新型生態(tài)凈水劑及其制備方法探討

羅進琛

引言

水作為人類生命當(dāng)中最為寶貴的自然資源，所以，一旦水資源遭受污染，勢必會造成飲用被污染水的人們身患疾病甚至于死亡。據(jù)相關(guān)統(tǒng)計表明，我國污水與廢水的排放量每日多達(dá)1×108m3左右，水污染狀況更是讓人怵目驚心，有關(guān)調(diào)查表明，我國現(xiàn)今已高達(dá)82%的江河湖泊遭受到不同程度的污染，每年因水體污染導(dǎo)致的經(jīng)濟損失多達(dá)377億元左右。造成水體污染的主要原由為農(nóng)村污水、生活污水以及城市工業(yè)污水的排放等，對此，凈水劑被廣泛運用，凈水劑是指投入水中可以與水中其它雜質(zhì)發(fā)生反應(yīng)的藥劑，其存在的主要目的在于凈化水源，其應(yīng)當(dāng)具備較好的凈水功效，凈水的速度較快，具有pH弱酸特性，無機，且安全性能較高，不會發(fā)生二次污染。然而。目前的凈水劑，在凈水效果上仍存有欠缺。

1 材料和方法

1.1 生態(tài)凈水劑

生物酶凈化劑當(dāng)中各成分的重量份為：生物酶20～50份、紅串紅球菌污泥絮凝劑10～5份、殼聚糖季銨鹽10～8份、葡萄籽提取物10～5份、甘薯提取物5～15份、聚合氯化鋁10～15份、聚丙烯酰胺8～12份。生物酶當(dāng)中含有多種微生物生長所需要的催化酶，并且可以結(jié)合非離子表面活性劑與其他天然成分的無機營養(yǎng)物以及蛋白質(zhì)。生物酶本身不含微生物，其主要凈水原理為經(jīng)過激活水環(huán)境當(dāng)中的土著微生物群落，對水環(huán)境當(dāng)中的污染物進行較為高效的降解。凈水劑制備工藝如圖1所示。

圖1 凈水劑制備工藝

1.2 試驗河道概況

該試驗河道位于某市縣城，一次甲醇泄漏事故造成此河段的水質(zhì)發(fā)生了極速的惡化，水體呈暗黑、渾濁狀，散發(fā)惡臭味讓人作嘔，附近兩公里半徑內(nèi)均存有惡臭味，周邊的住民痛苦不堪。經(jīng)過檢測可以了解到，該河段的水體當(dāng)中的色度為400，總磷的濃度為4.0～4.5mg/L，氨氮的濃度為22～25mg/L，COD的濃度為450～500mg/L。水體水質(zhì)產(chǎn)生了較為嚴(yán)重的污染。

1.3 試驗方法

1.3.1 投加

按照小試選定的藥劑溶液濃度對新型生態(tài)凈水劑溶液進行現(xiàn)場配置，將其均勻地投入到試驗河道當(dāng)中。投入藥劑的頻率為每天一次，持續(xù)一周。試驗開始之后，對水體進行定時定點的取樣，并進行相應(yīng)的分析檢測，隔天進行一次取樣。為了降低投藥時由于底泥發(fā)生攪動而對上覆水體的水質(zhì)造成的影響，采樣的時間一般在投入藥劑結(jié)束之后的3個小時之后、底泥沉降漸漸平穩(wěn)之后。

1.3.2 試樣

在遭受污染的河段水面之下30cm進行河水的取樣，投入同等體積不同濃度的藥劑溶液，進而獲得最好的藥劑濃度。評定的標(biāo)準(zhǔn)主要為各環(huán)境污染因子較少效果的顯著性，水體的透明度較好，底泥和水體分離的界限較為清晰，惡臭味消除顯著，且用藥的數(shù)量相對較少。最終挑選出最佳的配藥濃度。

