⑴ 腐殖酸鹽溶於水產生的泡沫如何去除
2013
年第
27
期
應
用
科
技
科技創新與應用
水中腐殖酸的去除方法
梁宏斌
張玉寶
斯琴圖雅
王
強
（
黑龍江
省
科學
院
技術
物
理
研究
所
，
黑龍江
哈爾濱
150086
）
1
腐殖酸的物理化學性質及結構
腐殖酸是一種廣泛分布在自然界中的天然有機高分子化合物，
無論是泥炭
、
風化煤
、
褐煤還是土壤
、
江河湖海沉積物中都大量存
在，
是土壤和水體中有機質的主要組成部分
。
腐殖酸的主要來源是
動植物體的遺骸在自然環境下經過微生物的分解轉化，
以及一系列
復雜漫長的化學變化逐漸積累而形成的一類化學物質
。
腐殖酸沒有
單一的結構式，
其結構復雜
。
一般情況下腐殖酸被認為是由脂肪基
芳香烴為單元及連接在上面的羧基
、
羥基
、
醌基等官能團組成，
不同
結構單元間又連接以橋
、
鍵結構
。
其分子量從幾百到幾萬不等
。
相對
分子量較低的部分含有較多芳香結構而分子量較高的部分則含有
更多的脂肪結構，
這可能是由於相同或不同腐殖酸母體處於不同腐
殖化階段造成的
。
2
水中腐殖酸的副作用
在天然水體中廣泛存在腐殖酸，
其腐殖酸分子具有螯合
、
吸附
、
膠溶
、
離子吸附等作用，
對水質的提高有一定的作用
。
但是，
如果水
中的腐殖酸含量過高，
同樣會出現副作用，
對人體的健康和環境都
會產生不良影響
。
其主要表現在以下幾個方面
。
（
1
）
腐殖酸含量高，
是水體帶有令人不悅的顏色和氣味，
同時也使得細菌微生物等易於
滋生；
（
2
）
腐殖酸含量過高，
由於絡合作用將使得水中的重金屬的濃
度增加，
並且增強了其在水中的遷移效果；
（
3
）
腐殖酸含量高，
將使
得堤分子量污染物的吸附率和吸附平衡容量降低；
（
4
）
腐殖酸能夠
與水處理過程中的氯發生反應，生成具有致癌作用的含氯化合物
。
氯一直以來用於飲用水的消毒處理，
在此過程中氯與水中腐殖酸分
子上的官能團如羧基
、
羰基
、
羥基等發生反應，
生成眾多的有機氯代
物，
其中包括具有揮發性的三氯甲烷，
非揮發性的氯乙醛
、
氯乙酮
、
氯乙酸
、
氯乙腈
、
氯代苯等
。
有研究表明上述氯代物即便實在極低的
濃度下，
依然會對人頭健康造成較大的危害
。
3
水中腐殖酸的去除方法
水中腐殖酸的去除方法主要有膜技術
、
臭氧氧化
、
強化混凝
、
輻
射法
、
光電化學法
、
光化學催化氧化
、
吸附法等
。
3.1
膜技術去除水中腐殖酸
當前去除水中腐殖酸使用較多的是超濾膜和納濾膜技術
。
膜技
術目前在處理輕微污染水源的研究方面成為熱點並且效果明顯
。
通
過反滲透
、
超濾
、
微濾
、
納濾等手段，
經過膜技術處理的水能夠有效
去除其中的氣味
、
顏色
、
消毒產物前驅體和細菌微生物等
。
超濾膜技術是依據膜的孔徑大小來進行篩分過濾的
。
其驅動力
來源於膜兩側的壓力差，
在此壓力差的作用下，
以超濾膜作為過濾
介質，
只有水
、
無機物
、
有機小分子能夠通過膜，
而水中的懸浮顆粒
、
膠體
、
微生物等大分子將被阻止不能透過膜
。
有研究表明使用混凝
-
超濾方法將有效提高去除水中天然有機物的效率，其
DOC
的去除
率從
28%
提高到
53%
，
UV
254
的去除率從
40%
提高到
78%
。
納濾膜技
術介於超濾和反滲透技術之間，
