⑴ 腐殖酸盐溶于水产生的泡沫如何去除
2013
年第
27
期
应
用
科
技
科技创新与应用
水中腐殖酸的去除方法
梁宏斌
张玉宝
斯琴图雅
王
强
（
黑龙江
省
科学
院
技术
物
理
研究
所
，
黑龙江
哈尔滨
150086
）
1
腐殖酸的物理化学性质及结构
腐殖酸是一种广泛分布在自然界中的天然有机高分子化合物，
无论是泥炭
、
风化煤
、
褐煤还是土壤
、
江河湖海沉积物中都大量存
在，
是土壤和水体中有机质的主要组成部分
。
腐殖酸的主要来源是
动植物体的遗骸在自然环境下经过微生物的分解转化，
以及一系列
复杂漫长的化学变化逐渐积累而形成的一类化学物质
。
腐殖酸没有
单一的结构式，
其结构复杂
。
一般情况下腐殖酸被认为是由脂肪基
芳香烃为单元及连接在上面的羧基
、
羟基
、
醌基等官能团组成，
不同
结构单元间又连接以桥
、
键结构
。
其分子量从几百到几万不等
。
相对
分子量较低的部分含有较多芳香结构而分子量较高的部分则含有
更多的脂肪结构，
这可能是由于相同或不同腐殖酸母体处于不同腐
殖化阶段造成的
。
2
水中腐殖酸的副作用
在天然水体中广泛存在腐殖酸，
其腐殖酸分子具有螯合
、
吸附
、
胶溶
、
离子吸附等作用，
对水质的提高有一定的作用
。
但是，
如果水
中的腐殖酸含量过高，
同样会出现副作用，
对人体的健康和环境都
会产生不良影响
。
其主要表现在以下几个方面
。
（
1
）
腐殖酸含量高，
是水体带有令人不悦的颜色和气味，
同时也使得细菌微生物等易于
滋生；
（
2
）
腐殖酸含量过高，
由于络合作用将使得水中的重金属的浓
度增加，
并且增强了其在水中的迁移效果；
（
3
）
腐殖酸含量高，
将使
得堤分子量污染物的吸附率和吸附平衡容量降低；
（
4
）
腐殖酸能够
与水处理过程中的氯发生反应，生成具有致癌作用的含氯化合物
。
氯一直以来用于饮用水的消毒处理，
在此过程中氯与水中腐殖酸分
子上的官能团如羧基
、
羰基
、
羟基等发生反应，
生成众多的有机氯代
物，
其中包括具有挥发性的三氯甲烷，
非挥发性的氯乙醛
、
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实在极低的
浓度下，
依然会对人头健康造成较大的危害
。
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术
、
臭氧氧化
、
强化混凝
、
辐
射法
、
光电化学法
、
光化学催化氧化
、
吸附法等
。
3.1
膜技术去除水中腐殖酸
当前去除水中腐殖酸使用较多的是超滤膜和纳滤膜技术
。
膜技
术目前在处理轻微污染水源的研究方面成为热点并且效果明显
。
通
过反渗透
、
超滤
、
微滤
、
纳滤等手段，
经过膜技术处理的水能够有效
去除其中的气味
、
颜色
、
消毒产物前驱体和细菌微生物等
。
超滤膜技术是依据膜的孔径大小来进行筛分过滤的
。
其驱动力
来源于膜两侧的压力差，
在此压力差的作用下，
以超滤膜作为过滤
介质，
只有水
、
无机物
、
有机小分子能够通过膜，
而水中的悬浮颗粒
、
胶体
、
微生物等大分子将被阻止不能透过膜
。
有研究表明使用混凝
-
超滤方法将有效提高去除水中天然有机物的效率，其
DOC
的去除
率从
28%
提高到
53%
，
UV
254
的去除率从
40%
提高到
78%
。
纳滤膜技
术介于超滤和反渗透技术之间，
其可以有效去除各种天然与合成有
机物，
对异味
、
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
臭氧自身具有极强的氧化能力，
氧化还原电位在水中只比氟略
低
。
臭氧对腐殖酸的去除作用主要臭氧与腐殖酸上的官能团发生反
应，
使得腐殖酸结构中双键和芳香环遭到破坏，
从而降低腐殖酸的
分子量，
使小分子的比重增加
。
有可能的反应包括：
臭氧同腐殖酸中
的
C=C
双键反应，
先是生成过氧化物中间体，
再分解产生羰基产物
和
H
2
O
2
；
腐殖酸中的芳香基团与羟基自由基发生反应，
生成羟基化
合物之后再同臭氧反应等
。
3.3
强化混凝去除水中腐殖酸
在常规的水处理工艺过程中，
加入过量的混凝剂，
提高被处理
水中天然有机物的去除率，
就是所谓的强化混凝法
。
通常使用的混
凝剂有金属盐类混凝剂和高分子混凝剂
。
金属盐类混凝剂包括铝盐
和铁盐两大类
。
研究表明：
当低用量投放铝盐时，
形成的是腐殖酸和
铝
/
铁的络合物，
高用量投放时，
腐殖酸则吸附于铝
/
铁氢氧化物的沉
淀上；
Lind
等对强化混凝剂去除水中有机物的效果进行了全面研
究，