1.3.3 檢測項目及方法

色度采用稀釋倍數(shù)法；SS采用重量法；總磷采用鉬酸銨分光光度法；氨氮采用納氏試劑分光光度法；而COD則采用重鉻酸鉀法。

2 結(jié)果與討論

在試驗的期間，試驗?zāi)繕?biāo)河段的水體當(dāng)中的色度、總磷、氨氮、SS以及COD等的變化狀況如圖2～6所示。

從以上各圖可以了解，投加新型生態(tài)凈水劑的期間，試驗水體當(dāng)中COD呈明顯下降的趨勢，從投入藥劑之前的450mg/L降到200mg/L，停止藥劑投入之后可取得相應(yīng)的穩(wěn)定性，等到試驗的第二十二天，COD依然保持在160mg/L。氨氮從投入藥劑之前的25mg/L降至12mg/L、7mg/L，總磷則從4.5mg/L降到2.5mg/L、1mg/L。

圖1 水體中色度濃度變化圖

圖2 水體中總磷濃度變化圖

圖3 水體中氨氮濃度變化圖

圖4 水體中SS濃度變化圖

圖5 水體中COD濃度變化圖

從感官指標(biāo)上進行分析，相關(guān)試驗河段由治理之前渾濁、暗黑，發(fā)出刺鼻的惡臭味，讓人聞之作嘔，河道周圍兩公里半徑之內(nèi)都存有惡臭味，處理結(jié)束之后，試驗水體變得更為淺綠，水體的透明度也得到了較大的提高，且刺鼻的惡臭味也全部消失。

試驗結(jié)果表明，經(jīng)治理過后，目標(biāo)河段的總體水質(zhì)取得了較為明顯的完善，并且水體能夠在一定時期內(nèi)保持不黑不臭。于此同時，處理過程可原位修復(fù)，不需要進行大規(guī)模工程的建設(shè)，也不需進行清淤處理，不需要額外添加機械曝氣等舉措。

3 新型生態(tài)凈水劑處理污水技術(shù)的應(yīng)用

3.1 環(huán)保性

生物酶制劑作為環(huán)境友好型的制劑，能夠被進行完全的降解。然而過多地使用化學(xué)制劑會對環(huán)境造成二次污染，生物酶不會對環(huán)境造成危害，所以，生物酶在能使同一工作獲得更為經(jīng)濟的處理的同時不會對環(huán)境造成危害。環(huán)保用酶不會產(chǎn)生任何有害廢物，生物酶制劑的使用過程屬于無害處理的過程，這使其成為處理工業(yè)污水的最好方案。

3.2 長久高效性

酶作為一種催化劑，不會成為其所催化的生化反應(yīng)的最終產(chǎn)物當(dāng)中的一部分。完成生化反應(yīng)之后，酶便會離開產(chǎn)物，能對另一分子展開同樣的生化反應(yīng)。只要條件適宜，酶便能一直持續(xù)進行工作。

3.3 適用范圍廣

生物酶的種類很多，生物酶幾乎可以將全部的有機物進行降解。在一個反應(yīng)器當(dāng)中，多種生物酶能夠在同樣的條件下同時對含有多種污染成分的廢水進行凈化處理。

3.4 專一性

每種酶只有一種功能。有機體內(nèi)的每一種底物及每一項功能，均有和其相對應(yīng)的唯一的一種酶。酶合底物就像鎖和鑰匙一樣，具有配套性。只有當(dāng)酶尋找到與其相適宜的底物的時候，相關(guān)的生化反應(yīng)方能得以發(fā)生。

3.5 催化效率高

生物酶通常可以將反應(yīng)速度提至度109～1010倍。化學(xué)催化劑只可將反應(yīng)的速度提至104～105倍。因此，對于相對含量很低的生物酶在較短時間之內(nèi)可以將含量非常高的底物進行催化，能夠使生物化學(xué)反應(yīng)的速率得到成千上萬地加快。生物酶催化在加快化學(xué)反應(yīng)速度的同時，可以保持化學(xué)反應(yīng)的平衡點不發(fā)生任何變化，并且在發(fā)生反應(yīng)的前后其本身特性不會發(fā)生任何改變。