其可以有效去除各種天然與合成有
機物，
對異味
、
色度
、
硬度均有有效的去除能力
。
3.2
臭氧氧化去除水中腐殖酸
臭氧自身具有極強的氧化能力，
氧化還原電位在水中只比氟略
低
。
臭氧對腐殖酸的去除作用主要臭氧與腐殖酸上的官能團發生反
應，
使得腐殖酸結構中雙鍵和芳香環遭到破壞，
從而降低腐殖酸的
分子量，
使小分子的比重增加
。
有可能的反應包括：
臭氧同腐殖酸中
的
C=C
雙鍵反應，
先是生成過氧化物中間體，
再分解產生羰基產物
和
H
2
O
2
；
腐殖酸中的芳香基團與羥基自由基發生反應，
生成羥基化
合物之後再同臭氧反應等
。
3.3
強化混凝去除水中腐殖酸
在常規的水處理工藝過程中，
加入過量的混凝劑，
提高被處理
水中天然有機物的去除率，
就是所謂的強化混凝法
。
通常使用的混
凝劑有金屬鹽類混凝劑和高分子混凝劑
。
金屬鹽類混凝劑包括鋁鹽
和鐵鹽兩大類
。
研究表明：
當低用量投放鋁鹽時，
形成的是腐殖酸和
鋁
/
鐵的絡合物，
高用量投放時，
腐殖酸則吸附於鋁
/
鐵氫氧化物的沉
淀上；
Lind
等對強化混凝劑去除水中有機物的效果進行了全面研
究，
結果表明在所使用的混凝劑中硫酸鋁的效果最好，
對於鋁鹽混
凝劑其最理想的
PH
值范圍在
5.5-6.0
之間；氯化鐵混凝劑使用時
PH
值在
6.0
時，
去除水中天然有機物的效果最佳，
能達到
65%
以上
同時混凝劑的用量減少
。
高分子混凝劑在去除濁度和一部分天然有
機物上效果明顯，
一般情況下去除溶解性的天然有機物效果較差
。
3.4
輻射法去除水中腐殖酸
張繼彪等研究了
γ
-
輻照對腐殖酸的去除效果
。
結果表明：
γ
-
輻
照對水中腐殖酸具有較好的去除作用
。
腐殖酸初始濃度為
10mg/l
時，
在
1.0kGy
的輻照劑量下，
總有機碳減少
62.8%
，
腐殖酸去除率為
88.6%
，
色度去除率為
76%
。
在相同的輻照劑量下
,
初始濃度低的腐
殖酸去除率高
。
隨著輻照劑量的增加，
氧化還原電位先增大後減小，
而電導率則相反
。
碳酸鹽對輻照去除腐殖酸具有抑製作用，
中性條
件有利於
γ
-
輻照對腐殖酸的去除
。
3.5
光電化學法去除水中腐殖酸
將電極和光激發產生的自由基結合使用，
以便增強效果
。
使用
Fe
、
Ti
、
UV
及三維電極產生電解場
。
反應過程中，
腐殖酸的變化由產
生芳香自由基
→
耦合
→
聚合及凝聚
→
沉降，
並不是直接發生氧化降
解
。
結果表明：
加光
（
I=0.2A
）
通電
1
小時的情況下，
總有機碳去除率
為
90%
，
色度去除率
95%
。
3.6
光化學催化氧化去除水中腐殖酸
光催化氧化是通過羥基自由基實現對腐殖酸的氧化去除，
其氧
化性強但沒有選擇性
。
光催化氧化腐殖酸的歷程包括首先腐殖酸與
羥基自由基發生復雜的自由基鏈反應，
最終腐殖酸分子變為小分子
以致
CO
2
/H
2
O
2
/H
2
O
。
研究顯示：
使用，
當
TiO
2
用量為
2.5g/L
時去除效
果最好，
180min
可達
85%
；
採用纖維狀
TiO
2
為催化劑對腐殖酸進行
光催化氧化，
在
O
3
/TiO
2
/UV
體系中反應，
腐殖酸的去除率為
97%
。
3.7
吸附法去除水中腐殖酸
使用活性炭去除水中腐殖酸主要依靠的是吸附作用，
