摘要：目前，随着生活污水排放量的不断增加和水体环境的持续污染，生活污水的处理问题已经引起了全社会的共同关注。在传统絮凝剂无法有效解决污水处理问题的情况下，如何提升污水的处理净化效果和处理效率，也变成了公众热议的话题。据此，本文就生物絮凝剂在生活污水处理中的应用进行研究探讨，以期能为污水处理工作的顺利开展提供帮助。
关键词：生物絮凝剂；生活污水；应用
现阶段，污水处理技术在相关领域按照处理能力一共被分为了三级，而这三级分别是物理处理方法、生物处理方法和综合处理方法。其中，综合处理方法中的絮凝剂技术因操作简单、成本低廉、适用性高已经成为了当今研究的重点，并在各类生活污水的处理应用中起到了不可或缺的作用。
1 生物絮凝剂种类及应用优势
1.1生物絮凝剂种类
根据生物絮凝剂的凝聚本质，我们可以将其分为以下三种：（1）直接以微生物本身作为絮凝剂。一般来说，这类絮凝剂就是生态环境中的各类微观生物。（2）以微生物和细胞的代谢产物作为絮凝剂。这类絮凝剂一般都是多糖或糖蛋白等高分子物质，并且相比于微生物本身或其携带的静电荷而言凝聚性更高，例如，酵母细胞和丝状真菌产生的葡聚糖、多糖等[1]。（3）以自然分子或由其改造的物质作为絮凝剂。比如，含有淀粉官能团的分子在遇到某些物质时可发生凝聚沉淀，如果将此化学反应原理应用于生物絮凝剂的合成，就可以在得到优良絮凝剂的同时降低生产成本和毒性。此外，由壳聚糖及其衍生物组成的纤维大分子也是高效的生物絮凝剂，在生活污水的处理过程中起着不可或缺的作用。
1.2生物絮凝剂应用优势
生物絮凝剂是由一般的絮凝剂经过改良升级后得到的，其应用优势也颇多：（1）种类众多。目前生物絮凝剂大多是由自然界中的微生物或细胞代谢衍生物等组成，不但变化极多而且存在也很广泛，为絮凝剂的进一步发展和创新提供了大量参考依据。（2）高效且无毒。在同等投放剂量下，生物絮凝剂明显比传统絮凝剂的处理效果更加优良，且沉降物质更易滤过。（3）显著去除二次污染。有些传统的絮凝剂例如有机大分子类的，虽然极小的用量就可以对生活污水进行快速处理，沉淀速度也非常快，但其残余物质却不易降解，并且毒副作用也很剧烈，严重时甚至会对水体环境产生二次污染，所以，此类絮凝剂已经逐渐停用并消失。但生物絮凝剂就不一样，不但不会产生毒作用，反而能显著去除环境的二次污染。（4）成本低廉。生物絮凝剂的本质是微生物或细胞代谢物，极易培养繁殖，而且处理效果很好，因而投入成本也很小。
2生物絮凝剂的凝聚机制
2.1“架桥”原理
目前，生物絮凝剂大部分是长线型结构，在各结构节点上有大量的功能基，这些化学基团还可以通过微观分子之间的相互作用力吸附并携带静电或无静电电荷。此外，高分子物质的所有节点都可以和不同的微观颗粒相互结合，形成架桥样连接构型，从宏观上看就是一个粗大的絮状团块。也有科学事实表明，电中和效应在胶体颗粒形成絮状结构的过程中起了关键性的作用。即在溶液中存在着多种高价电解质，这些电解质之间可以发生电性中和反应，从而加快大分子颗粒的析出过程，进而促进了架桥结构的产生[2]。另外，溶液中还溶解有许多的小型微粒，这些微粒因自身重力作用会向下沉降汇聚，在不断下降的过程中还会发挥类似于过滤网的功能，迅速集聚溶液中分散的小型微粒，进而大大增强了生物絮凝剂的凝聚效果。
2.2疏水学说
虽然不同的生物絮凝剂由不同的组分构成，但如果一类生物絮凝剂中大部分的组分都具有极强的亲水性，则在微小分子周围很难有水化膜形成，进而促进污染物质的脱水和沉降。除此之外，能够解释生物絮凝剂作用机理的假说还有很多，比如，荚膜学说、病毒学说等等。就当前发展情况来看，生物絮凝剂的本质还是大分子带电荷物质，并且对其作用机理的探索也仍处于研究初期，但在这众多的假说中，“架桥”理论最能为公众所接受。
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3生物絮凝剂处理生活污水的应用
3.1城市生活污水的处理
