CN104211149A - 一种用于纺织污水处理过程中的复合絮凝剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于纺织污水处理过程中的复合絮凝剂，所述复合絮凝剂按重量份计的原料组成为：复合型产絮菌F2和F6的菌体10-20份、氢氧化铝凝胶15-20份、壳聚糖3-10份，其中，复合型产絮菌F2和F6的菌体中F2与F6的重量比为1-3:1。本发明絮凝活性高，安全无毒、无二次污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于纺织污水处理过程中的复合絮凝剂，属于纺织技术领域。
背景技术
纺织污水来自纺织工厂的洗涤工艺，含有较高的BOD，COD，总溶解固体，以及难以生物降解的有机物，如：部分柔软剂、表面活性剂等。纺织污水具有水量大、成分复杂、对环境污染严重等特点。絮凝技术是处理污水、废水的重要手段。
絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂；有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。絮凝剂的品种繁多，从低分子到高分子，从单一型到复合型，总的趋势是向廉价实用、无毒高效的方向发展。有机无机复合絮凝剂以品种多样和性能多元化占主导地位，作用机理主要与协同作用相关。无机高分子成分吸附杂质和悬浮微粒,使形成颗粒并逐渐增大;而有机高分子成分通过自身的桥联作用,利用吸附在有机高分子上的活性基团产生网捕作用,网捕其它杂质颗粒一同下沉。同时,无机盐的存在使污染物表面电荷中和,促进有机高分子的絮凝作用,大大提高絮凝效果。我国无机高分子絮凝剂的生产和应用已取得长足进展,最具有代表性的聚合氯化铝和聚合硫酸铁的研究,已居世界前列。复合絮凝剂通过组分和比例的合适选择表现出絮凝效率高、投加量少，温度和pH适用范围宽等优异性能。
发明专利申请号为201310418017.4，发明名称为用于印染、纺织废水处理的多元复合絮凝剂及制备方法公开了一种多元复合絮凝剂，包括聚合氯化铝钙、钛聚硅酸铝镁盐、铝酸钙粉、氢氧化铝凝胶、魔芋葡甘聚糖磷酸酯、脱乙酰化度≥95%的壳聚糖、硅酸钠和添加剂，该发明絮凝速度快、COD去除率高、应用范围广的多元复合絮凝剂。发明专利申请号为201410102962.8，发明名称为一种高效废水处理絮凝剂公开了絮凝剂为嵌段共聚物絮凝剂。嵌段共聚物指向高压釜中加入引发剂和一种单体，密封冷冻，抽真空、通氮气循环数次后，加入另一种单体，聚合反应后得到共聚物溶液，釜体内溶液浓缩后在聚合物的不良溶剂中沉淀，真空干燥直至恒重，得到嵌段共聚物。该发明可将各个单体的絮凝作用发挥到最大，污水中悬浮物的除率达到90%以上。
无机絮凝剂价格便宜，但对人类健康和生态环境会产生不利影响；有机高分子絮凝剂虽然用量少，浮渣产量少，絮凝能力强，絮体容易分离，除油及除悬浮物效果好，但这类高聚物的残余单体具有“三致”效应(致崎、致癌、致突变)，因而使其应用范围受到限制。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种用于纺织污水处理过程中的复合絮凝剂，本发明复合絮凝剂通过组分和比例的合适选择表现出絮凝效率高、活性强，不存在二次污染，使用方便。