但是單獨
使用活性炭去除效果不明顯，
需要結合其它方法才能取得較好的效
果
。
有研究使用硫酸鋁和粉末活性炭聯合處理水中腐殖酸，
在硫酸
鋁用量為
50mg/L
、
PH
為
7
時，
水中腐殖酸去除率達到
99%
；
另外采
用活性炭多維電極法去除水中溶解的腐殖酸同樣取得了很好的效
果
。
4
結束語
腐殖酸作為天然水體組成的一部分，
對飲用水水質必然產生影
響，
因此控制其在水中的形態及反應過程顯得尤為重要
。
上述方法
在合適的條件下均能去除水中的腐殖酸，
達到一定的處理要求
。
但
每種處理方法又都存在一定的不足之處，
因此對於水中腐殖酸的處
理應該採用物理
、
化學
、
生物等多種方法相結合的方式，
發揮不同方
法的優勢與特點，
這樣才能達到最佳的去除結果
。
參考文獻
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中
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水
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6
（
6
）
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749~75
⑵ 關於實驗室用水標准
實驗室用水的標准
實驗中的用水，由於實驗目的不同對水質各有一定的要求,如儀器的洗滌、溶液的配製，以及大量的化學反應和分析及生物組織培養，對水質的要求都有所不同。天然水中常常溶有鈉、鈣、鎂的碳酸鹽、硫酸鹽、沙土、氯化物、某些氣體以及有機物等雜質和一些微生物，這樣的水不符合實驗要求。因此需要把水提純，純水常用蒸餾法、離子交換法、反滲透法、電滲析法等方法獲得。用蒸餾方製得的純水叫做蒸餾水；用離子交換法等製得的純水叫去離子水。
(一)蒸餾法制備純水 蒸餾法製取純水的原理是把水加熱至沸，殺死微生物，並使水化成蒸汽，水中的不揮性物質，如大多數無機鹽類不隨水蒸發，而達到水與雜質分離的效果，然後把水蒸汽冷凝並收集起來。水中溶有的氣體雜質可隨水一起蒸發而逸出。將最初收集的冷凝水棄去，就可得到比較純的水，這種水叫蒸餾水。欲想得到更純凈的水可在蒸餾水中加入少量高錳酸鉀溶液再蒸餾一次，可以又除去殘留水中的有機物雜質，但不宜作痕量分析用水。經過再次蒸餾的水稱為重蒸餾水。對於要求較高的實驗還可進行第三次蒸餾，有時用亞沸蒸餾法。
(二)離子交換法制備純水 用離子交換法制備的純水通常稱作「去離子水」或「無離子水」。由於離子交換法製取純水具有出水純度高。操作簡單。已為實驗室廣泛採用：有條件的實驗室均應設立離子交換設備。
⑶ 原料含量60個腐植酸，配置30克每升腐植酸水溶液如何配置，謝謝
腐植酸是一種天然大分子芳香族羧酸，廣泛存在與土壤、水體、腐敗動植物殘體、糞便、垃圾、堆肥和低級別煤炭。前面的那些領域中腐植酸含量都不高，一般不能大量生產（提取）腐植酸。作為生產腐植酸的原料，主要是低級別煤炭（包括風化煤、褐煤、泥炭），含量一般在30~80%之間。生產腐植酸的工藝大致是，用燒鹼+水萃取，得到腐植酸鈉溶液，乾燥後就得到腐植酸鈉乾粉；如果在腐植酸鈉溶液中加入無機酸，進行中和，就沉澱出腐植酸，經離心或過濾、乾燥，就得到較純的腐植酸。如果要得到很純的腐植酸，還需要採用電滲析、超濾等凈化技術。