各大城市作为国家现代化建设的第一线，其发展成果也是非常喜人的，但过快的经济增长和科技研发也带来了不少环境问题，其中，生活污水的排放问题备受人们关注。目前，城市生活污水排放量呈持续增长的态势，但资源和资金等方面却受到制约，因而，污水处理并没有达到预期效果、处理效率也并不高。但生物絮凝剂的出现给城市污水处理提供了一个高效的解决方案，利用生物絮凝剂处理城市生活污水有以下两方面的优势。一方面，现代生物絮凝剂大多是由高分子糖类物质构成的，对污水中的有机酸等抵抗能力很强，并且，生物絮凝剂还可以和传统的无机絮凝剂相结合共同应用，使得复合型絮凝剂在充分发挥分子脱稳能力的同时还能起到电荷中和的作用，除此之外，架桥的形成也有利于对污水中微粒子的吸附。另一方面，由微生物本身构成的絮凝剂的污水处理效果也很好。我们可以培养选用品质优良的微生物，再用其产生理想的生物絮凝剂，通过控制生物絮凝剂的投放量和使用条件，在最大程度上提高城市生活污水的处理效率，这种方式不但高效低耗、价廉环保，而且污水处理效果极佳。另外，有学者用生物絮凝剂和传统絮凝剂对悬浊液混凝率达95%的高岭土进行了污水处理对比试验，结果发现三种生物絮凝剂的污水净化率分别为74.4%、75.3%和71.0%，由此可见，生物絮凝剂的污水处理效果最好。
3.2食品加工污水的处理
在国家现代产业发展中，食品加工和餐饮服务行业产生的污水中通常含有大量的可再利用物质，但如何回收再加工就成为了现阶段污水处理的重点。基于此，高效无污染的生物絮凝剂被推广应用到了该领域。其中，由壳聚糖阳离子构成的生物絮凝剂兼具电荷中和及分子凝聚功能，且絮凝剂本身无毒性、无味道、无污染，是食品行业污水回收处理中的关键技术。其污水处理原理是絮凝剂分子链上的阳离子基团可以在吸附负电荷微粒的同时中和部分电荷微粒，再通过形成架桥结构促进物质沉降[3]。此类生物絮凝剂可使污水中类似于淀粉或蛋白质等携带负电荷的胶体物质迅速沉淀降解，处理效果非常显著。有相关研究表明，不但阳离子型絮凝剂污水处理能力佳，而且阴离子多糖类生物絮凝剂的污水絮凝效果也很好。将阴离子生物絮凝剂应用于1m3的污水中可以得到2kg的固体沉淀物质，并且SS、COD的去除率也达到了惊人的85.5%和68.5%。
3.3炼油污水的处理
炼油污水一般是在原油的炼制、加工及水洗的过程中产生的，这类污水处理最麻烦的地方就在于其污染物的种类多、浓度大，对环境的污染程度很严重。在进行该类污水处理实验时发现，多糖类高分子生物絮凝剂的处理能力最强，另外，还能显著提升溶液中污泥的沉降性。所以，在开展炼油污水的处理工作时，可以将适量的生物絮凝剂应用其中。
3.4电镀工业污水的处理
目前，国内电镀行业每年都会排放大量的污水，这类污水中含有高浓度的重金属离子，想要彻底处理干净非常困难，这也已经成为了世界性的难题。过去常用的处理方案中有化学沉降方法、离子交换法、电解法等，但这些解决方式基本都存在成本高或污染大的缺点，难以大面积投入使用。而生物絮凝剂则不一样，作为新研发的污水处理技术，其污染物吸附性和沉降性很强、适用范围也很广、分离回收也很容易，目前已经得到了广泛的普及应用。
结语
综上所述，生物絮凝剂在进行污水处理时有很强的简便性、高效性和针对性，并且应用成本也很低，已经成为了当前污水处理的重要手段，但要想全面解决水体污染问题，还需要有关科研人员不断加强对该技术的创新和研发。
参考文献：
[1]刘叶，吕张义，戈林燕.生物絮凝剂处理生活污水的应用研究[J].化工管理，2019（01）：97-98.
[2]康彩霞，李双凌，刘纳，辛银平.生物絮凝剂在环境废水处理中的应用[J].低碳世界，2018（11）：3-4.
[3]李立欣，刘婉萌，马放.复合型微生物絮凝剂研究进展[J].化工学报，2018，69（10）：4139-4147.
论文作者:罗向雯
论文发表刊物:《基层建设》2019年第5期
论文发表时间:2019/4/30
标签：絮凝剂论文; 生物论文; 污水论文; 污水处理论文; 物质论文; 微生物论文; 高效论文; 《基层建设》2019年第5期论文;