016-12-08基金项目：国家自然科学基金资助(51508043);四川省科技计划项目(2016JY0015);四川省教育厅科研项目资助(15ZB0178);成都市科技局科技惠民技术研发项目(2015-HM01-00149-SF);成都信息工程大学中青年学术带头人科研人才基金资助(J201515)* 责任作者, 副教授, gjy@2616 中国环境科学 37卷微生物絮凝剂,是降低制备成本的可行途径[3-5].本文作者曾利用富含有机质的猪场粪污和水稻秸秆酸解液为原料制备微生物絮凝剂,初步探索了微生物絮凝剂在污泥脱水中的性能[6-7].鉴于屠宰废水中含有较高浓度的有机质和氨氮,本研究拟探索屠宰废水制备微生物絮凝剂的可行性.Yang等[8]报道,微生物絮凝剂与无机或有机高分子絮凝剂配合使用,可以提高废水处理效果,并减少无机或有机高分子絮凝剂的使用量,降低二次污染.响应面分析法是利用统计学的实验技术解决复杂系统输入(变量)与输出(响应)之间关系的一种方法,以试验测量、经验公式和数值分析为基础,不仅能够科学合理的设计实验,寻找最佳的水平因素组合,而且还能够在整个设计区域上拟合出明确的因素与响应值之间的函数表达式,优化出最理想的实验参数.本文作者曾研究了微生物絮凝剂与改性沸石复配处理猪场废水的性能,结果表明,废水中COD和氨氮去除率分别达到87.9%和86.9%,远高于单独使用生物絮凝剂或改性沸石的处理效果[9].本研究以化学调理剂为对比,通过检测污泥脱水过程中干污泥含量(DS)和污泥比阻(SRF)的变化规律,考察利用屠宰废水制备的微生物絮凝剂在污泥脱水中的性能,在此基础上,运用响应面优化法(RSM)设计实验,拟合以DS和SRF为响应值的复配絮凝模型,考察微生物絮凝剂与PAC 复配改善污泥脱水性能的效果.本研究的特色之处就是运用RSM设计实验,寻找微生物絮凝剂和PAC复配改善污泥脱水性能的最佳水平因素组合,通过拟合出明确的因素与响应值之间的函数表达式,优化出理想的实验参数,以最大程度地改善污泥脱水性能.1材料与方法1.1实验材料1.1.1菌株来源及微生物絮凝剂制备 实验所用菌株为红平红球菌,保藏于中国典型微生物保藏中心,菌株保藏号为No.10543.微生物絮凝剂是利用屠宰废水为原料发酵制备的.屠宰废水取自四川省成都市双流区九江肉类加工厂,COD、总磷、氨氮浓度分别为1733、27、180mg/L,废水pH值为6.5.屠宰废水发酵培养基的成分为:1L屠宰废水、3g蛋白胨、3g K2HPO4、1.5g KH2PO4、0.2g MgSO4、0.1g N aCl.将菌株接种至121℃灭菌处理30min的屠宰废水发酵培养基中(150mL),于发酵温度35℃,摇床速度150r/min下发酵得到发酵液,微生物絮凝剂从发酵液中提取,提取方法采用本文作者前期的研究方法[9].1L上述发酵液中可提取2.8g微生物絮凝剂,主要成分是多糖类物质,其中含中性糖45.2%、糖醛酸5.9%、氨基糖4.1%,该微生物絮凝剂分子量为3.79×105Da,分子链上有羟基、羧基等极性基团.较高的分子量和大量的极性基团,可以提供更多的“结合位点”、更高的絮凝活性、以及更强的范德华力,能够通过吸附或范德华力或桥接机制,促进废水胶体颗粒的絮凝.1.1.2PAC 实验所用PAC(分析纯,天津恒兴化学试剂制造公司),为淡黄色固体,氧化铝含量20%~40%.PAC是污水处理厂常用的污泥脱水调理剂,具有污泥处理效果好、成本较低等优点,但其长期使用会导致污泥中重金属富集.1.1.3实验污泥实验污泥取自四川省团结污水处理厂二沉池,干污泥含量、污泥比阻、污泥pH值分别为12.6%、11.3×1012m/kg、6.4.1.2实验方法1.2.1 污泥脱水实验在100mL污泥中分别投加微生物絮凝剂或PAC,200r/min条件下搅拌10min,静置30min,过滤后,采用抽滤装置抽真空,调节真空压力为0.04MPa,每隔15s记录滤液量.污泥比阻(SRF)与干污泥含量(DS)计算公式分别如下:()m2+d=dcV ARtV A Pμα(1)21DS=100%WW× (2) 式中:V是滤液体积,m3;μ是滤液粘度,Ns/m2;A是过滤面积,m2;t是过滤时间,s;P是过滤压力, N/m2;c是单位体积滤液所得滤饼干重,kg/m3;α是污泥比阻SRF,m/kg;R m是过滤开始时单位过滤面积上过滤介质的阻力,m/m2.W1和W2分别是干燥前7期 郭俊元等：屠宰废水制备微生物絮凝剂及改善污泥脱水性能的研究 2617后泥饼的重量,g.1.2.2 微生物絮凝剂与PAC 复配的响应面优化 采用中心复合设计的二阶模型对变量的响应行为进行表征,3个变量分别为微生物絮凝剂量(x 1)、PAC 量(x 2)、污泥pH 值(x 3),响应值(y )为DS 和SRF.中心复合设计的二阶模型为:2011m m mi i i j i j ii i i i j i y x x x x ββββ=<==+++∑∑∑ (3)式中:x i 与x j 为相互独立的影响因子;β0是偏移项;βi 表示X i 的线性效应;βii 表示X i 的二次效应;βij 表示x i 与x j 之间的交互作用效应.采用Design - expert8.0.5设计实验,如表1所示.表1 中心复合设计Table 1 Coded levels for variables framed by CentralComposite Design 因素编码水平因素实际值 编码-1 0 1 微生物絮凝剂 [g/(kg DS)] x 1 6 12 18PAC [g/(kg DS)] x 2 10 15 20pH 值 x 3 5.5 7.5 9.5表2 方差分析 Table 2 ANOV A results for the four responses项目 F -value Prob > F P -valueR 2 AP 模型 23.31 < 0.0001 DS LOF 0.0010 0.954514.065 模型 48.55 < 0.0001SRFLOF 0.0057 0.977618.054表3 显著性分析Table 3 Significance of quadratic model coefficient of thetwo responses项目变量 Pro b > F x 3 0.0453 x 1x 3 0.0117 x 12 0.0011 DS (%)x 22 < 0.0001x 3 0.0461x 1x 2 0.0003x 1x 3 0.0019x 12 0.0043 SRF (1012m/kg)x 22< 0.00012 结果与讨论2.1 微生物絮凝剂对污泥脱水性能的影响微生物絮凝剂作为絮凝体系的主体,其投加量直接影响最终的絮凝效果[6,10].在实际工程中,从经济节约角度考虑,污泥脱水过程通常不进行pH 的调节.由图1可知,在保持原污泥pH 值不变的前提下,随着污泥中微生物絮凝剂的投加量增加至12g/(kg DS)的过程中,污泥中DS 含量较原污泥增加了54.8%,污泥比阻SRF 相应降低了57.5%,表明经过微生物絮凝剂絮凝处理,污泥的脱水性能得到显著改善.微生物絮凝剂具有吸附和降解的性能,且分子链上含有功能基团,这为污泥颗粒及污泥细胞中的有机物质提供了必要的“结合位点”和较强的范德华力,从而在污泥中形成紧凑的絮凝物质,更容易沉降,提高了污泥的脱水效率[11-12].然而,过量的微生物絮凝剂反而会降低污泥的脱水效率,这是因为:只有围绕在絮凝剂周围的胶体颗粒被快速絮凝沉降,而大部分胶体颗粒往往很容易被过量的絮凝剂高分子覆盖,破坏了沉淀胶体的稳定,导致已经絮凝的胶体颗粒脱稳,进而达到一种新的相互排斥的电荷平衡[13-14].3691215 1815304560微生物絮凝剂投加量(g/kg DS)D S 的增加幅度(%)15304560S R F 的降低幅度(%)图1 微生物絮凝剂对污泥脱水的影响Fig.1 Bioflocculant dose on the sludge dewatering2.2 化学混凝剂对污泥脱水性能的影响图2~图5表明,Al 3(SO 4)2、FeCl 3单独作用于污泥的最佳pH 值是5.5~7.5,PAC 、PAM 单独作用于污泥的最佳pH 值是5.5~9.5,在各自最佳pH2618 中 国 环 境 科 学 37卷值范围内,Al 3(SO 4)2、FeCl 3、PAC 、PAM 均显著提高了污泥的脱水效果.以PAC 为例,在pH= 5.5~9.5的范围内,PAC 能够体现较好的提高污泥脱水效率的性能,尤其当污泥pH 值为7.5时,经过15g/(kg DS)的PAC 处理后,污泥DS 和SRF 分别达到20.1%和4.5×1012m/kg,与原污泥的12.6%和11.3×1012m/kg 相比,污泥脱水效果有了显著的提升.