RLHB恩施州一體化養(yǎng)殖污水處理設(shè)備

RLHB恩施州一體化養(yǎng)殖污水處理設(shè)備

   有機(jī)高分子絮凝劑在微藻分離采收中的絮凝條件及效果

　　影響無(wú)機(jī)絮凝劑絮凝效率的因素主要有：絮凝劑的種類、pH、藻液濃度和投加量等. 絮凝劑種類對(duì)絮凝效果的影響在上文已有所論述. 一般而言絮凝劑所帶的電荷密度越高，絮凝效果越好;這正是鋁鹽、鐵鹽的絮凝效果要遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于鈣、鎂和銨離子的原因所在. 此外，絮凝劑的水溶性也對(duì)其絮凝效果有顯著影響，如：氯離子的水溶性好，所以金屬氯化物的絮凝效果要好于金屬.水溶性效應(yīng)還可以解釋摩爾質(zhì)量對(duì)絮凝效果的影響，如：盡管Fe3+和Al3+ 一樣帶正3價(jià)電荷，但鐵離子的摩爾質(zhì)量大于鋁離子;摩爾質(zhì)量越大，水溶性越差;所以鐵鹽的絮凝效率要低于鋁鹽. 鋁鹽的絮凝效果對(duì)pH高度敏感，pH為4~5，這是因?yàn)樵诖藀H條件下鋁的水解產(chǎn)物以帶正電的多核羥基配合物形式存在且穩(wěn)定;中性條件下，鋁的水解產(chǎn)物以Al(OH)3沉淀為主;pH>8.5時(shí)，水解產(chǎn)物將以帶負(fù)電的[Al(OH)4]-為主，無(wú)法形成有效絮凝. 一定范圍內(nèi)絮凝效果與絮凝劑的投加量成正比; 但過(guò)量投加會(huì)使膠粒吸附過(guò)多的反離子，重新帶電而再次穩(wěn)定; 因此絮凝劑使用存在一個(gè)投加量，這是絮凝分離中早已得到深入分析的典型現(xiàn)象. 但投加量隨藻液濃度的變化規(guī)律文獻(xiàn)中還存在不統(tǒng)一之處：一般而言所需絮凝劑的投加量隨藻液濃度的升高而線性增加，這符合電性中和的絮凝機(jī)理. 然而，Garzon-Sanabria等在使用氯化鋁絮凝微綠球藻時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)藻液濃度很高時(shí)，達(dá)到同樣絮凝效果的投加量卻數(shù)倍地低于稀藻液. Wyatt等在用氯化鐵絮凝小球藻時(shí)也得出了類似的結(jié)論. 其原因很可能是在高藻液濃度時(shí)形成了顯著的網(wǎng)捕和卷掃作用. 后，研究表明微藻代謝產(chǎn)生的有機(jī)物對(duì)絮凝過(guò)程有顯著的抑制作用，其存在將成倍地增加絮凝劑投加量，這將顯著增加絮凝成本并對(duì)藻細(xì)胞的后續(xù)加工利用造成負(fù)面影響.

　　3.2 有機(jī)高分子絮凝劑法 3.2.1 種類與作用機(jī)理

　　有機(jī)高分子絮凝劑在微藻分離采收中亦很早便得到了應(yīng)用. 目前商業(yè)化的有機(jī)高分絮凝劑主要為人工合成，以聚丙烯酰胺(Polyacrylamide)為代表. 近年來(lái)，天然高分子有機(jī)絮凝劑，如，殼聚糖(Chitosan)、陽(yáng)離子淀粉(Cationic Starch)和纖維素等得到了越來(lái)越多的關(guān)注. 有機(jī)高分子絮凝劑的作用機(jī)理主要為吸附架橋作用. 因藻細(xì)胞帶負(fù)電的表面特性，高效的高分子絮凝劑必須為陽(yáng)離子型的. 陰離子及非離子型的聚合高分子單獨(dú)使用時(shí)不能使微藻發(fā)生有效絮凝. 除架橋作用外，陽(yáng)離子型高分子絮凝劑還可能局部逆轉(zhuǎn)藻細(xì)胞表面的電負(fù)性，使其某些部位帶負(fù)電而另一部位帶正電;從而使不同的藻細(xì)胞能直接通過(guò)靜電引力結(jié)合在一起，形成所謂的靜電互補(bǔ)聚集. 以下介紹幾種代表性的有機(jī)高分子絮凝劑.

　　a. 聚丙烯酰胺

　　聚丙烯酰胺分子量在400~2000萬(wàn)之間，具有陽(yáng)性基團(tuán)(—CONH2). 該基團(tuán)既是親水基團(tuán)，又是吸附基團(tuán)，所以能對(duì)微藻產(chǎn)生吸附電中和及架橋作用. 除橋連作用外，聚丙烯酰胺還有包絡(luò)作用. 發(fā)生橋連和包絡(luò)的高分子能形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)卷掃網(wǎng)捕作用使微藻沉降分離.

　　b. 殼聚糖

　　殼聚糖是對(duì)甲殼素進(jìn)行脫乙酰基而得到的，是少數(shù)陽(yáng)離子型的天然高聚物. 其結(jié)構(gòu)單元是2-氨基-2脫氧葡萄糖，通過(guò)β-1-4糖苷鍵連接起來(lái)(圖 2). 在酸性條件下，殼聚糖分子鏈上所帶的大量氨基以帶正電荷的胺離子形式存在，能中和藻細(xì)胞的電負(fù)性，同時(shí)借助高分子鏈的吸附架橋作用使藻體絮凝沉降. 當(dāng)溶液呈現(xiàn)堿性時(shí)，殼聚糖表面所帶胺基非離子化或呈弱負(fù)電性，從而降低了其絮凝效率