RLB黃岡一體化養(yǎng)殖污水處理設(shè)備
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以*沉淀誘導(dǎo)的自發(fā)性絮凝
2)Sirin等(2012)在研究三角褐指藻的自絮凝時發(fā)現(xiàn)，在pH=10.5時絮凝后溶液中的Mg2+下降了約16%，而Ca2+基本不變; 當(dāng)pH增至11時，溶液中基本已沒有Mg2+殘留，而Ca2+僅降低了14%(Sirin et al., 2012). 這說明在pH=10.5～11時生成的沉淀物主要為鎂沉淀物.
(3)Smith和Davis(2012)發(fā)現(xiàn)，Mg2+、Ca2+和CO32-離子中，只有Mg2+(9.6 mmol · L-1)存在時才能在高pH下(>10)實(shí)現(xiàn)高效絮凝;而Mg2+缺乏時(Ca2+、CO32-均為9.6 mmol · L-1)，即使Ca2+沉淀了75%也不能形成有效絮凝(Smith and Davis， 2012).
以上實(shí)驗結(jié)果似乎均已證明，高pH下只有Mg沉淀物才能有效誘導(dǎo)自絮凝. 然而，仔細(xì)考察這些研究中的特定離子濃度(表 6)就可發(fā)現(xiàn)，其Ca2+、PO43-離子中至少有一項或兩項的濃度均較低(與表 5對比)，因此，在pH=8～10的范圍內(nèi)不能形成大量磷酸鈣沉淀; 只能在更高pH下(>10.5)生成Mg(OH)2沉淀時才能誘導(dǎo)自絮凝. 綜合以上所有結(jié)果，可以得出如下結(jié)論: 磷酸鈣和*沉淀都可有效誘導(dǎo)出自發(fā)性絮凝. PO43--P、Ca2+濃度均較高時，磷酸鈣沉淀在相對較弱的堿性條件下(pH 8~10)就可生成并誘導(dǎo)出顯著的自絮凝;PO43--P/Ca2+濃度較低時，則需進(jìn)一步提升pH至10.5以上，產(chǎn)生*沉淀后才能誘導(dǎo)出自絮凝.
4.3 胞外聚合物(EPS)引起的自發(fā)性絮凝
20多年以前，籍EPS形成自發(fā)性絮凝的藻種便在微藻分離采收中得到重視.Borowitzka和Borowitzka分離出了藍(lán)藻門的一株膠鞘藻. 它能分泌出大量具有絮凝作用的EPS，其主要成分包括多聚糖、脂肪酸和蛋白質(zhì).此后，自絮凝藻種如鮑氏席微藻及絲狀藻等在污水處理中都得到了應(yīng)用. 但時至今日，對此類自絮凝的研究總體來說還十分有限.
在實(shí)際應(yīng)用上，一般思路為將自絮凝藻種投入非自絮凝藻種培養(yǎng)系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)絮凝分離. Salim等(2011)研究了淡水自絮凝藻種鐮形纖維藻斜生柵藻對小球藻絮凝作用及海洋自絮凝藻種四鞭片藻對富油新綠藻的絮凝作用.實(shí)驗結(jié)果顯示，四鞭片藻的絮凝效果，可達(dá)70%左右;斜生柵藻次之，絮凝效果可達(dá)30%左右;鐮形纖維藻絮凝效果差，約20%. Guo等考察了自絮凝斜生柵藻藻株S. obliquus AS-6-1對非絮凝淡水藻株S. obliquus FSP-3、C. vulgaris CNW-11和海洋微藻N. oceanica DUT01的絮凝作用. S. obliquus AS-6-1對淡水藻株均取得了80%以上的良好絮凝效果;而對海洋微藻的絮凝效果則相對較差，低于60%.以上實(shí)驗結(jié)果表明，自絮凝藻株的絮凝效果會因目標(biāo)藻種而異，這在實(shí)際應(yīng)用中存在著很大的局限性.
目前對于微藻EPS誘導(dǎo)自絮凝的機(jī)理的研究更為有限，一般只是籠統(tǒng)地認(rèn)為與生物絮凝劑的機(jī)理*(參見3.3節(jié)部分). 在相互作用力上，絕大部分研究只考慮了基于DCB原理的靜電作用力，只有近極少數(shù)研究考慮了Lewis酸-堿水合作用力. 如3.3節(jié)所述，單純地用DCB原理(圖 4)解釋藻細(xì)胞EPS的絮凝機(jī)理將存在很大的缺陷. 因為按此理論所有產(chǎn)生EPS的微藻種屬都應(yīng)該能通過DCB原理發(fā)生自絮凝，而實(shí)際上只有某些特定藻種產(chǎn)生的EPS才有絮凝作用. 一個可能的解釋為：非絮凝藻種產(chǎn)生的EPS數(shù)量較少，架橋能力有限;而自絮凝藻種能產(chǎn)生大量EPS，所以絮凝*. 另一個可能的解釋為，非絮凝藻種和自絮凝藻種所產(chǎn)生的EPS在組成和性質(zhì)上有所不同. 例如，Guo等(2013)發(fā)現(xiàn)，在EPS各組分中只有多聚糖為絮凝的活性成分.因此，如果不同藻種產(chǎn)生的EPS中多聚糖的含量不同，那其絮凝效果就可能有顯著差異. 但Guo等進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)：無論是投加Ca2+，還是用EDTA掩蔽Ca2+，對絮凝效果都沒有影響，這就從根本上與DCB理論相悖了.
Ozkan和Berberoglu則從藻細(xì)胞的親/疏水性表面特性出發(fā)，在靜電作用力的基礎(chǔ)上增加了對藻細(xì)胞間Lewis酸-堿水合作用力的考察. 他們的研究結(jié)果表明: Lewis酸-堿水合作用力在XDLVO的3種基，在微藻的自絮凝中具有關(guān)鍵作用. 當(dāng)微藻懸浮液中存在適量疏水性較強(qiáng)的微藻種屬(如，布朗葡萄藻)時，即使是電負(fù)性較大的親水-疏水混合藻液也能形成絮凝; 如果只考慮范德華力和靜電力，這一現(xiàn)象將無法得到解釋(GTOT(d)= GLW(d)+ GEL(d)> 0，理論上不發(fā)生絮凝); 而考慮Lewis酸-堿水合作用力后，理論預(yù)測與實(shí)際觀察得到了很好的吻合(GTOT(d)= GLW(d)+ GEL(d)+ GAB(d)< 0，理論預(yù)測為發(fā)生絮凝). 這些研究成果為理解EPS誘導(dǎo)自絮凝的機(jī)理和促進(jìn)自絮凝效果提供了非常有前景的思路. 因此，后續(xù)無論對生物絮凝還是EPS誘導(dǎo)的自絮凝，都應(yīng)在完整的XDLVO理論框架內(nèi)考察范德華力、靜電力和Lewis酸-堿水合作用力的綜合作用. 對活性污泥EPS的研究發(fā)現(xiàn): EPS中的蛋白質(zhì)是形成疏水性的主因，而碳水化合物是形成親水性的主因; EPS的數(shù)量和組成受生長階段、底物水平等因素影響，對微生物絮凝有關(guān)鍵影響.而對藻細(xì)胞EPS各組分的產(chǎn)生、變化規(guī)律及其對表面特性影響的系統(tǒng)研究幾乎還是空白. 這方面的研究無疑將為理解和調(diào)控微藻自絮凝提供非常有價值的信息.