由此可见,适量的PAC 能够通过网捕作用聚集悬浮污泥颗粒,或通过改变污泥颗粒表面的电荷,促进污泥沉降.8D S (%)污泥pH 值图2 FeCl 3投加量与pH 值对污泥脱水的影响 Fig.2 Optimization studies performed for pH and FeCl 3dose3 4 5 6 78910 1112138D S (%)污泥pH 值图3 Al 2(SO 4)3投加量与pH 值对污泥脱水的影响 Fig.3 Optimization studies performed for pH andAl 2(SO 4)3 dose表4为微生物絮凝剂与Al 3(SO 4)2、FeCl 3、PAC 、PAM 用作污泥调理剂时,各自在最佳投加量和pH 值条件下的污泥脱水效果,结果显示,微生物絮凝剂对污泥的脱水效果明显优于Al 3(SO 4)2、FeCl 3,略劣于PAC 和PAM.3456789 10 11 12 1310121416182022D S (%)污泥pH 值图4 P AC 投加量与pH 值对污泥脱水的影响Fig.4 Optimization studies performed for pH and PACdose3456789 10 11 12 1310121416182022D S (%)污泥pH 值图5 P AM 投加量与pH 值对污泥脱水的影响Fig.5 Optimization studies performed for pH and PAMdose表4 微生物絮凝剂与化学絮凝剂用作污泥脱水的效果对比Table 4 Results of sludge dewatering with differentflocculants调理剂最佳投加量[g/(kg DS)]最佳pH 值 DS(%)SRF (1012m/kg)FeCl 3 30 6.5 17.6 6.8 Al 2(SO 4)3 30 6.5 17.8 6.7 PAC 15 7.5 20.1 4.5 PAM 6 7.5 21.5 4.1 微生物絮凝剂12 7.5 19.8 4.67期 郭俊元等：屠宰废水制备微生物絮凝剂及改善污泥脱水性能的研究 26192.3 微生物絮凝剂与PAC 复配的响应面优化鉴于PAM 水解后的丙烯酰胺单体具有致癌性和强烈的神经毒性,本实验采用微生物絮凝剂与PAC 复配用于污泥脱水,采用响应面优化法(RSM)设计实验,并分别拟合以DS 和SRF 为响应值的絮凝模型.2.3.1 响应值为DS 的实验结果 以DS 为响应值建立的二次回归模型如式(4)所示.方差分析结果(表2)显示:P <0.0001<0.05,F statistic =23.31>2.57,表明模型显著.失拟项F -试验结果显示,失拟项概率P =0.0010<0.05,说明模型能够很好地与数据拟合,且在假定模型中存在的未能解释的系统变化性仅有0.1%,这可能归于模型中准确的自变量平行重复值提供了纯误差的评估.决定系数R 2为0.9545,说明预测模型和试验数据之间形成良好的一致性.精确度AP=14.065>4,表示所有的预测模型均在由CCD 所设定的设计空间内[15].112312132322212323.57 1.430.16 1.161.19 2.040.562.23 3.36 5.89y x x x x x x x x x x x x =+++−+−−−− (4) 将以编码值为变量的DS 二次模型系数进行显著性检验(P <0.05为显著),结果如表3所示,pH 值是一次项中的显著因素,表明在偏中性环境中,悬浮污泥更容易被微生物絮凝剂聚合成为大颗粒絮凝物,有助于脱水.pH 值在絮凝过程中的决定性作用已被作者以前的研究所证实[7],主要是由于pH 值对污泥颗粒的表面电荷和微生物絮凝剂的形态结构及性能有着较大的影响.微生物絮凝剂和PAC 用量是二次项中的显著因素,适量的微生物絮凝剂能够通过吸附架桥作用聚集悬浮污泥颗粒,或通过改变污泥颗粒表面的电荷,从而促进污泥的沉降,微生物絮凝剂投加量较小时,不能形成有效的絮体,或者形成的絮体粒径太小,微生物絮凝剂对胶体颗粒的网捕卷扫作用、吸附架桥作用也未能充分发挥;过量的微生物絮凝剂则会因静电斥力而抑制絮体的增长,被微生物絮凝剂覆盖的污泥颗粒中的水分子依然存在于颗粒内部,从而无法实现改善污泥脱水的目的.PAC 亦然,过量的PAC 能够破坏沉淀胶体的稳定,从而使得悬浮污泥难以沉降[7].在交互项中,微生物絮凝剂与pH 值具有显著性,结果见图6.图6反映了PAC 用量处于中心水平时,微生物絮凝剂与pH 值交互作用对DS 的影响,图像明显反应出絮凝作用的实现对于中性和弱碱性环境的依赖,曲面预测当pH 值在7.0~8.0范围时,微生物絮凝剂能够以远低于中心值的投加量取得最好的污泥脱水效果[16].微生物絮凝剂 pH 值D S (%)图6 微生物絮凝剂与污泥pH 值对DS 交互影响的响应面Fig.6 Surface graphs of DS showing variable effect ofbioflocculant dose and pH value of the sludge2.3.2 响应值为SRF 的实验结果 以SRF 为响应值建立的二次回归模型如式(5)所示.方差分析结果(表2)显示:P <0.0001<0.05, F statistic =48.55> 2.57,表明模型显著.失拟项F -试验结果显示,失拟项概率P =0.0057<0.05,说明模型能够很好地与数据拟合,且在假定模型中存在的未能解释的系统变化性仅有0.57%,这可能归于模型中准确的自变量平行重复值提供了纯误差的评估.决定系数R 2为0.9776,说明预测模型和试验数据之间形成了良好的一致性.精确度AP=18.054>4,表示所有的预测模型均在由CCD 所设定的设计空间内[15].21231213232221233.150.160.120.0470.190.140.160.110.270.51y x x x x x x x x x x x =−−−+−++++ (5) 将以编码值为变量的SRF 二次模型系数进行显著性检验(P <0.05为显著),结果如表3所示,2620 中 国 环 境 科 学 37卷pH 值是一次项中的显著因素,微生物絮凝剂和PAC 用量是二次项中的显著因素.在交互项中,微生物絮凝剂与pH 值、微生物絮凝剂与PAC 用量具有显著性,结果见图7和8.S R F (1012m /k g )pH 值微生物絮凝剂图7 微生物絮凝剂与污泥pH 值对SRF 交互影响的响应面Fig.7 Surface graphs of SRF showing variable effect ofbioflocculant dose and pH value of the sludge微生物絮凝剂PAC S R F (1012m /k g )图8 微生物絮凝剂与PAC 对SRF 交互影响的响应面Fig.8 Surface graphs of SRF showing variable effect of bioflocculant and PAC doses图7反映了PAC 用量处于中心水平时,微生物絮凝剂与pH 值交互作用对SRF 的影响.图像明显反应出絮凝作用的实现对于中性和弱碱性环境的依赖.图8曲面的变化趋势和底部等高线的密集程度可以看出,在其他因素均处于中心水平时,随着微生物絮凝剂和PAC 用量的增加,SRF 不断减小,低PAC 情况下SRF 的减小速率略比高PAC 用量情况下的明显.一方面,微生物絮凝剂使悬浮污泥颗粒絮凝,提高了污泥颗粒密度,明显促进了污泥沉降;另一方面,PAC 用量的增加扩大了粒径相对较小的絮体在整个絮体粒径分布的宽度,过量的PAC 会导致污泥脱水性能的变差[13].2.3.3 最佳絮凝条件的确定 设定DS 和SRF 的目标值分别为100%和0,即污泥经过微生物絮凝剂与PAC 联合处理后,其含水率为0,含固率为100%,借助Design -expert8.0.5,响应面分析法在设计空间(表1)中构造SRF 和DS 的全局逼近,确定污泥脱水的最佳条件为微生物絮凝剂10.5g/(kg DS),PAC 12.4g/(kg DS),pH=7.5.最佳絮凝条件下,DS 和SRF 分别为24.1%和3.0×1012m/ kg.污泥脱水的实际工程中,其pH 值一般不经过酸碱调节的,因此,在上述最佳条件下,保持污泥pH=6.4时,拟合结果显示,DS 和SRF 分别为23.6%和3.2×1012m/kg.本研究考察了最佳污泥脱水条件下,实际污泥脱水过程中的DS 和SRF 值,实验结果显示,按照1.2.1方法,经过微生物絮凝剂和PAC 复配处理后,DS 和SRF 分别为23.9%和3.1×1012m/kg.若不调节污泥pH 值,即保持原污泥pH=6.4不变,按照1.2.1方法,经过微生物絮凝剂和PAC 复配处理后,DS 和SRF 分别为22.4%和3.4×1012m/kg.上述结果均体现出污泥脱水性能的大幅提升.上述实验结果证实了微生物絮凝剂和PAC 复配用于污泥脱水,可以显著提高污泥的脱水性能.基于电中和原理,适量的PAC 可以中和污泥颗粒表面的部分负电荷,从而减小污泥颗粒之间的静电斥力,如此使得污泥颗粒积聚成更稳定的颗粒物[17].本实验制备的微生物絮凝剂具有较高的分子量(3.79×105Da)和大量的极性基团,可以提供更多的“结合位点”、更高的絮凝活性、以及更强的范德华力,因此能够通过吸附或范德华力或桥接机制,将上述稳定的颗粒物吸附于微生物絮凝剂分子链上,颗粒物可以同时被多条微生物絮凝剂分子链吸附,而一条微生物絮凝剂分子链也可以同时吸附多个颗粒物,如此导致三维絮凝物的形成,易于沉降,即污泥脱水效果更好[4]. 2.4 污泥中EPS 的变化与污泥脱水机理7期 郭俊元等：屠宰废水制备微生物絮凝剂及改善污泥脱水性能的研究 2621污泥中胞外聚合物(EPS)主要含蛋白质和多糖成分[18].微生物絮凝剂和PAC 对污泥中EPS 含量的影响如图9~10所示.由图9可以看出,随着微生物絮凝剂或PAC 用量的增大,污泥上清液中多糖、蛋白质、EPS 均体现出下降趋势,EPS 含量的下降趋势尤为显著,这说明经过微生物絮凝剂或PAC 调理后,污泥絮体结构得到了改善,EPS 中包裹的部分水分释放出来,即污泥的脱水性能得到改善.3 6 91215 184080E P S 各组分含量(µg /g V S S)微生物絮凝剂投加量(g/kg DS)5 10 1520 254080 120 160 200 240E P S 各组分含量(µg /g V S S )PAC 投加量(g/kg DS)图9 微生物絮凝剂(a)与PAC(b)对污泥中EPS 含量的影响 Fig.9 Effects of bioflocculant (a) and PAC (b) on the EPScontents of the sludge污泥中的EPS 可分为紧密黏附的EPS 和松散附着的EPS 两大类[19],由图10可以看出,随着微生物絮凝剂或PAC 用量的增大,污泥中紧密黏附的EPS 下降趋势显著,而松散附着的EPS 下降趋势并不明显.