3.6 抗微生物作用

生活用水當(dāng)中難免會產(chǎn)生的藻類、真菌等微生物，在企業(yè)生產(chǎn)方面，由于受到該些微生物的影響而導(dǎo)致相關(guān)設(shè)備的安全性得以降低。在水處理的過程當(dāng)中消除該些微生物，對于水的純凈性而言有著極為重要的作用，它可以使水循環(huán)的次數(shù)得以增加，提升水資源的使用率，以達(dá)到節(jié)約水資源的目的。由于不同的微生物具有不同的生長條件，對此，應(yīng)當(dāng)挑選不同的能夠抑制微生物的凈水劑進行相應(yīng)處理，不可濫用該種抑制劑，抑制劑的濫用嚴(yán)重時會使水體發(fā)生更為嚴(yán)重的污染。

3.7 凈水劑的阻垢作用

在溶液當(dāng)中溶質(zhì)大多以單分子與離子的形態(tài)存在，在溶液還沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的時候，該些離子與分子都呈分離狀態(tài)，伴隨著溶液飽和度的提高，同一種離子或分子數(shù)量的增加，便會呈晶體狀態(tài)析出，形成水垢。由于目前人們生活當(dāng)中利用的水資源通常為地表水，該種水體當(dāng)中的鋁離子、鎂離子及鈣離子的含量都較高，這便加大了水垢產(chǎn)生的概率。由于在溫度高且水流不急的地區(qū)，溶液濃度始終能夠保持在一種接近飽和的狀態(tài)，導(dǎo)致該問題的發(fā)生率得以加大。為解決該問題，最根本的方法便是軟化水質(zhì)，然而該種辦法需要耗費大量的時間與力氣，且效益較低。因此，應(yīng)當(dāng)運用可以抑制水垢形成的凈水劑，進而最大程度地解決污垢問題，該種凈水劑可以從根本上抑制該些金屬離子的聚合，防止晶體的形成。并且只需投入少量便能起到較為顯著的效果，從經(jīng)濟上而言也是相較合理的。

3.8 凈水劑的緩腐作用

在對水進行運輸時，勢必要使用到金屬水管，這便造成水體和金屬的長時間接觸，這樣金屬水管難免會由于受到腐蝕而產(chǎn)生脫落現(xiàn)象的發(fā)生，更甚于產(chǎn)生大面積的腐蝕狀況。為處理這一狀況，研究表明，在水體當(dāng)中放入相應(yīng)的凈水劑能夠在相應(yīng)程度上使金屬腐蝕的速度得以減緩。據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)表明，為了最好地減緩金屬腐蝕的速度，應(yīng)當(dāng)將緩腐凈水劑的濃度保持在25～29mg/L，濃度過低時凈水效果不顯著，而濃度過高時反而加快了金屬的腐蝕的速度。所以，為了發(fā)揮緩腐劑最佳的效果，確保其濃度適宜是重中之重。pH值呈弱堿性時，該種凈水劑方可發(fā)揮出最佳的成效。

4 結(jié)束語

總之，水作為人的生命之源，在農(nóng)工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中占有著不可或缺的地位，應(yīng)用好節(jié)水技術(shù)與水處理劑至關(guān)重要。制備新型的生態(tài)凈水劑所需的原料較為豐富，且其制備工藝也更為簡便，生產(chǎn)周期較短，生產(chǎn)的成本也較低，在工業(yè)化生產(chǎn)當(dāng)中更為適宜。該新型生態(tài)凈水劑在多種成分共同作用之下，水體凈化的效果較為顯著，可以較好地完善水體的質(zhì)量，提升水中的溶氧量，抵御有害病菌的生長，清除水體當(dāng)中的有害藻類與懸浮物，使水體當(dāng)中硝態(tài)氮與銨氮的含量得以降低，使水體更為清澈，祛除惡臭，降解污染物，進而推動水生態(tài)的較好發(fā)展。