微生物絮凝剂主要是微生物菌体或菌体外分泌的生物高分子物质，其成分是多聚糖、多肽和蛋白质等，具有可生化性，易被微生物降解，属于天然有机高分子絮凝剂。1986年Ryuichiro kurane等采用自然界分离出的红球菌属卫生Rhodococcus erythropolis的S-1菌株，用特定培养基及培养条件，制成絮凝剂NOC-1其在畜产废水处理膨胀污泥处理、砖场生产废水处理以及废水的脱色处理等方面都取得了很好的处理效果。1991年K.Toeda等从土壤中分离出一革兰氏阴性菌产碱杆菌Alcaligcnecupidus Al.201,该菌在含有蔗糖的培养基中生长并分泌絮凝物质。2006年马放等利用生物制氢废液筛选出产絮菌，对高岭土悬浊液的絮凝率达到65%以上。董双石等利用生物制氢废液为培养基，探求复合型高效产絮菌F2，F6的最佳发酵条件，其对生活污水、墨汁废水、高浓度中药废水有较好的净化效果。
一种用于纺织污水处理过程中的复合絮凝剂，原料包括复合型产絮菌F2和F6的菌体、氢氧化铝凝胶、壳聚糖，其中壳聚糖脱乙酰化度≥95%。
各原料按重量份计如下：
复合型产絮菌F2和F6的菌体10-20份、氢氧化铝凝胶15-20份、壳聚糖3-10份，其中，复合型产絮菌F2和F6的菌体中F2与F6的重量比为1-3:1。
优选的，上述原料按重量份计如下：
复合型产絮菌F2和F6的菌体12-17份、氢氧化铝凝胶16-18份、壳聚糖5-8份，其中，复合型产絮菌F2和F6的菌体中F2与F6的重量比为2:1。
更优选的，上述原料按重量份计如下：
复合型产絮菌F2和F6的菌体15份、氢氧化铝凝胶17份、壳聚糖7份，其中，复合型产絮菌F2和F6的菌体中F2与F6的重量比为2:1。
上述复合絮凝剂中，复合型产絮菌F2和F6的培养条件，温度为28-30℃，摇床转速为130-150r/min，培养时间为20-28h。优选的，培养温度为29-30℃，摇床转速为135-145r/min，培养时间为23-25h。更优选的，培养温度为30℃，摇床转速为140r/min，培养时间为24h。
进一步的，培养上述复合型产絮菌F2和F6菌株所使用的碳源为葡萄糖。
影响微生物絮凝剂絮凝能力的因素：
（1）絮凝剂的分子结构、相对分子量大小
一般线性结构的大分子絮凝剂比带支链或交联结构的絮凝剂效果好，分子支链越多或交联越多，絮凝效果就越差。分子量越大，吸附位点越多，携带的电荷越越多，中和能力就越强，絮凝性能也越好。
（2）絮凝剂的投加剂量
每种絮凝剂都有一个最佳投加剂量，剂量过大或过小都会影响絮凝效果。据研究，絮凝剂的最佳投加剂量大约是固体颗粒表面吸附大分子化合物达到饱和时的一半吸附量。因为此时大分子在固体颗粒上“架桥”几率最大。
（3）外界环境因素的影响
絮凝环境的pH，酸碱度影响微生物絮凝剂及被絮凝物质表面的性质、数量及中和电荷的能力。
温度，温度对某些微生物絮凝剂的活性有较大的影响，主要是因为高温可使蛋白质絮凝剂变性，丧失絮凝能力，而由多糖构成的絮凝剂不受温度的影响。
金属离子的种类和性质，一定浓度的金属离子可使微生物絮凝剂与悬浮颗粒以离子键结合，促进絮凝作用。
复合型微生物絮凝剂产生的絮凝效果要比单独使用其中一种絮凝剂效果显著，通过复合型微生物絮凝剂与壳聚糖的协同作用，完全可以满足纺织污水的要求，可以消除或降低由于其他絮凝剂的使用对人类的危害。
具体实施方式
下面结合具体实施例来进一步描述本发明，本发明的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但实施例仅是范例性的，并不对本发明的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本发明的精神和范围下可以对本发明技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本发明的保护范围内。