以12g/(kg DS)微生物絮凝剂投加量为例,经过调理后,紧密黏附的EPS 含量由162 µg/gVSS 降低至108 µg/gVSS,而松散附着的EPS 仅由52 µg/gVSS降低至42µg/gVSS,说明微生物絮凝剂和PAC 用于污泥调理主要是通过降低紧密黏附的EPS 实现的.在RSM 拟合得到的最佳污泥脱水条件下,污泥中的EPS 、紧密黏附的EPS 、松散附着的EPS 分别降低至125、97、39µg/gVSS.306090120150180E P S 各组分含量(µg /g V S S )微生物絮凝剂投加量(g/kg DS)51015 20 25306090120150180E P S 各组分含量(µg /g V S S )PAC 投加量(g/kg DS)图10 微生物絮凝剂(a)与PAC(b)对污泥中EPS 组成的影响Fig.10 Effects of bioflocculant (a) and PAC (b) on theEPS compositions of the sludge3 结论3.1 对于DS 具有显著性影响的一次项为pH 值;二次项为微生物絮凝剂和PAC 量;交互项为微生物絮凝剂量与pH 值.说明pH 值、微生物絮凝剂和PAC 量对于促进污泥脱水均具有决定作用.偏中性环境中,悬浮污泥更容易被微生物絮凝剂聚合成为大颗粒絮凝物,有助于脱水.适量的微生物絮凝剂能够通过吸附架桥作用聚集悬浮污泥颗粒,或通过改变污泥颗粒表面的电荷,从而促进污泥的沉降.2622 中国环境科学 37卷3.2 对于SRF具有显著性影响的一次项为pH 值;二次项为微生物絮凝剂和PAC量;交互项为微生物絮凝剂量与pH值、微生物絮凝剂与PAC 量.随着微生物絮凝剂和PAC用量的增加;SRF不断减小;低PAC情况下SRF的减小速率略比高PAC用量情况下的明显.3.3 本实验中污泥脱水的最佳条件为微生物絮凝剂10.5g/(kg DS),PAC 12.4g/(kg DS),pH=7.5,相应DS和SRF分别为24.1%和3.0×1012m/kg.在保持原污泥pH值为6.4的情况下,相应DS和SRF 分别为23.6%和3.2×1012m/kg.基于电中和作用和吸附架桥作用,微生物絮凝剂和PAC复配用于污泥脱水,显著提高了污泥的脱水性能.3.4 经过微生物絮凝剂和PAC调理后,污泥絮体结构得到了改善,EPS中包裹的部分水分释放出来,也即污泥的脱水性能得到改善.微生物絮凝剂和PAC用于污泥调理主要是通过降低紧密黏附的EPS实现的.参考文献：[1] Aljuboori A H R, Idrisa A, Norhafizah A, et al. P roduction andcharacterization of a bioflocculant produced by Aspergillus flavus[J]. Bioresource Technology, 2013,127:489-493.[2] Yi T, Lee E H, Ahn Y G. Novel biodegradation pathways ofcyclohexane by Rhodococcus sp. EC1 [J]. Journal of Hazardous Materials, 2011,191:393-396.[3] 郭俊元,赵净,付琳.水稻秸秆制备微生物絮凝剂及改善污泥脱水性能的研究 [J]. 中国环境科学, 2016,36(11):3360- 3367.[4] 郭俊元,张宇哲,赵净.淀粉废水生产微生物絮凝剂及发酵动力学特征 [J]. 中国环境科学, 2016,36(9):2681-2688.[5] Pu S Y, Qin L L, Che J P, et al. Preparation and application of anovel bioflocculant by two strains of Rhizopus sp. using potato starch wastewater as nutrilite [J]. Bioresource Technology, 2014, 162:184-191.[6] Guo J Y, Yang C P, Peng L Y. Preparation and characteristics ofbacterial polymer using pre-treated sludge from swine wastewater treatment plant [J]. Bioresource Technology, 2014, 152:490-498.[7] Guo J Y, Yu J, Xin X, et al.Characterization and flocculationmechanism of a bioflocculant from hydrolyzate of rice stover [J].Bioresource Technology, 2015,177:393-397. [8] Yang Z H, Huang J, Zeng G M, et al. Optimization offlocculation conditions for kaolin suspension using the compositeflocculant of MBFGA1and P AC by response surface methodology [J]. Bioresource Technology, 2009,100:4233-4239. [9] Guo J Y, Yang C P, Zeng G M. Treatment of swine wastewaterusing chemically modified zeolite and bioflocculant from activated sludge [J]. Bioresource Technology, 2013,143:289-297. [10] Li O, Lu C, Liu A,et al. Optimization and characterization ofpolysaccharide-based bioflocculant produced by Paenibacilluselgii B69and its application in wastewater treatment [J].Bioresource Technology, 2013,134:87-93.[11] Zhang Z Q, Xia S Q, Zhang J. Enhanced dewatering of wastesludge with microbial flocculant TJ-F1as a novel conditioner [J].Water Research, 2010,44:3087-3092.[12] Zhai L F, Sun M, Song W,et al. An integrated approach tooptimize the conditioning chemicals for enhanced sludge conditioning in a pilot-scale sludge dewatering process [J].Bioresource Technology, 2012,121:161-168.[13] Guo J Y, Nengzi L C, Zhao J, et al. Enhanced dewatering ofsludge with the composite of bioflocculant MBFGA1and P(AM- DMC) as a conditioner [J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2015,99:2989-2998.[14] Guo J Y, Zhang Y Z, Zhao J, et al. Characterization of abioflocculant from potato starch wastewater and its application insludge dewatering [J]. Applied Microbiology and Biotechnology,2015,99:5429-5437.[15] Liu X, Li X M, Yang Q, et al. Landfill leachate pretreatment bycoagulation-flocculation process using iron-based coagulants: Optimization by response surface methodology [J]. Chemical Engineering Journal, 2012,200:39-51.[16] 郭俊元,能子礼超,刘杨杨,等.污泥预处理对微生物絮凝剂制备及性能的影响 [J]. 环境科学学报, 2015,35(7):2077-2082. [17] Yang Q, Luo K, Liao D X, et al. A novel bioflocculant producedby Klebsiella sp. and its application to sludge dewatering [J].Water and Environmental Journal, 2012,26:560-566.[18] Dignac M F, Urbain V, Rybacki D, et al. Chemical description ofextrallular polymers: implication on activated sludge floc structure [J]. Water Science and Technology, 1998,38:45-53. [19] 陈畅亚.改性粉煤灰对城市污泥的调理作用及机理分析 [D].长沙:湖南大学, 2009:1-10.作者简介：郭俊元(1985-),男,山西忻州人,副教授,博士,主要从事环境微生物技术与废水资源化处理技术研究.发表论文20余篇.。
