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無毒無污染、生物降解性高，這么美好的絮凝劑存在嗎？
發(fā)布時(shí)間：2021-09-16 點(diǎn)擊次數(shù)：1393
在水處理過程中，絮凝沉降一直應(yīng)用比較廣泛的方式，因此，絮凝劑的選擇就顯得尤為重要。
絮凝劑，是用于將水中的溶質(zhì)、膠體或懸浮物顆粒形成絮狀物沉淀的物質(zhì)。
絮凝劑可以除去廢水中的懸浮物、膠體粒子，降低COD，還可去除水中的細(xì)菌、病毒，并兼有除磷、脫色、除臭，減輕水體富營養(yǎng)化的功能。
現(xiàn)在常用的絮凝劑種類包括：無機(jī)絮凝劑、有機(jī)合成高分子絮凝劑、天然生物高分子絮凝劑。其中微生物絮凝劑克服了無機(jī)絮凝劑和合成高分子絮凝劑的毒害和污染等缺點(diǎn)，不僅可以被生物降解，對(duì)環(huán)境無害，而且還具有較高的絮凝特性。
聽起來這么厲害，那為啥還是沒有大規(guī)模推廣使用呢？今天就和大家一起去了解一下微生物絮凝劑。
微生物絮凝劑的概念
微生物絮凝劑，具有天然生物高分子絮凝劑的屬性，微生物產(chǎn)生之后，便分泌到細(xì)胞之外，屬于絮凝活性的微生物代謝產(chǎn)物。
微生物絮凝劑能夠讓液體中原本懸浮的固體顆粒以及菌體細(xì)胞等產(chǎn)生凝聚和沉淀，因其不會(huì)對(duì)水質(zhì)等造成污染，所以被人們視為分解性與安全性高效、無毒，也不會(huì)導(dǎo)致二次污染的綠色水處理劑。
能產(chǎn)生絮凝劑的微生物有細(xì)菌、放線菌、真菌以及藻類等。它們大量存在于土壤、活性污泥中，從這些微生物中分離出的絮凝劑可以處理廢水和改進(jìn)活性污泥的沉淀性能。
下面列出幾種主要的產(chǎn)生絮凝劑的微生物：四協(xié)腹產(chǎn)堿桿菌、醬油曲霉、棕曲霉、寄生曲霉、嗜蟲短桿菌、棕腐真菌、棒狀桿菌、白地霉、赤紅曲霉、椿象蟲諾卡氏菌、石灰壤諾卡氏菌、紅色諾卡氏菌、銅綠假單胞菌、熒光假單胞菌、產(chǎn)堿假單胞菌、紅平紅球菌、施氏假單胞菌栗灑裂殖酵母、金黃色葡萄糖球菌及白腐真菌等。
不過，因?yàn)槲⑸镄跄齽┬枰^高的生產(chǎn)成本，且目前的發(fā)酵生產(chǎn)工藝還有很多待改善之處，加之絮凝劑的成分與絮凝效果欠缺一定的穩(wěn)定性，因而會(huì)導(dǎo)致微生物絮凝劑發(fā)展受限。
不同角度絮凝機(jī)理分析
微觀絮凝
首先，我們從微觀角度分析絮凝劑原理，當(dāng)處于微觀世界中時(shí)，我們可將在水中懸浮的微小顆粒進(jìn)行不斷放大。
當(dāng)污水經(jīng)過人工處理之后，就會(huì)轉(zhuǎn)變成直徑介于 10～30 微米之間的微型絮凝塊。這些帶電的負(fù)電粒子彼此排斥，所以幾乎一直處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，不會(huì)停下。
對(duì)其進(jìn)行處理的最佳方式即應(yīng)用離子型絮凝劑，使其能夠轉(zhuǎn)變成更大的絮凝塊，加快沉淀或脫水的速度。
宏觀絮凝
水質(zhì)中通常顆粒的直徑是大小不一的， 針對(duì)超過1微米的顆粒，絮凝時(shí)的主要措施為水的慢速混合，可以適當(dāng)應(yīng)用機(jī)械攪拌器。
攪拌產(chǎn)生的速度梯度會(huì)造成懸浮的顆粒在空中碰撞，由此被稱作是宏觀絮凝或是同向絮凝。