实施例1一种用于纺织污水处理过程中的复合絮凝剂，原料包括复合型产絮菌F2和F6的菌体11份、氢氧化铝凝胶15份、壳聚糖4份，其中壳聚糖脱乙酰化度≥95%，复合型产絮菌F2和F6的菌体中F2与F6的重量比为1.5:1。
复合型产絮菌F2和F6的培养条件，温度为30℃，摇床转速为135r/min，培养时间为22h，培养过程中的碳源为葡萄糖。
实施例2一种用于纺织污水处理过程中的复合絮凝剂，原料包括复合型产絮菌F2和F6的菌体15份、氢氧化铝凝胶17份、壳聚糖7份，其中壳聚糖脱乙酰化度≥95%，复合型产絮菌F2和F6的菌体中F2与F6的重量比为2:1。
复合型产絮菌F2和F6的培养条件，温度为30℃，摇床转速为140r/min，培养时间为24h，培养过程中所使用的碳源为葡萄糖。
实施例3一种用于纺织污水处理过程中的复合絮凝剂，原料包括复合型产絮菌F2和F6的菌体18份、氢氧化铝凝胶19份、壳聚糖8份，其中壳聚糖脱乙酰化度≥95%，复合型产絮菌F2和F6的菌体中F2与F6的重量比为2:1。
复合型产絮菌F2和F6的培养条件，培养温度为30℃，摇床转速为140r/min，培养时间为24h，培养上过程中碳源为葡萄糖。
试验例1 絮凝剂对纺织污水处理效果实验
1、分别取150mL纺织污水（pH为7.8，浊度为290NTU，COD为415.4mg/L，色度为357倍，电导率为8.9×102μS·cm-1）置于250mL锥形瓶中，于25℃下向其中投入一定量的絮凝剂，絮凝剂包括实施例1、实施例2、实施例3制备的复合絮凝剂，对照样品为壳聚糖，将絮凝剂震荡或摇晃20min后沉降絮凝30min后采取样本。
2、浊度采用GB13200-91分光光度计测定；色度采用铂钴标准比色法测定，由YS-2000液体色度计测定；COD采用重铬酸钾法测定；
其计算公式如下：
除浊/色/COD率（%）=（1-A 1 /A 0 ）×100%
式中：A 0 为水样处理前的值；A 1 为水样处理后的值。
絮凝效果测试结果如表1所示：
表1
Claims (8)
1.一种用于纺织污水处理过程中的复合絮凝剂，原料包括复合型产絮菌F2和F6的菌体、氢氧化铝凝胶、壳聚糖。
2.根据权利要求1所述的复合絮凝剂，其特征在于，按重量份计的原料组成为：复合型产絮菌F2和F6的菌体10-20份、氢氧化铝凝胶15-20份、壳聚糖3-10份，其中，复合型产絮菌F2和F6的菌体中F2与F6的重量比为1-3:1。
3.根据权利要求2所述的复合絮凝剂，其特征在于，按重量份计的原料组成为：复合型产絮菌F2和F6的菌体12-17份、氢氧化铝凝胶16-18份、壳聚糖5-8份，其中，复合型产絮菌F2和F6的菌体中F2与F6的重量比为2:1。
4.根据权利要求3所述的复合絮凝剂，其特征在于，按重量份计的原料组成为：复合型产絮菌F2和F6的菌体15份、氢氧化铝凝胶17份、壳聚糖7份。
5.根据权利要求1-3任一项所述的复合絮凝剂，其特征在于，所述复合型产絮菌F2和F6的培养条件如下：
培养温度为28-30℃，摇床转速为130-150r/min，培养时间为20-28h。
6.根据权利要求5所述的复合絮凝剂，其特征在于，所述复合型产絮菌F2和F6的培养条件如下：
培养温度为29-30℃，摇床转速为135-145r/min，培养时间为23-25h。
7.根据权利要求6所述的复合絮凝剂，其特征在于，所述复合型产絮菌F2和F6的培养条件如下：
培养温度为30℃，摇床转速为140r/min，培养时间为24h。
8.根据权利要求5所述的复合絮凝剂，其特征在于，培养所述复合型产絮菌F2和F6菌株所使用的碳源为葡萄糖。
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