微生物絮凝剂的稳定性及其对城市污水厂浓缩污泥的絮凝脱水
微生物絮凝剂的稳定性及其对城市污水厂浓缩污泥的絮凝脱水张娜;尹华;秦华明;彭辉;叶锦韶;赵鑫鑫;何宝燕【期刊名称】《微生物学通报》【年(卷),期】2008(35)5【摘要】研究了酱油曲霉(Aspergillus sojae)产生的微生物絮凝剂(MBF)的稳定性,并将其用于城市污水厂的浓缩污泥的强化脱水.结果表明:由酱油曲霉提取的MBF 具有很好的热稳定性和酸碱稳定性,4℃低温条件下保存35d后絮凝率仍在96%以上,而常温条件下保存35d后不同pH的MBF絮凝率差别很大.与PAM、PAC相比较,MBF能更好地降低城市污水处理厂浓缩污泥比阻.MBF对浓缩污泥的强化脱水的最佳投加量为7%(v/v),且MBF的单耗随着污泥处理量的增大而逐渐减小.【总页数】5页(P685-689)【作者】张娜;尹华;秦华明;彭辉;叶锦韶;赵鑫鑫;何宝燕【作者单位】暨南大学环境工程系,广州,510632;暨南大学环境工程系,广州,510632;暨南大学环境工程系,广州,510632;暨南大学环境工程系,广州,510632;暨南大学环境工程系,广州,510632;暨南大学环境工程系,广州,510632;暨南大学环境工程系,广州,510632【正文语种】中文【中图分类】X7【相关文献】1.微生物絮凝剂对城市污水厂浓缩污泥脱水性能的影响 [J], 赵鑫鑫;尹华;张娜;叶锦韶;彭辉;秦华明;何宝燕2.屠宰废水制备微生物絮凝剂及改善污泥脱水性能的研究 [J], 郭俊元;周心甜3.基于树脂法从脱水污泥中提取微生物絮凝剂的研究 [J], 王鹏程;练晓隆;彭瑞建;贾生强;周小琴4.石家庄市第八水厂污泥浓缩脱水絮凝剂的选择 [J], 陈艳萍;刘建波;张建弟5.利用脱水污泥制备微生物絮凝剂及其絮凝条件研究 [J], 王春燕;周集体;金若菲因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
絮凝剂对淤泥脱水效果分析
絮凝剂对淤泥脱水效果分析摘要：太湖淤泥含水量高，强度较低，压缩变形大。
本试验在淤泥中掺入不同含量阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂，将其装入针刺无纺土工织物上，针刺无纺土工织物滤层排水，被下层高分子超吸水聚合物吸附。
试验分别在0.01%、0.02%、0.03%浓度的阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂、不同布置形式下进行对比试验。
结果表明，采用双面排水，0.02%絮凝剂的脱水效果最好，其中絮凝剂起到加速水土分离的作用，土工布（滤纸）将溶液与固体分离，有隔离的作用，超吸水能够吸收大量水分。
其脱水后淤泥的含水量由86.59%降至23.43%。
关键词：太湖淤泥; 脱水固结; 絮凝剂; 试验；超吸水聚合物；针刺无纺土工布（滤纸）中图分类号：TQ352.67文献标识码：A 文章编号：引言：太湖是中国最大的淡水湖泊，近年来生态环境急剧恶化，污染物从周边地区进入湖体，渐渐形成大量的太湖淤泥，成为了太湖主要的内源污染。
因此太湖淤泥的科学清除，是从根本上改善水体环境、治理太湖的关键所在[1]。
太湖淤泥液性指数大，承载力低，无法进行二次利用，而经过适当处理用于工程则能变害为宝。
本课题正是致力于太湖淤泥的性质与淤泥的脱水固结研究。
为了有效处理和利用淤泥，国内外的学者进行了大量的研究，不少发达国家已经用商业化方式对淤泥进行了综合开发利用。
在我国，主要使用自然风干法，此种方法占地面积大，脱水时间长，容易造成二次污染，不适合大批量淤泥的处理。
对疏浚淤泥进行固化与资源化处理，化害为利，对在国内形成一个既有发展前途的新兴产业，具有重要的意义。
絮凝作为一种简洁高效的脱水方法被普遍地用在了淤泥脱水过程中[2]，且絮凝剂比例及淤泥含水率等性质是影响淤泥脱水固结重要因素。
本文通过研究太湖淤泥水力特性，实验加入高分子絮凝剂使淤泥脱水固结，找出絮凝剂最适合配比。
1 试验淤泥的微观机理及力学性质1.1 试验淤泥的初始含水量1.1.1试验材料及仪器：太湖淤泥、铝盒、修土刀、不锈钢盘、数显鼓风干燥箱、电子天平。
微生物絮凝剂的研究及应用前景
收稿日期:2005-05-20作者简介:张晶(1966-),女,辽宁抚顺人,副教授。
微生物絮凝剂的研究及应用前景Study on Bioflocculant and Its Application Foreground张 晶1 王战勇1 苏婷婷1 朱焕山2 孙建华3(1.辽宁石油化工大学环境工程系 抚顺 113001);(2.抚顺市环境保护监测站 抚顺 113006);(3.辽宁科林环保工程有限责任公司 沈阳 110011)摘要 对微生物絮凝剂的研究及应用进展进行综述,包括产生絮凝剂的微生物种类,微生物絮凝剂的提取纯化,微生物絮凝剂的絮凝机理,影响因素,研究动向以及微生物絮凝剂的应用。
关键词 微生物 絮凝剂 絮凝Abstract This paper summarized the study on bioflocculant and its application foreground ,including species ,purifica 2tion ,flocculating mechanism ,affecting factors ,study trend and its application.Key words Microorganism Flocculant Flocculation 微生物絮凝剂(Microbial Flocculant ,简称MB F )是某些种类的细菌、放线菌、霉菌、酵母等在特定培养条件下,其生长代谢至一定阶段产生的具有絮凝活性的代谢产物,是一种安全、高效、且能自然降解的新型水处理剂,包括糖蛋白、多糖、纤维素、蛋白质和DNA 等[1]。
它们通过其电荷性质和高分子特性在液体介质中起电荷中和、吸附、桥联、网捕等作用,使胶体脱稳、絮凝沉淀、固液分离。
由于微生物絮凝剂可以克服无机高分子和合成有机高分子絮凝剂本身固有的缺陷,既可生物降解又安全可靠,最终实现无污染排放,因此越来越受到关注[2～4]。
污泥脱水絮凝剂的研究进展及应用探索
DOI ：10.19965/ki.iwt.2022-1284第 44 卷第 2 期2024年 2 月Vol.44 No.2Feb.，2024工业水处理Industrial Water Treatment 污泥脱水絮凝剂的研究进展及应用探索张洁1，赖月1，杨朝辉1，林皓2，周顺桂1，叶捷1，刘昌庚1，3（1.福建农林大学资源与环境学院，福建福州 350002；2.武夷学院生态与资源工程学院，福建武夷山 354300；3.攀枝花学院生物与化学工程学院，四川攀枝花 617000）［摘要］活性污泥法是污水生物处理最广泛使用的工艺之一。
作为活性污泥法的主要副产物，剩余污泥的高含水率特性容易造成运输困难、资源化利用成本高、热值降低等问题，因此需要对其进行脱水。
絮凝法因操作简便、反应速度快、适用范围广、脱水效果好等优点而被广泛应用于污泥脱水。
详细阐述了不同絮凝剂的分类、优缺点及相关絮凝机理，系统归纳了各类絮凝剂的制备策略及在污泥脱水中的应用探索，探讨了污泥脱水絮凝剂未来的发展方向，以期为今后絮凝技术在污泥脱水中的应用提供参考。
［关键词］ 污泥脱水；化学调理；絮凝；调理技术联用［中图分类号］ X703.5 ［文献标识码］A ［文章编号］ 1005-829X （2024）02-0048-15Research advance and application exploration ofsludge dewatering flocculantsZHANG Jie 1，LAI Yue 1，YANG Chaohui 1，LIN Hao 2，ZHOU Shungui 1，YE Jie 1，LIU Changgeng 1，3（1.College of Resources and Environment ，Fujian Agriculture and Forestry University ，Fuzhou 350002，China ；2.College of Ecology and Resource Engineering ，Wuyi University ，Wuyishan 354300，China ；3.College of Biology and Chemical Engineering ，Panzhihua University ，Panzhihua 617000，China ）Abstract ：Activated sludge process is one of the most widely used processes for wastewater biological treatment. As the main by -product of activated sludge process ，sludge with the high moisture content easily results in various prob⁃lems such as the difficult transportation ，high cost of resource