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第 7 期                           陈   颖，等:  污油泥絮凝机理及其研究进展                                 ·1083·


                                        2+
            强吸附架桥和卷扫作用，且 Zn 的加入可中和油泥                           颗粒凝聚沉降，但改性絮凝剂所带正电荷量有所减
            颗粒表面的负电荷；pH=7~9 时，PFZS 在 12 mg/L                   少，需要引入带正电性的絮凝剂，进行复配，使其
            的质量浓度下，浊度去除率可达 93.42%，而聚硫酸                         与带负电荷的油泥颗粒发生电中和作用，增强絮凝
            铁（PFS）在 16 mg/L 下，仅能达到 90.36%。以上                   性能。Liu   [33] 等在文献[32]基础上用竹浆纤维素替换
            研究表明，电中和作用单独使用絮凝效果并不理想，                            羧甲基 壳 聚糖改 性 聚丙烯 酰 胺絮凝剂
            通过改变无机高分子絮凝剂的结构，使其有吸附架                             （BPC-g-PAM）。BPC-g-PAM 形成的棒状结构能增
            桥和网捕作用，絮凝污油泥时效果更佳。                                 强其吸附油泥颗粒的性能，在酸性或中性条件下，

                                                               BPC-g-PAM 有很强的架桥性能，但在酸性条件下显
            3   有机絮凝剂
                                                                                                2+
                                                               示负电性，需要加入 CaCl 2 ，其中 Ca 提供正电荷，
                 此类絮凝剂主要有非离子型、阴离子型、阳离                          降低油泥颗粒表面的负电荷，增强 BPC-g-PAM 的吸
            子型、两性聚丙烯酰胺聚合物型等。阴离子型、两                             附性能。
            性聚丙烯酰胺聚合物型有机絮凝剂由于带有负电                                  以上研究表明，有机絮凝剂经过不断改性，使
            荷，不适用絮凝污油泥；非离子型有机絮凝剂不带                             其带大量的正电荷、更多的支链等，增强其电中和、
            正电荷，相对于阳离子型有机絮凝剂絮凝效果差，                             吸附架桥、卷扫网捕作用，在絮凝污油泥时，有更
            在絮凝污油泥时很少使用。常见的阳离子型有机絮                             佳的絮凝效果，且其由微生物絮凝剂改性，不仅可
            凝剂，如阳离子聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵                            以解决二次污染的问题，还可延长微生物絮凝剂储
            与丙烯酰胺的共聚物、乙烯基三甲氧基硅烷等。其                             存寿命。
            结构多为链状和环状，支链上有 COO—、—NH—、
            —SO 3 、—OH、—NO 2 等亲电子基。链状或环状结                      4    微生物絮凝剂
            构絮凝剂，使悬浮的油泥颗粒很容易进入絮体内，
                                                                   此类絮凝剂与传统的化学絮凝剂不同点是通过
            支链通过吸附架桥作用凝聚油泥颗粒，形成可沉淀
                                                               微生物体外分泌聚合物充当絮凝剂。分泌的聚合物
            的凝聚物，达到油水乳状液与油泥颗粒分离的效果；
                                                               主要为多糖、蛋白质、核酸等，这些聚合物拥有
            且目前市售处理污油泥的有机絮凝剂一般都带有正
                                                               许多支链、网状等结构，其支链、网状等结构通过
            电荷，在絮凝污油泥过程中，与带负电的油泥颗粒
                                                               吸附油泥颗粒，再通过架桥作用，使油泥颗粒凝聚
            发生电中和作用，使其凝聚沉降。有机絮凝剂的分                             变大，形成沉淀物，此过程为胞外聚合物架桥机
            子量大小以及官能团类别，决定了其絮凝性能                      [25] 。   理 [34-35] 。该机理在絮凝污油泥时比较常用，有时为
            郭义  [26] 等人根据以上机理，用阳离子聚丙烯酰胺絮                       了获取更好的絮凝效果，也会通过复配、改性微生
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            凝污油泥时，当相对分子质量为 1.210 ，投放量                         物絮凝剂，使其带正电荷，降低油泥颗粒表面负电
            200 mg/L，pH 为 5~6 时，COD 去除率达 60%，与                                           [36]      [37]   [38]
                                                               荷，增强絮凝性能。如 Chen             、Zhang    、Lee
            带负电荷的油泥颗粒发生电中和和桥联作用。郑育                             等研究的胞外聚合物（EPS），其通过吸附油泥颗粒，
            毅 [27] 等进一步探究阳离子聚丙烯酰胺的絮凝机理，                        再经架桥作用，达到油水乳状液与油泥颗粒分离的
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            当离子度为 40%、相对分子质量为 610 时，吸附                        效果；并且通过分析在有氧条件下，絮凝污油泥前
            架桥起主导作用；当离子度达到 50%、相对分子质                           后质量差发现，微生物通过有氧消耗污油泥中少量
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            量达到 810 时，吸附电中和作用增强。通过控制                          的有机物，表明微生物絮凝剂在絮凝污油泥过程中，
            离子度和分子量，使吸附电中和与吸附架桥协同作                             部分石油可能被降解。Liu          [39] 等人从 TG-1 菌株中提
            用，提高絮凝能力。Li          [28] 等合成的聚氯化铝/聚二甲             取了新的微生物絮凝剂 MBF-TG-1(MBF)，主要由聚
            基二烯丙基氯化铵絮凝剂（PAC/PDMDAAC）与聚                         糖类（质量分数 84.6%）和蛋白质（质量分数 11.1%）
            氯化铝（PAC）絮凝性能进行比较。PAC/ PDMDAAC                      组成。其絮凝油泥颗粒时充当架桥剂，并通过以下
            絮凝的污油泥结构紧凑，PAC 絮凝的污油泥结构比                           过程凝聚油泥颗粒：（1）MBF 降低油泥颗粒表面电
            较松散，因为 PDMDAAC 每一个结构单元有一个正                         荷密度，使油泥颗粒彼此接近；（2）当油泥颗粒彼
            电荷   [29] ，形成电荷中和和压缩双层作用            [30-31] ，所以    此接近时，吸引力成为油泥颗粒和 MBF 之间的主要
            使用 PAC/PDMDAAC 絮凝的污油泥结构更紧凑。                        作用力；（3）MBF 的活性基团（羟基、羧基或胺）
            Yang [32] 等人为了提高聚丙烯酰胺的降解性，延长羧                      吸附油泥颗粒并与之形成氢键；（4）MBF 分子从油
            甲基壳聚糖的储存寿命，用羧甲基壳聚糖改性聚丙烯                            泥颗粒延伸到溶液，当这个延伸超出了溶液中其他
            酰胺（CMC-g-PAM），其中，壳聚糖的超多支链和亲                        油泥颗粒之间的有效作用范围时，另一个油泥颗粒
            电子基，通过吸附油泥颗粒，再通过桥连，将油泥                             被吸附并与 MBF 的活性基团形成氢键，这样桥接现
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