论文摘要
生物絮凝剂是从微生物或其分泌物中提取获得的高分子代谢物,具有一定的凝聚性。与传统絮凝剂相比,生物絮凝剂具有生物可降解性、高效、无毒和无二次污染等特性,对人类健康和环境保护都有十分重要的现实意义,近年来已成为絮凝剂研发的热点。本研究根据100种藻类胞外代谢产物对高岭土悬浊液的絮凝实验结果,筛选出3种胞外代谢产物絮凝率>90%的藻种,分别为集胞藻（FACHB-898）、细小四角藻（FACHB-1258）和链丝藻（FACHB-70）;加上实验室已有研究的可产高效生物絮凝剂的莱茵衣藻（FACHB-479）,通过对比对这四种藻进行户外扩大化培养,大量收集藻胞外代谢物,即藻絮凝剂。分析藻类代谢产物的絮凝机理,并探索其应用条件。藻类胞外代谢产物即藻絮凝剂的大量获取和收集是本研究的基础,为此对这四种藻在户外进行扩大化培养,条件为:温度为22～33℃;光照强度为610～70001ux;通气培养时间为每隔10min通气30min;接种量为藻液与培养基体积之比为1:1（原接种藻液藻细胞密度达106个/mL）;接种及添加培养基时间:上午8～10点;培养周期:20天（初接种量为5L藻液加5L培养基,每隔一天添加10L培养基,至100L）。通过成分定性定量分析表明,该四种藻絮凝剂均是由多糖、蛋白及少量脂类组成的混合物,其中热稳定性分析表明,起主要作用的是多糖类和蛋白类物质。通过絮凝特性研究表明,四种藻絮凝剂均为阴离子型絮凝剂,能溶于酸、盐溶液,但不溶于有机溶剂中;均具有较高的分子量和糖醛酸含量,包含-COO-、-OH活性基团,与高岭土颗粒间以离子键结合,推测藻絮凝剂的絮凝机理主要以“架桥”为主。在探究对藻絮凝剂的实际应用时,本研究检测了四种藻絮凝剂对阳离子染料—Alcian blue以及氧化铁悬浊液的絮凝效果,发现其中集胞藻絮凝剂对上述染料和悬浊液效果最佳,对阳离子染料在pH=10、投加量为20mg/L、T=25℃、t=8h条件下最大去除率可达50.23%;对氧化铁悬浊液在pH=6.82,T=18℃,t=30min条件下最大去除率可达50.5%。用集胞藻絮凝剂与其他絮凝剂（聚合氯化铝,聚合氯化铁,阳离子型纤维素,聚合硅酸,CaCl2助凝剂）复配使用,结果发现:与CaC12复配使用,达到最大去除率68.43%;与聚合铝、聚合铁、聚硅酸复配使用,均能在保持去除率的情况下,减少此类传统絮凝剂的使用量,分别减少了 25%、33.3%、33.3%,因而减少此类无机絮凝剂对环境的毒害作用;与阳离子纤维素复配使用,可有效增强阳离子纤维素絮凝剂的絮凝效果,去除率增加14.42%。本研究对水处理中絮凝剂的选择和使用,具备十分重要的现实意义。