utilization ，and low calorific value. Therefore ，it is nec⁃essary to conduct the sludge dewatering. Flocculation is widely used in sludge dewatering due to its unique advan⁃tages including simple operation ，fast reaction rate ，extensive application scope and excellent dewatering perfor⁃mance. The composition ，advantages and disadvantages ，and related flocculation mechanisms of various flocculants are introduced in detail. Subsequently ，the preparation strategies of various flocculants and their application in sludge dewatering are systematically summarized. Finally ，the outlooks of various flocculants on sludge dewateringare presented in order to provide a reference for future research on the application of flocculation technology on sludge dewatering.Key words ：sludge dewatering ；chemical conditioning ；flocculation ；combined conditioning technology活性污泥法是污水生物处理最常用的方法之一，其在高效处理污水的同时会产生大量富含有机物和氮、磷等营养物质的剩余污泥〔1〕。
絮凝剂对污泥脱水性能的改善
絮凝剂对污泥脱水性能的改善絮凝剂对污泥脱水性能的改善摘要:指出好氧强曝气后污泥的沉降性能，并着重以APAM、CPAM和ciba7635三种絮凝剂对剩余污泥的SV值和比阻值进行了考察，最终在此基础上分析了每一种絮凝剂絮凝机理和絮凝能力差别的原因。
研究分别指出了每一种絮凝剂的最佳投药量。
污泥脱水性能的好坏直接关系到整个污泥处理系统的优劣。
一般认为，进行机械脱水的污泥，比阻值在(0．1～0．4)×109S 2／g之间较为经济，但各种污泥的比阻值均大于此值。
目前，对污泥脱水性能改善的研究主要在以下方向：(1)致力于探索新的高效率的污泥脱水设备与方法；(2)致力于研究各种因素对污泥脱水性能的影响，并试图找到最佳工艺条件来改善污泥的脱水性能。
本实验拟研究几种絮凝剂对原污泥、好氧强曝气消化污泥的沉降性能和脱水性能的改善，本文选用阴／阳离子型聚丙烯酰胺(APAM／CPAM)和ciba7635进行研究。
1实验装置及测试项目本实验主要测定了污泥的比阻、SV及沉降曲线。
比阻的测定装置见图1。
絮凝是个动力学过程，一般包括絮凝物的形成与破碎。
当混合时若搅拌不充分，颗粒与聚合电解质未能充分碰撞时，则形成的絮体小且沉降速度慢。
但若搅拌过程过于强烈，时间太长则聚集起来的颗粒会破碎，进而导致沉降速度减慢。
本文采用快速搅拌10s再转为慢速搅拌20s，最后静沉．30min测定污泥的SV.2实验结果与分析2.1污泥消化前后的沉降性好氧强曝气后，污泥的沉降性有了一定的改善，原污泥和消化污泥的沉降性能的差别在开始的20min里并没有显示出来。
随着界面的沉降，当进入过渡区时才显示出消化污泥比原污泥的沉降速度快些。
当使用APAM时，对污泥的沉降性能有明显的改善，实验中观察到，投入APAM可形成较大块的絮凝体，泥水分离较快。
APAM主要通过吸附架桥，利用长链状的分子结构来吸附污泥颗粒。
整个絮体在沉降过程中捕集和卷扫悬浮颗粒，成为较大的絮团而下降，从而达到浓缩的目的。
微生物絮凝剂用于废水处理的研究及其应用
微 生 物 絮 凝 剂 用 于 废 水 处 理 的研 究 及 其 应 用
于 海 波
摘 要： 论述 了微 生物 絮凝 剂 的 种 类 、 凝 机 理 、 响 因素 及 其 在 废 水 处 理 中的 具 体 应 用 ， 絮 影 讨论 了微 生 物 絮 凝 荆 在 目前 应
用中存在的 问题 ， 并对其应 用前景做 了展 望。 关键词 ： 生物絮凝剂 ， 微 废水处理 ， 用 应 中图分类号 ：７ ３ Ｘ ０ 文献标识码 ： Ａ
对其作用机理 曾提出多种学说 ， 中比较能接受的有 以下几种 ： 其 对多聚糖构成 的絮凝剂则没有这种变化 ， 以受温度影响不大 。 所
定鼎 门、 涧河 ４个 污水处 理厂 ， 为污 水处 理企业 创造 了 良好 的外 理设施改善环境 、 节能减排 的社会效益和资源利用的经济效益。 部环境 ， 而保 证和促进 了污水处理企业集 中精力 建好 、 从 管好 、 用 通过近几年 的努 力 ， 阳市 的排水 设施 进 一 步 的得 到 了完 洛
利用生物技 术 ， 通过 细 菌 、 真菌 等微 生 物 发酵 、 提 、 炼 而 成。 说 等可解释部分 絮凝 现象 。从 微生 物 絮凝剂 的多样性 以及 表 现 抽 精 与传统 的无机 和 有机 高分 子 絮凝 剂相 比， 生物 絮凝 剂具 有 高 出的絮凝 范围的广谱 性可以断定 ， 微 絮凝机理 肯定是多样 的。 效、 无毒 、 可生物降解等特点 ； 目前普遍采 用的天然 高分子 絮凝 １ ２． 微 生物 絮凝 剂絮凝能力的影响因素 与 ． ２ 剂 相比 ， 微生物絮凝 剂具有 絮凝活 性高 ， 能产 生絮凝 剂 的微生 物 同一般 的化 学絮凝剂 一样 ， 微生物 絮凝剂效 果 的好 坏主要受 种类多 ， 生长快 ， 易于采取生物工程手段 实现产业 化等特 点 ， 有着 絮凝剂 和胶体颗粒本身特性及 反应 条件的影 响 。 良好 的 发 展 前 景 。 １ 微生物絮凝剂 本身 的性质 及 絮凝剂 的投加 量。絮凝 剂的 ） 此外 ， 产生 絮凝剂 的微生 物绝 大多数 来 自土 壤中 ， 资源 极 其 絮凝效果受本身分子结构 、 形状 、 子量和所 带基 团等因素影 响。 分 丰富， 获得 的方 法也较简单 ， 成本低廉 。因此 ， 物絮凝 剂作 为一 生 类高效安全絮凝剂 已经得到研究者的关注和认可 。
微生物絮凝剂的研究及在废水处理中的应用
３ ４・
广 州化 工
２１ 年 ３ ０１ ９卷第 １ ２期
微 生 物 絮 凝 剂 的研 究 及 在 废 水 处 理 中 的 应 用
任文萍 ，柴 涛
００５ ） ３ ０ １
（ 中北 大学化 工与 环境 学院 ，山西 太原
摘 要 ： 介绍了微生物絮凝剂的分类 ， 絮凝机理以及微生物絮凝剂的提纯等， 综述了微生物絮凝剂在废水处理中的实际应用。
作用机理有 ： （） １ 吸附架桥作用 吸附架桥作用学说认为微生物 絮凝剂是链 状结构 的高分子
不同微生物在特定 条件下 产生 的絮凝 剂种 类不 同， 按其 化 学组 成分类 ， 絮凝剂 大多 数为机 能性 多糖 和机能性 蛋 白质 生物 类物质 ， 另外还有少量属 于脂类和 Ｄ Ａ等 其他类 型 。 Ｎ 按其来源大致可分为 ４类 ： １ 直接利用 微生物细胞 的絮凝 （） 剂。如某些细菌 、 霉菌 、 放线菌和酵母 ， 大量存 在于土 壤 、 性污 活 泥 和沉 积 物 中 Ｌ ；２ 利 用 微 生 物 细 胞 壁 提 取 物 如 酵 母 细 胞 壁 葡 ｓ （） Ｉ 萄糖 ， 甘露聚糖 、 白质等成分均可用作絮凝剂 ； ３ 利用微 生物 蛋 （）
聚合物 ， 高分子 物质 浓度 较低 时 ， 在 吸附在微粒 表面上 的生 物高 分子长链可能 同时吸附在另一个 微粒 的表面 上通过架桥 方式形 成“ 胶粒 一高分子 物质 一胶 粒 ” 的聚合 体 ， 而导致 絮凝 沉 淀。 从 高分子在微粒表 面的特 殊吸 附来源 于各种 物理化 学作用 ， 如范 德华引力 、 电引力 、 静 氢键 、 配位键等 。通 常． 生物絮凝剂 的分 微 子量越大对架桥越有利 ， 絮凝效率越高 。但 若分子 量过高 ， 由架 桥过程中发生 的链 段间 重叠产 生 的排斥作用 会 削弱架 桥作 用．
微生物絮凝剂的研究进展及应用现状
微生物絮凝剂的研究进展及应用现状微生物絮凝剂的研究进展及应用现状绪论微生物絮凝剂是一种能够促使悬浮液中微小悬浮颗粒结合成较大颗粒的生物产物。
由于其高效、环保、低成本等优点，近年来受到了科研工作者的广泛关注。
本文将从微生物絮凝剂的研究进展、应用现状以及未来的发展方向等方面进行分析和探讨。
一、微生物絮凝剂的研究进展1. 研究方法微生物絮凝剂的研究主要通过从自然环境中分离出具有絮凝能力的微生物菌株，并通过培养和筛选等方法获得原料菌株。
随着分子生物学和生物工程技术的快速发展，研究者们可以通过基因克隆和重组技术来改良和合成新的微生物絮凝剂，提高其絮凝效果和使用寿命。
2. 絮凝机理微生物絮凝剂的絮凝机理主要包括生物胶凝、表面吸附和胞外多糖等。
其中，生物胶凝是指微生物细胞通过分泌胶态物质使悬浮颗粒聚集在一起；表面吸附是指微生物细胞表面的特异性吸附作用，使悬浮颗粒结合在细胞表面上；胞外多糖是微生物细胞分泌的聚合物，能够与悬浮颗粒发生化学反应，形成较大的絮凝群。
二、微生物絮凝剂的应用现状1. 污水处理领域微生物絮凝剂在污水处理中具有较为广泛的应用。
通过加入微生物絮凝剂，可以促使悬浮颗粒聚集成大颗粒，便于沉淀或过滤，从而达到净化水质的目的。
此外，微生物絮凝剂还可以降低处理过程中的能耗和化学药剂的使用量，具有较好的环保效益。
