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在全国近两千个水质监测断面或者点位以及七大流域和各大河流的一千六百多个水质断面中,Ⅰ～Ⅲ类水质占比超过75%,劣Ⅴ类水质占比超过3.2%。而在一百多个重要湖泊及水库监测中,Ⅰ～Ⅲ类水质近70%,劣Ⅴ类水质超过7%;营养状态监测中,中度和轻度富营养状态分别占比为5.6%和22.4%,中营养状和贫营养状态分别占比62.6%和9.3%。由此可见,我国水体环境的污染到达非常严重的地步。絮凝法就是向水体中投加一定量的絮凝剂,使得水体中的污染物产生凝聚和絮凝现象,使其从水体中分离去除,以达到净化水体的作用。由于此法具有效果突出,成本不高,而且操作简单方便,因此,在给排水领域广泛应用。本文通过对生物絮凝剂PGα21Ca进行SEM-EDS、FTIR、XRD、EDXRF以及TG/DTG and DSC扫描分析,探讨分析生物絮凝剂PGα21Ca的特征机理。在这些基础上研究了PGα21Ca在不同物化条件下对重金属废水和黑臭水体中主要污染指标的去除效能,得出以下结论:（1）生物絮凝剂PGα21Ca主要由γ-PGA以及无机化合物组成,γ-PGA分子量大,分子链上具有大量的活性基团,可以提供大量可吸附的活性位点,絮凝过程中起着主导作用。而金属离子所带正电荷,通过静电吸附作用,与水中部分带有负电荷的相互吸引,从而加快絮体的形成,它们的存在更为PGα21Ca吸附处理水中污染物和胶体颗粒提供有利条件。（2）新型生物絮凝剂PGα21Ca对重金属废水中金属离子Cr3+、Cu2+、Ni2+均有较好的去除效果。根据试验确定,PGα21Ca去除重金属废水中金属离子Cr3+、Cu2+、Ni2+的最佳条件为:常温下,最佳投加量为40mg/L,最佳p H=6～7,最佳去除时间为50min,此时,Cr3+、Cu2+、Ni2+浓度由10mg/L分别降低到1.24mg/L、1.56mg/L、2.42mg/L,去除率分别为87.55%、84.37%、75.81%,均具有较好的去除效果,其中去除效果Cr3+>Cu2+>Ni2+,Cr3+的去除效果最佳。而在竞争吸附试验中,单一金属离子Cr3+、Cu2+、Ni2+吸附量分别为218.88mg/g、210.93mg/g、189.53mg/g,Cr3++Cu2+组合,Cr3+和Cu2+的吸附量分别为45.21mg/g和156.56mg/g;Cr3++Ni2+组合,Cr3+和Ni2+的吸附量分别为86.82mg/g和57.91mg/g;Cu2++Ni2+组合,Cu2+和Ni2+的吸附量分别为137.44mg/g和24.67mg/g,因此金属离子之间的竞争优先性依次为Cu2+>Cr3+>Ni2+。吸附等温线:PGα21Ca吸附重金属离子Cr3+、Cu2+、Ni2+,Langmuir模型的R~2为0.9928、0.9900、0.9928,Freundlich模型的R~2为0.8212、0.8412、0.8286,Langmuir模型优于Freundlich模型,所以实验所得数据更符合Langmuir吸附等温线,因此,絮凝剂PGα21Ca吸附重金属离子Cr3+、Cu2+、Ni2+的吸附过程为单分子层吸附。根据吸附动力学模型:重金属离子Cr3+、Cu2+、Ni2+准一级动力学方程R~2为0.9839、0.9915、0.9198,准二级动力学方程R~2为0.9969、0.9947、0.9898,实验所得数据更符合准二级动力学模型,表明该生物絮凝剂对重金属离子Cr3+、Cu2+、Ni2+的吸附速率的控制主要是化学吸附。（3）生物絮凝剂PGα21Ca能够去除水中的色度、浊度、COD和总磷,但无法去除氨氮、总氮。生物絮凝剂对黑臭水体的最佳去除条件为:投加量60mg/L,p H=7,絮凝时间t=20min,此时,对色度去除率为89.01%,浊度去除率为80.27%,COD去除率为77.18%以及总磷去除率为93.50%,该生物絮凝剂对水中总磷去除效果明显。因此,PGα21Ca对处理黑臭水体,改善水体环境具有良好效果。PGα21Ca在次氯酸钠预氧作用下化处理水样,对色度、浊度、COD的处理均具有一定的提升,TP提升不大。加入6mg/L的次氯酸钠预氧化处理黑臭水体后,对水样去除效果达到最佳。相对于不投加次氯酸钠,次氯酸钠投加量6mg/L时,色度从25.45PCU降到13.18PCU,总体去除率从86.97%提高到93.26%;浊度从4.34NTU降到3.20NTU,总体去除率从79.74%提高到87.84%;COD从12.60mg/L降到9.76mg/L,总体去除率从77.64%到82.68%;TP从0.040mg/L降到0.032mg/L,总体去除率从93.29%到94.69%。次氯酸钠预氧作用下,PGα21Ca对色度、浊度、COD和TP处理均具有一定的提升,其中对COD提升最佳,但对TP的去除效果提升,几乎可以忽略。因此预氧作用对生物絮凝剂PGα21Ca处理黑臭水体,改善水体环境具有一定的提升效果。