⑷ 腐植酸原料為什麼要「活化」
腐植酸原料的「活化」，主要是指對含腐植酸的風化煤、褐煤、泥炭等礦產資源的「活化」，目前主要針對肥料大量應用而言。由於化肥轉型，肥料普遍選擇與土壤「一家親」的腐植酸與之相配。眾所周知，通過工業提取的腐植酸，是匹配土壤本源性腐植酸的最好來源，而且越來越受到肥料界、土壤界、生物界、環境界的高度重視。「活化」的目的，主要在於激發原料中腐植酸在物理、化學和生物化學方面的活性，讓其適用性、有效性、安全性等指標與肥料結合得更好。
一、活化原料中的腐植酸，是保護腐植酸資源的「良心工程」。
我國含腐植酸的風化煤、褐煤和泥炭儲量僅有2千多億噸，干基腐植酸含量≥40%以上數量有限，屬於不可再生資源。大家知道，含腐植酸的原料，因來源不同、質量差異很大。如果不進行評價，不經工業化提取或採取活化處理，不僅不能發揮其應有的作用與功效，而且會造成含腐植酸資源的極端浪費。所以，注重節約、合理加工和有效利用含腐植酸的寶貴資源，是當代「腐植酸人」的基本責任，是留給子孫後代的「良心工程」。
二、活化原料中的腐植酸，是區分腐植酸基礎產品質量差別的前提條件。
前述，不同原料腐植酸含量和質量差別很大。對腐植酸基礎產品的生產來說，應選擇腐植酸含量高、易於加工、對環境安全的原料；對品位不太高的原料，應通過工業加工來提高原料中腐植酸的含量和活性。「活化」含腐植酸的原料，主要在於讓腐植酸脫灰，提升腐植酸的品位，提取及分離腐植酸組分，純化及分級腐植酸產品，改善腐植酸制劑的穩定性、水溶性、抗絮凝性等，這些都是保證腐植酸基礎產品應用的基本要求，也是區分腐植酸基礎產品質量差別的「前提條件」。
三、活化原料中腐植酸的基本方法。
目前，「活化」含腐植酸原料的基本方法有「物理活化」「化學氧化活化」「生物化學降解活化」「光輻射降解活化」以及「超聲波活化」等。利用這些方法的主要目的就在於，提高腐植酸的含量，降低腐植酸的分子量，增加腐植酸的官能團，提高腐植酸的水溶性，提高腐植酸的使用效果等。今後，腐植酸結構的剖析、腐植酸原料的活化和腐植酸產品的開發，仍然是腐植酸應用基礎研究的主要方向。我們必須提醒，腐植酸應用制劑效果的優劣，不僅直接影響著生產製造商的諸多利益，而且還關系著人們的生產、生活與健康安全及生態環境安全。因此，「活化」腐植酸原料，於「肥料」來說就是大事。
⑸ 筒述黃腐酸鉀工藝流程及指標控制
黃腐酸鉀生產工藝抄流程：褐煤或泥炭+氫氧化鉀（煤重量的15%左右）+水（煤的8倍左右）（pH9~10）——90度下反應約1小時——3000r/min離心去渣——溶液加硫酸酸化（pH～2）沉澱——3000r/min離心除去沉澱——溶液濃縮——噴霧（或噴霧造粒）乾燥——黃腐酸鉀粉末或顆粒——黃腐酸鉀產品包裝。兩次離心的殘渣和沉澱送肥料加工車間進行處理。全過程無廢物排放。
關於質量指標控制：目前無國家標准和行業標准，某些企業的優級品黃腐酸鉀的質量指標大致為:黃腐酸含量>70%（干基），K2O>10%（干基），水不溶物<1%（干基），pH值：2～3，水分<10%。要達到這些指標，關鍵是：1）選擇黃腐酸含量高的原料煤（如黃腐酸含量不足10%，應事先將煤氧化降解）；2）控制好反應和酸化的pH值；3）採用高效離心機，必要時可通過微濾或超濾器；4）採用高效、節能的蒸發器和乾燥機。當然，若生產低檔次產品，可以放寬上述技術要求。