2. 污泥脱水领域污泥脱水是污水处理过程中重要的一环。
微生物絮凝剂作为一种生物脱水剂，可以与污泥中的水分结合形成饼状物，在离心或压滤后将水分从污泥中分离出来。
相比于传统的化学脱水剂，微生物絮凝剂具有较低的成本和较好的环境友好性。
三、微生物絮凝剂的未来发展方向1. 结合纳米技术利用纳米技术来改善微生物絮凝剂的絮凝效果是未来的一个发展趋势。
通过调控微生物絮凝剂中纳米颗粒的形态和结构，可以提高絮凝效率和抗腐蚀性能，拓宽微生物絮凝剂的应用范围。
2. 基于遗传工程的改良通过遗传工程技术，可以改良微生物细胞内的絮凝相关基因，提高微生物絮凝剂的絮凝效果和稳定性。
用微生物絮凝剂改善污泥沉降性能
什么是絮凝剂作用机理？相信很多人深受迷惑，下面就为大家介绍一下絮凝剂作用机理：絮凝作用是非常复杂的物理、化学过程。到目前为止仍然存在若干问题尚待解决。在理论上看法也不一致，有待进—步探讨和完善。各种理论和模型之间的差异有可能长期存在下去。
现在多数人认为絮凝作用机理是凝聚和絮凝两种作用过程。凝聚过程是胶体颗粒脱稳并形成细小的凝聚体的过程：而絮凝过程是所形成的细小的凝聚体在絮凝剂的桥连下生成大体积的絮凝物的过程。最近把凝聚作用定义为：中和胶体和悬浮物颗粒表面电荷，使其克服胶体和悬浮物颗粒间的静电排斥力，从而使颗粒脱稳的过程称作凝聚作用。它与颗粒的性质、使用的凝聚剂和脱稳后颗粒是否能形成大的聚集体有关，这里所指的凝聚剂是无机盐、电解质，不包括有机高分子絮凝剂，他又给絮凝作用定义为：胶体和悬浮物颗粒在高分子絮凝剂的作用下、桥连成为粗大的絮凝体的过程，在絮凝过程中伴随着粗大的絮凝体的形成，也存在电荷中和作用。例如，一些有机高分了絮凝和同时具有电荷的中和作用扣颗粒间的桥连形成粗大的絮凝体的桥连作用。还有其他的一些说法，但是除了颗粒大小和颗粒表面带有电荷已被实验所证实外。其他说法和理论都是假设的．尚须用实验证实。
实际上，絮凝作用都是微小的胶体颗粒和悬浮物颗粒在胶体物质或者电解质的作用下，中和颗粒表面电荷，降低或消除颗粒之间的排斥力．使颗粒结合在一起，体积不断变大，当颗粒聚集使体积达到一定程度时(粒劲大约为0.01cm时)．便从水中分离出来，这就是我们所观察到的絮状沉淀物一-絮凝体。当使用高分子化合物作为絮凝剂时，胶体颗粒和悬浮物颗粒与高分子化合物的极性基团或带电荷基团作用，颗粒与高分子化合物结合。形成体积庞大的絮状沉淀物。因为高分子化合物的极性或带电荷的基团很多．能够在短时间内向许多个颗粒结合，使体积增大的速度快、因此，形成絮凝体的速度快，絮凝作用明显。可以认为凝聚作用是颗粒由小到大的量变过程，而絮凝作用是量变过程达到—定程度时的质变过程絮凝作用是由若干个凝集作用组成的、是凝聚作用的结果。而凝聚作用是絮凝作用的原因。通常把研究絮凝作用的机理、絮凝剂聚合氯化铝的性质．胶体或悬浮物的性质、以及影响絮凝作用的各种条件的科学叫做絮凝化学即絮凝剂作用机理。
微生物絮凝剂在废水处理中的应用现状研究
微生物絮凝剂在废水处理中的应用现状研究摘要：微生物絮凝剂是一种天然高分子絮凝剂，因其无毒、可生物降解、无二次污染等独特的性质而被广泛的应用于污水处理、给水工艺以及食品和发酵工业等。
本文综述了产生絮凝剂的微生物种类、微生物絮凝剂的主要成分及性质、微生物絮凝剂的絮凝机理、微生物絮凝剂的合成条件及微生物絮凝剂在水处理中的应用现状。
关键词：微生物絮凝剂；水处理；应用中图分类号：x505 文献标识码：a文章编号：1005-913x（2013）02-0112-02絮凝沉降是广泛应用于给水、工业废水、城市污水及污泥脱水等处理过程中的一种水处理方法。
用于将水中的溶质、胶体或悬浮物颗粒形成絮状物沉淀的物质为絮凝剂。
絮凝剂可除去水中的悬浮物、胶体粒子，降低cod，还可除去水中的细菌、病毒，并兼有除磷、脱色、除臭，减轻水体富营养化。
絮凝剂的种类包括：无机絮凝剂、有机合成高分子絮凝剂、天然生物高分子絮凝剂。
[1]在这些絮凝剂中有机合成的高分子絮凝剂因其良好的絮凝效果和低廉的价格而被广泛的应用。
但是人工合成的絮凝剂如聚丙烯酰胺的单体有神经毒性和“三致”效应（致畸、致癌、致突变），[2]铝盐具有毒性，会影响人类的健康，铁盐会造成处理水中带颜色，高浓度的铁也会对人类健康和生态环境产生不利。
[3]微生物絮凝剂克服了无机絮凝剂和合成高分子絮凝剂的上述缺点，它不仅可以被生物降解，对生态环境无害，能快速絮凝各种颗粒物质，而且很容易从发酵的培养基中获得。
[4]一、微生物絮凝剂的研究概况（一）微生物絮凝剂的研究进展关于微生物絮凝剂的最早报道是louis paste [4]的酵母菌（levure casseeuse）。
1935年，butterfield从活性污泥中分离出一株细菌，该菌的培养液具有一定的絮凝能力。
1971年knetting[5]从煤油中分离出一株棒状杆菌。
1975年nakamura[6]对214株微生物进行了分离筛选，最终得到19株产絮凝剂的微生物，包括细菌5株、放线菌5株、霉菌8株、酵母菌1株，其中以酱油曲霉（aspergillus sojae）产生的絮凝剂aj7002效果最佳。
污泥脱水絮凝剂的研究进展及应用探索
污泥脱水絮凝剂的研究进展及应用探索污泥脱水絮凝剂的研究进展及应用探索污水处理领域中，污泥处理一直是一个具有挑战性的问题。
随着城市化进程的加速，水处理厂产生的污泥量大幅增加，给环境和资源带来了巨大压力。
污泥脱水技术的研究与应用，对于有效处理和利用污泥具有重要意义。
本文将探讨污泥脱水絮凝剂的研究进展及其应用前景。
污泥脱水过程中，絮凝剂的应用是关键环节。
絮凝剂能够将污泥中的微小颗粒聚集成较大的团块，从而提高污泥的固液分离效果。
当前，常用的絮凝剂主要包括无机絮凝剂和有机絮凝剂。
无机絮凝剂是目前较为常用的污泥脱水預处理剂。
其中，氯化铝、聚合氯化铝和硫酸铝是常见的无机絮凝剂。
研究表明，无机絮凝剂能够有效地提高污泥的脱水效率，但同时也会增加处理过程中产生的污泥量和化学物质的投加量，进一步增加了处理和处置的成本。
为了克服无机絮凝剂存在的问题，有机絮凝剂成为了研究的热点。
有机絮凝剂通常由含有大量官能基团的高分子化合物制备而成，如聚丙烯酰胺（PAM）和聚乙烯醇（PVA）。
有机絮凝剂能够与污泥中的颗粒发生化学反应，形成块状物质，从而提高污泥的固液分离效果。
研究发现，相比于无机絮凝剂，有机絮凝剂在改善脱水性能的同时，对环境的影响较小，更加符合可持续发展的要求。
近年来，生物絮凝剂的研究也取得了突破性进展。
生物絮凝剂是利用微生物聚集和胞外聚合物（EPS）的生物合成特性，通过改变微生物的生理状态和培养条件，制备出遵从性和效果较好的絮凝剂。
这些细菌性絮凝剂不仅能够有效地处理污泥，还可降低污泥的产生和处理成本。
此外，新型絮凝剂的研究也值得关注。
例如，纳米絮凝剂，以其高比表面积和活性基团，能够提高污泥的脱水性能。
研究人员已经制备出了具有吸附与电中性作用的两性纳米絮凝剂，并取得了良好的脱水效果。
此外，同时使用两种或多种絮凝剂，也是一种有前景的方法。
总的来说，污泥脱水絮凝剂的研究进展已经取得了一定的成果。
目前，有机絮凝剂和生物絮凝剂正在逐渐替代传统的无机絮凝剂。
微生物絮凝剂在废水处理中的应用研究
微生物絮凝剂在废水处理中的应用研究摘要：随着我国科学技术的进步，污水处理问题显得越来越重要，怎么能够更好的处理污水问题，是一个非常值得研究的课题。
现在的污水水质中出现了越来越多的难以降解的物质，如果单纯地用传统的污水处理剂去降解物质恐怕不能达到更好的效果。
所以应该寻找一种更可靠更高效的污水处理剂。
这就是微生物絮凝剂，这是一种新型的处理剂，利用生物技术从微生物体内提取、纯化获得的一种新型的水处理剂。
这种处理剂有许多的优点比如说是无毒、高效、无第二次污染并且可以通过生物降解，这样就使得微生物絮凝剂成为化学絮凝剂的一种更新换代的产品。
关键字：污水处理；微生物絮凝剂；应用研究；培养条件前言：水是人类的生命之源，地球上所有的动植物都依赖于水而生存，没有水就没有地球上的各种生命，是水让我们的生活更加的美好。
如果对于水的态度还是无休止的浪费下去的话，那么再过几年我们的国家可能会出现缺水的情况，所以对污水的排放也是节约用水的一个好办法。
人们越来越关心污水的处理问题，关于污水处理的新工艺和新方法层出不穷，传统的有机高分子处理剂虽然发挥了它的作用,但是一些化学物质却损害了植物的生长，所以微生物絮凝剂就发挥了它的作用。
1关于污水处理问题水污染主要包括工业废水和生活污水两种，我国每年排放的工业用水和生活污水有很多，而且有相当一部分的污水没有经过处理就直接排放到江河湖海之中，这对江河湖海来说污染是十分严重的。
随着我国经济的不断发展，人口也逐渐增多，人们对水的需求量越来越多，从而导致污水的排放量也越来越多，这样长久下去我们的子孙所面临的缺水的问题会越来越严重，所以说从现在开始我们每一个人都要保护环境爱护水资源，合理有效的处理好污水排放的问题，这对我们整个国家来说有着非常重要的意义，对于我们的子孙后代来说也有着十分重要的意义。
传统的微生物处理剂虽然对于污水的处理有着一定的作用，在某一个阶段也起着非常重要的作用，但是随着传统的微生物的使用一些问题也逐渐出现了，在使用的过程中虽然效果不错却给人类和植物带来了危害。
微生物絮凝剂与Fenton试剂联合调理对印染污泥脱水性能的影响
环境工程学报
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微生物絮凝剂与 S)'4+'试剂联合调理 对印染污泥脱水性能的影响
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微生物絮凝剂在污泥处理中的应用研究
和酵母菌等在特定培养条件下 ，其生长代谢至一定