但是，從宏觀方向來分析絮凝混合過程時(shí)，絮體的顆粒還會(huì)受到剪切力作用，由此造成部分絮體聚集體的瓦解和破損。
經(jīng)過一段時(shí)間的混合之后，就會(huì)逐漸形成尺寸和分布都很均勻的絮體，絮體顆粒的形成與破碎幾乎處于平衡狀態(tài)。
因此，如果對(duì)水力條件進(jìn)行控制，就可以確保懸浮顆粒能夠形成較為穩(wěn)定的絮體。
差異沉降
沉淀的過程當(dāng)中，在非均相懸浮液（不同粒徑）中形成的不同沉降顆粒為了能夠促進(jìn)絮凝，提供了額外的機(jī)理。
針對(duì)粒徑范圍相對(duì)較大的懸浮顆粒而言，差異沉降也屬于較為關(guān)鍵的絮凝機(jī)理。差異沉降導(dǎo)致的絮凝對(duì)于直接過濾、溶氣氣浮與高速沉淀等都不會(huì)產(chǎn)生太大影響，這是因?yàn)槌恋砭嚯x與沉淀的時(shí)間都相對(duì)較短。
微生物絮凝劑的特點(diǎn)
一是微生物具有比表面大、轉(zhuǎn)化能力強(qiáng)、繁殖速度快、易變異、分布廣等特點(diǎn)。
二是高效。同等用量下，與現(xiàn)在常用的鐵鹽、鋁鹽、聚丙烯酰胺相比，微生物絮凝劑對(duì)活性污泥的絮凝速度最高，而且絮凝沉淀物容易過濾。
三是無毒。微生物絮凝劑為微生物菌體或菌體外分泌的生物高分子物質(zhì)，屬天然生物高分子絮凝劑，它安全無毒。
四是可消除二次污染。微生物絮凝劑是微生物的分泌物，絮凝后的殘?jiān)杀簧锝到?，不?huì)影響水處理效果，對(duì)環(huán)境無害，不會(huì)造成二次污染。
五是應(yīng)用范圍廣泛，脫色效果獨(dú)特。微生物絮凝劑能處理的對(duì)象有活性污泥、粉煤灰、木炭、墨水、泥水、河底沉積物、高嶺土、印染廢水等。而且，微生物絮凝劑對(duì)懸濁液絮凝速度快、用量少，對(duì)膠體、溶液均有較好的絮凝效果，對(duì)富含有機(jī)物的屠宰廢水和血水也有較好的去色效果。
降低微生物絮凝劑的制造成本
應(yīng)用復(fù)合菌群
相較于單一的菌群，復(fù)合菌群當(dāng)中含有多種微生物，類型較為豐富，呈多樣化態(tài)勢，同時(shí)也為微生物的良性共生提供了穩(wěn)定、和諧的生存環(huán)境，使得功能可以更加齊全和多樣。
發(fā)揮復(fù)合菌群的作用，制備微生物絮凝劑，可以讓處理的效果更為顯著，便利性有所增強(qiáng)。
利用復(fù)合菌群制備微生物絮凝劑，能夠從很大程度上讓制備的成本控制在最低，絮凝效果得到提升，二次污染的可能性會(huì)有所降低。
應(yīng)用廉價(jià)培養(yǎng)基
現(xiàn)行的培養(yǎng)基方式，需要付出較大的成本，這一點(diǎn)對(duì)于微生物絮凝劑制備始終有所影響。因此，尋求相對(duì)廉價(jià)的培養(yǎng)基就成為重中之重。
具體來說，制備微生物絮凝劑基碳源進(jìn)行選擇時(shí)，其不僅可以是蜜糖廢水、甘蔗渣，也可以是銑槽廢水或生物制氫廢液等。隨著碳源的渠道不斷增多，價(jià)格也相對(duì)較為低廉，同時(shí)也能夠?qū)U物進(jìn)行充分利用。
在對(duì)碳源進(jìn)行利用的過程中，不但可以讓微生物絮凝劑的制備成本得到有效控制，提升生物絮凝劑活性，而且也能夠防止環(huán)境被再次污染，起到一箭雙雕的作用。
污泥的應(yīng)用