次污染的生物絮凝剂成为必然 ，且生物絮凝剂可 以 阶段产生的具有絮凝活性的代谢产物。其主要活性 采取生物工程 的手段实现产业化 ，显示 了生物絮凝 成 分是 具有 两性 多聚 电解 质特性 的蛋 白质 、各 种 多 剂 的广 阔 的应用前 景 。 本研 究 采用菜 园泥 土 、 广州 聚糖类 、或者是蛋白质和糖类参与形成的高分子化 猎 德污 水处 理厂 的 曝气污 水 、回流 污泥和 浓缩 污泥 合 物 ，核 酸类 生物 高分子 化合 物 ，其分 子量 一般 在 ０ 以上 。 的絮凝 剂还含 有无 机 金属 离子 ， Ｃ ２ 有 如 ａ＋ 、 富集的菌种 。 通过菌种的分离与纯化 ， 筛选出絮凝效 １５
２ 实 验
２ １ 菌种 的分 离与纯 化 ．
絮凝代谢产物 ， 主要有糖蛋 白、 、 白质 、 多糖 蛋 纤维素 源自２１１ 菌种 的采 集 ．．
本实验所选菌种来 自菜园泥土、广州市猎德污 和 Ｄ Ａ等 ， Ｎ 具有使其他物质凝 聚沉淀的性能 。一般 回流 污泥 和浓缩 污 泥 。 利用 生 物技术 ， 过细 菌 、 通 真菌等 微生 物发 酵 、 提 、 水 处 理厂 的曝 气池 污水 、 抽
可达到最高絮凝活性 。 分别以高岭土悬浊液 、 暨南大学明湖泥水 、 黄土水为处理对 象 ， 验证 ４株菌和它们 的混合菌对不同污水 的
处 理程度 。
关键词
微生物絮凝 剂 生长条件
污泥浓缩
絮凝技 术被 广泛 应用 于水处 理 中 ，而 絮凝效 果 主要 取 决 于絮 凝 剂种 类 。在 絮 凝技 术 发 展史 上 ， 无 机盐 类 絮凝 剂 （ 硫 酸铝 、 化 铁 等 ） 如 氯 处理 效 果不 理
微生物絮凝剂在污泥脱水中的应用
暨南大学硕士学位论文
微生物絮凝剂在污泥脱水中的应用
dewatering ability, in order to improve such ability, the high frequency one were needed and the time for ultrasonication shall not exceed 60 seconds. The sludge moisture content could be even lower provided that the sludge was conditioned by microbial flocculant after the ultrasonication. If the sugarcane bagasse as the skeleton builder was compounded with the microbial flocculant to condition the sludge, with the optimum combination of 58.4mg/L microbial flocculant, 5g sugarcane bagasse, 0.96 g/L calcium chloride, the sludge moisture content could be reduced to71.76~71.42%. Microbial flocculant and Fenton reagent both could reduce the moisture content of dyeing sludge in a certain extent which is about 4~5%. The best degradation conditions compounded by microbial flocculant and Fenton reagent were 52.4 mg/L of microbial flocculant dosage, 88.2 mg/L of H2O2 dosage, 8 specific value of H2O2/Fe2+, 3.5 of PH. In such case, the sludge moisture content can be decreased from 87.32% to 79.72%. After co-conditioning, Pb and Cu can be transferred to residual form; Ni and Zn were activated and achieved better bio-availability; at the same time, the corresponding forms of Cd did not show significant difference pre- and postconditioning.
微生物絮凝剂用于河道疏浚底泥快速脱水的研究
样品上清液在５５０ｎｍ 处的吸光度。
１．５ 絮 凝 剂 成 分 检 测 方 法
１．５．１ 糖 的 定 性 鉴 定
Ｍｏｌｉｓｈ 反 应 ：糖 在 浓 硫 酸 作 用 下 形 成 的 糠 醛 及 其
衍 生 物 与 α－萘 酚 作 用 ，形 成 红 紫 色 复 合 物 。 在 糖 溶 液
与浓硫酸两液面间出现紫环，因此又称紫环反应。
由 表 １ 可 知，试 验 中 所 选 用 的 碳 源 都 可 作 为
Ｆ２２菌株产絮凝剂的适宜碳 源，得 到 的 培 养 液 粘 稠，
对高岭土悬浊液 具 有 较 高 的 絮 凝 活 性，即 Ｆ２２ 菌 株
１００ｍＬ 筛选培养基的２５０ｍＬ 三角瓶中，３０ ℃、１６０
ｒ／ｍｉｎ恒 温 振 荡 培 养 ７２ｈ，所 得 培 养 液 进 行 絮 凝 活 性
的初步测定：在１００ｍＬ 质量浓度为 ５ｇ／Ｌ的 高岭土
悬浊液中，以几 滴 菌 株 发 酵 液 能 否 使 高 岭 土 悬 浊 液
絮凝沉淀及絮凝程度的大小来进行初筛。
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ ｍｉｃｒｏｂｉａｌ ｆｌｏｃｃｕｌａｎｔｓ ｉｎ ｄｒｅｄｇｉｎｇ ｓｅｄｉｍｅｎｔ ｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ ＹＵ Ｒｏｎｇｌｉ１，ＳＵＮ Ｔｉｅｈｅｎｇ１，２，ＳＵＮ Ｌｉｎａ２，ＨＵ Ｘｉ－ ａｏｍｉｎ１ ．（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｌｉａｏｎｉｎｇ１１０８１９；２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｅｃｏ－ｒｅｍｅｄｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｃｏｎｔａｍｉｎａｔｅｄ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ Ｒｅｕｓｅ，Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｓｈｅｎｙ－ ａｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈｅｎｙａｎｇ Ｌｉａｏｎｉｎｇ １１００４４）
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第28卷 第3期2009年 5月环 境 化 学ENV I RONMENT AL CHE M I ST RY Vol .28,No .3M ay 2009 2008年6月13日收稿. 3广东省科技计划项目(2005B33301004)133通讯联系人.微生物絮凝剂的污泥脱水性能研究3叶何兰1 叶锦韶1,233 钟子嘉1 尹 华1 彭 辉1 张 娜1(1 暨南大学环境工程系,广州,510632;2 中国科学院广州地球化学研究所,有机地球化学国家重点实验室,广州,510640)摘 要 采用酱油曲霉发酵制备的微生物絮凝剂对广州市猎德污水处理厂浓缩污泥的脱水性能进行研究1实验结果表明,酱油曲霉分泌的微生物絮凝剂对浓缩污泥有较好的脱水效果,调理后的污泥比阻可降至819×1011m ・kg -1,显著地改善了污泥的脱水性能1与对照样相比,脱水率提高了7%,含水率降低了6%1当絮凝剂的投加量为污泥体积的5%、干重质量浓度为518mg ・l -1时,污泥的脱水效果最佳,污泥脱水率从7516%提高到8216%,污泥含水率从8214%降到7614%1微生物絮凝剂和聚丙烯酰胺(P AM )复合使用有助于改善污泥的脱水性能,当10mL 116mg ・l -1微生物絮凝剂和6mL 1g ・l -1P AM 复合使用时,污泥的脱水率为8219%,脱水后污泥的含水率为7611%1关键词 酱油曲霉,微生物絮凝剂,污泥1 城市污水厂的浓缩污泥含水率高,脱水性能差,不利于储藏、运输和消纳1因此,污泥的脱水技术和脱水效果直接决定了污泥的处置容积和污泥资源化的价值1脱水前,通过投加絮凝剂进行调理是改善污泥脱水性能最常用的方法1聚丙烯酰胺(P AM )和聚合氯化铝(P AC )等常用的无机和有机高分子絮凝剂,具有生物毒性、难以被生物降解,微生物絮凝剂(MBF )是利用生物技术从微生物体或其分泌物中提取、纯化而获得的一类安全、高效,且能自然降解、无二次污染的新型水处理剂和污泥调理剂,在污泥无害化脱水中,具有广阔的应有前景[1—8]1 本文采用酱油曲霉(A spergillus sojae )发酵制备的MBF,对广州市猎德污水处理厂浓缩污泥的脱水性能进行研究,将有助于拓展MBF 的研究和应用,增强污泥的资源化利用价值11 实验方法 将酱油曲霉(A sperg illus sojae )菌体接种于250m l 培养液中,置于32℃恒温摇床培养箱内,以150r ・m in -1振荡培养3d 1培养物于3000r ・m in -1离心机中离心5m in,然后进行污泥絮凝脱水实验1 取离心后的发酵液以真空干燥法浓缩至原体积的20%左右,放置在4℃冰箱中预冷1然后用2倍体积预冷至4℃的无水乙醇沉淀提取,在冰箱中放置16h 后离心,弃去上清液,用75%的乙醇洗涤沉淀,将沉淀真空冷冻干燥,得到生物絮凝剂,确定絮凝剂的质量浓度(质量浓度=生物絮凝剂质量/发酵液体积). 