進(jìn)行水處理的過程中，可能會(huì)產(chǎn)生大量的剩余污泥，其中涵蓋多種微生物形成的菌膠圖案與其他的無機(jī)物或有機(jī)物等。
菌膠團(tuán)的核心為微生物，圍繞在其外圍的是天然有機(jī)高分子物質(zhì)，物質(zhì)進(jìn)行聚合之后，就形成了聚合物EPS。EPS 所具備的功能與微生物絮凝劑有極大的相似之處，當(dāng)條件相同時(shí)，絮凝的效果也會(huì)有所增強(qiáng)。
由于水處理過程中，剩余污泥的產(chǎn)量相對(duì)較大，并且還要進(jìn)行無害化的處理，所以，可以充分發(fā)揮污泥的價(jià)值，將其作為原材料，制備微生物絮凝劑，繼而讓成本能夠控制在最低，讓剩余污泥的處理可以有更加廣闊的渠道。
微生物絮凝劑的使用
處理工業(yè)廢水
工業(yè)廢水是我們常見的生活垃圾，工業(yè)廢水需要進(jìn)行脫色處理、懸浮顆粒沉降和金屬離子去除等。
工業(yè)廢水中的除油處理方式主要運(yùn)用的是生物除油，通常而言，化學(xué)絮凝劑可以在一定程度上對(duì)微生物的降解進(jìn)行遏制。
微生物絮凝劑卻與此不同，其不僅有絮凝的作用，而且還兼具降解的性能，可以有效提高去油率。
活性污泥中加入微生物絮凝劑
很多工業(yè)廢水運(yùn)用活性污泥法處理的過程中，形成的活性污泥都處于極易膨脹的狀態(tài)，進(jìn)而導(dǎo)致效率變低。
如果活性污泥當(dāng)中加入一定比例的微生物絮凝劑，污泥的容積指數(shù)就會(huì)快速降低，進(jìn)而避免污泥的膨脹，快速恢復(fù)活性污泥的沉降能力。
供水處理
現(xiàn)階段，無論是國內(nèi)還是國外，大部分凈水廠所使用的絮凝劑中都富含鋁鹽與鐵鹽，且較為普遍，這些都屬于無機(jī)鹽類的絮凝劑。對(duì)此，可以采取靜止培養(yǎng)的方式，來制備微生物絮凝劑。
這種方式不僅只需要簡單設(shè)備即可，而且還與工業(yè)領(lǐng)域的大量生產(chǎn)相符。
微生物絮凝劑很難大規(guī)模推廣
雖然微生物絮凝劑技術(shù)一直都在研究之中，但是在應(yīng)用過程中暴露的問題還是很難得到有效的解決，比如：
微生物絮凝劑的主要優(yōu)點(diǎn)是其可再生性、生物降解性、無毒性，但其菌種對(duì)環(huán)境要求高，穩(wěn)定性差，以及單一作用處理效果不理想的特點(diǎn)限制它未來的發(fā)展，單一菌種微生物絮凝劑不能滿足未來發(fā)展需求，只有開發(fā)復(fù)合型絮凝劑才具有一定的優(yōu)勢。
在生物降解過程中，大多數(shù)可進(jìn)行生物降解的天然或生物高聚物中含有可水解基團(tuán)，部分陰離子微生物絮凝劑只能用作絮凝劑，在絮凝之前陽離子進(jìn)行電荷中和過程，可降低渾濁度，對(duì)這部分凝聚體形成特性研究甚少。
缺乏可替代微生物絮凝劑培養(yǎng)基的廉價(jià)基質(zhì)，無法降低微生物絮凝劑的成本，提高產(chǎn)品穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)絮凝劑產(chǎn)品商業(yè)化。
當(dāng)然，以上所講述的只能作為科普介紹，缺乏足夠有力的實(shí)踐支持。微生物絮凝劑雖然打著綠色環(huán)保的招牌，但確實(shí)適應(yīng)性還不夠，價(jià)格也偏貴，廠家不愿意使用也是理所當(dāng)然。至于未來微生物絮凝劑能不能取代化學(xué)絮凝劑成為市場的寵兒，還要等時(shí)間來見證。