取200m l 浓缩污泥置于烧杯中,投加定量微生物絮凝剂,以150r ・m in -1快速搅拌3m in,再以50r ・m in -1慢速搅拌6m in 1将絮凝调理后的污泥倒入装有滤布的离心管中,以3000r ・m in -1离心7m in 1然后取滤布上的污泥称重,计算污泥脱水率,脱水率=(脱水前污泥质量-脱水后污泥质量)/脱水前污泥质量1 将离心后的污泥于103—105℃烘箱中烘干至恒重,测含水率,含水率=(烘干前污泥质量-烘干后污泥质量)/烘干前污泥质量.2 微生物絮凝剂投加量对污泥脱水效果的影响 于2007年7月至10月,采集广州市猎德污水处理厂的浓缩污泥池的污泥1污泥的含水率、比阻和沉降比分别为9713%±017%(017%),517×1013m ・kg -1±117×1013m ・kg-1(2918%)和41%±311%(716%).由于污泥比阻高达(517±117)×1013m ・kg -1,所以猎德污水处理厂的浓缩污泥 3期叶何兰等:微生物絮凝剂的污泥脱水性能研究415脱水难度较大.经本研究开发的微生物絮凝剂调理后,污泥比阻可降至819×1011m・kg-1,显著地改善污泥的脱水性能. 分别投加2m l,4m l,6m l,7m l,8m l,10m l,13m l,16m l和20m l絮凝剂于200m l浓缩污泥中,另取不投加絮凝剂的等量污泥进行同步对照实验,实验结果如图1所示1絮凝剂的投加可以改善污泥的脱水性能,而且脱水效果总的变化趋势较平稳,当絮凝剂的投加量为10m l,即絮凝剂与污泥的体积比为5%时,污泥脱水效果最佳,以下实验均采用该投加量进行污泥调理1 根据微生物絮凝剂提取实验,发酵液中微生物絮凝剂的质量浓度为116mg・l-11当体积比为5%时,处理1L污泥所需的微生物絮凝剂为518mg1另取提纯后的微生物絮凝剂进行污泥脱水实验,其对污泥的脱水效果是发酵液中絮凝剂脱水效果的8215%,证实提纯后絮凝剂的性能较稳定1 与对照实验相比,此时污泥脱水率从7516%提高到8216%;污泥含水率从8214%降低到7614%1实验结果还表明,并不是微生物絮凝剂的投加量愈大,污泥的脱水效果就愈好1当投加量超过一定值时,脱水效果会有一定程度的降低1其原因可能是微生物絮凝剂与污泥的作用位点有限,随着其投加量的增加,作用位点达到饱和状态;此外,微生物絮凝剂虽然可以通过架桥、网捕和电荷中和等作用使污泥浓缩,便于后续的机械脱水,但是,随着浓度的增加,会使微生物絮凝剂在污泥颗粒间形成较稳定的屏障,阻碍了污泥的进一步压缩13 酱油曲霉培养时间对污泥脱水效果的影响 分别对培养时间为48h,60h,72h,84h,96h和120h的酱油曲霉发酵液进行污泥脱水实验,以不加絮凝剂的等量污泥进行同步对照实验,结果如图2所示1 由图2可知,培养72h后酱油曲霉发酵液对污泥的脱水效果最佳1和其它微生物一样,酱油曲霉的生长经历延滞期、对数期、稳定期和衰亡期1絮凝活性物质作为次级代谢产物,由酱油曲霉在对数期开始分泌,在稳定期达到最大量1不添加絮凝剂进行调理的污泥的含水率和脱水率分别为8210%和7814%,故培养72h后收获的酱油曲霉发酵液能有效地降低含水率413%,提高脱水率616%1图1 MBF投加量对脱水效果的影响F i g11 Effect of dosage ofMBF onsludge dewatering 图2 酱油曲霉培养时间对脱水效果的影响F i g12 Effect of gr owth phases of A spergillussoj ae on sludge de watering4 污泥温度对污泥脱水效果的影响 分别控制温度在15℃,20℃,24℃,28℃,32℃和35℃进行絮凝脱水实验1实验结果如图3所示1当污泥温度为20℃和32℃时,微生物絮凝剂能发挥较好的作用1但是,当温度偏低或偏高时,经微生物絮凝剂调理后的污泥的脱水性能会受到影响1这主要是由于温度偏低时,不利于微生物絮凝剂分子链的舒展;而当温度较高时,污泥中的微生物释放的胞外脂多糖等聚合物增加,从而需要消耗更多的絮凝剂15 污泥pH值对污泥脱水效果的影响 由于猎德污水处理厂7月至10月污泥的pH值为612—614,波动幅度不大,参考该监测结果,把污泥的pH值分别调节为510,515,610,615和710,考察微生物絮凝剂对合理变化范围内pH值416 环 境 化 学28卷变化的适应能力,结果如图4所示1总的看来,经微生物絮凝剂调理并脱水后的污泥的含水率均低于80%,为7719%—8010%1这说明该絮凝剂对污泥pH值的波动具有较强的适应能力,其中当pH值为615时,脱水效果最佳,同时该pH值也是酱油曲霉培养的pH值环境1因此,在实际应用中,可以不必调节污泥pH值和发酵液pH值,发酵后制备的液态微生物絮凝剂可直接应用于污泥脱水中1图3 污泥温度对脱水效果的影响F i g13 Effect of sludge te mperature on sludge de watering图4 pH值对污泥脱水效果的影响F i g14 Effect of sludge pH on sludge de watering6 M BF和PA M复合使用对污泥脱水效果的影响 分别取0m l,2m l,4m l,6m l,8m l和10m l的1g・l-1P AM溶液与10mL116mg・l-1MBF调理200m l浓缩污泥,探讨其复合使用的效果,结果如图5所示1从总的变化趋势判断,P AM单独投加及其与MBF复合使用,对污泥的脱水效果的影响大致相同1两者复合使用的性能较为稳定1在本实验的操作条件下,MBF单独使用的效果稍优于P AM,10m l MBF和10m l P AM单独投加时对污泥的脱水率分别为8210%和8016%1当10m l MBF和6m l P AM复合使用时,污泥脱水的效果最佳,脱水率为8219%,脱水后污泥的含水率为7611%1 两者复合使用虽然增加了絮凝剂的使用量,但是实验结果没有出现使用量偏大导致污泥脱水效果变差的现象,污泥的脱水性能反而得到了优化1这是由于MBF的分子链较短,但是活性基团种类较多,而P AM的分子链较长,但是活性基团种类单一,两种絮凝剂的复合使用可以实现优势互补.图5 MBF和P AM复合使用对污泥脱水效果的影响─■─含水率(MBF=10m l) ─□─含水率(MBF=0m l) ─▲─脱水率(MBF=10m l) ─△─脱水率(MBF=0m l)F i g15 Effect of combined use of MBF and P AM on sludge de watering 综上所述,酱油曲霉分泌的微生物絮凝剂对浓缩污泥有较好的脱水效果,当絮凝剂的投加量为污泥体积的5%,干重质量浓度为518mg・l-1时,污泥脱水率从7516%提高到8216%,污泥含水率从8214%降低到7614%1另外,MBF和P AM复合使用有助于改善污泥的脱水性能,当10mL116 mg・l-1MBF和6mL1g・l-1P AM复合使用时,污泥的脱水率为8219%,脱水后污泥的含水率为7611%. 3期叶何兰等:微生物絮凝剂的污泥脱水性能研究417参 考 文 献[1] Hans Saveyn,Daan Curvers,O livier Thas et al.,Op ti m izati on of Sewage Sludge Conditi oning and Pressure Dewatering by StatisticalModelling[J]1W ater R esearch,2008,42(4—5)∶1061—1074[2] Xia Siqing,Zhang Zhiqiang,W ang Xuejiang et al.,Pr oducti on and Characterizati on of a B i ofl occulant by Proteus m irabilis TJ21[J]1B ioresource Technology,2008,99(14)∶6520—6527[3] Isabel Beauchesne,R idha Ben Cheikh,Guy Mercier et al.,Che m ical Treat m ent of Sludge:I n2Dep 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me,it could i m p r ove the de watering characteristics of the sludge op ti m ally1The percentages of de watering were increased fr om7516%t o8216%,and the moisture contents were decreased fr om8214%t o7614%1Es pecially,the treat m ent could be more effective when10m l of m icr obial fl occulant combined with6m l of polyacryla m ide was added int o the sludge1The rati os of de watering and moisture content were8219%and7611%when their con2 centrati ons were116mg・l-1and1g・l-1res pectively1 Keywords:A sperg illus sojae,m icr obial fl occulant,sludge.。