结果表明在所使用的混凝剂中硫酸铝的效果最好，
对于铝盐混
凝剂其最理想的
PH
值范围在
5.5-6.0
之间；氯化铁混凝剂使用时
PH
值在
6.0
时，
去除水中天然有机物的效果最佳，
能达到
65%
以上
同时混凝剂的用量减少
。
高分子混凝剂在去除浊度和一部分天然有
机物上效果明显，
一般情况下去除溶解性的天然有机物效果较差
。
3.4
辐射法去除水中腐殖酸
张继彪等研究了
γ
-
辐照对腐殖酸的去除效果
。
结果表明：
γ
-
辐
照对水中腐殖酸具有较好的去除作用
。
腐殖酸初始浓度为
10mg/l
时，
在
1.0kGy
的辐照剂量下，
总有机碳减少
62.8%
，
腐殖酸去除率为
88.6%
，
色度去除率为
76%
。
在相同的辐照剂量下
,
初始浓度低的腐
殖酸去除率高
。
随着辐照剂量的增加，
氧化还原电位先增大后减小，
而电导率则相反
。
碳酸盐对辐照去除腐殖酸具有抑制作用，
中性条
件有利于
γ
-
辐照对腐殖酸的去除
。
3.5
光电化学法去除水中腐殖酸
将电极和光激发产生的自由基结合使用，
以便增强效果
。
使用
Fe
、
Ti
、
UV
及三维电极产生电解场
。
反应过程中，
腐殖酸的变化由产
生芳香自由基
→
耦合
→
聚合及凝聚
→
沉降，
并不是直接发生氧化降
解
。
结果表明：
加光
（
I=0.2A
）
通电
1
小时的情况下，
总有机碳去除率
为
90%
，
色度去除率
95%
。
3.6
光化学催化氧化去除水中腐殖酸
光催化氧化是通过羟基自由基实现对腐殖酸的氧化去除，
其氧
化性强但没有选择性
。
光催化氧化腐殖酸的历程包括首先腐殖酸与
羟基自由基发生复杂的自由基链反应，
最终腐殖酸分子变为小分子
以致
CO
2
/H
2
O
2
/H
2
O
。
研究显示：
使用，
当
TiO
2
用量为
2.5g/L
时去除效
果最好，
180min
可达
85%
；
采用纤维状
TiO
2
为催化剂对腐殖酸进行
光催化氧化，
在
O
3
/TiO
2
/UV
体系中反应，
腐殖酸的去除率为
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，
但是单独
使用活性炭去除效果不明显，
需要结合其它方法才能取得较好的效
果
。
有研究使用硫酸铝和粉末活性炭联合处理水中腐殖酸，
在硫酸
铝用量为
50mg/L
、
PH
为
7
时，
水中腐殖酸去除率达到
99%
；
另外采
用活性炭多维电极法去除水中溶解的腐殖酸同样取得了很好的效
果
。
4
结束语
腐殖酸作为天然水体组成的一部分，
对饮用水水质必然产生影
响，
因此控制其在水中的形态及反应过程显得尤为重要
。
上述方法
在合适的条件下均能去除水中的腐殖酸，
达到一定的处理要求
。
但
每种处理方法又都存在一定的不足之处，
因此对于水中腐殖酸的处
理应该采用物理
、
化学
、
生物等多种方法相结合的方式，
发挥不同方
法的优势与特点，
这样才能达到最佳的去除结果
。
参考文献
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源
水
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腐植酸
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⑵ 关于实验室用水标准
实验室用水的标准
实验中的用水，由于实验目的不同对水质各有一定的要求,如仪器的洗涤、溶液的配制，以及大量的化学反应和分析及生物组织培养，对水质的要求都有所不同。天然水中常常溶有钠、钙、镁的碳酸盐、硫酸盐、沙土、氯化物、某些气体以及有机物等杂质和一些微生物，这样的水不符合实验要求。因此需要把水提纯，纯水常用蒸馏法、离子交换法、反渗透法、电渗析法等方法获得。用蒸馏方制得的纯水叫做蒸馏水；用离子交换法等制得的纯水叫去离子水。
(一)蒸馏法制备纯水 蒸馏法制取纯水的原理是把水加热至沸，杀死微生物，并使水化成蒸汽，水中的不挥性物质，如大多数无机盐类不随水蒸发，而达到水与杂质分离的效果，然后把水蒸汽冷凝并收集起来。水中溶有的气体杂质可随水一起蒸发而逸出。将最初收集的冷凝水弃去，就可得到比较纯的水，这种水叫蒸馏水。欲想得到更纯净的水可在蒸馏水中加入少量高锰酸钾溶液再蒸馏一次，可以又除去残留水中的有机物杂质，但不宜作痕量分析用水。经过再次蒸馏的水称为重蒸馏水。对于要求较高的实验还可进行第三次蒸馏，有时用亚沸蒸馏法。
(二)离子交换法制备纯水 用离子交换法制备的纯水通常称作“去离子水”或“无离子水”。由于离子交换法制取纯水具有出水纯度高。操作简单。已为实验室广泛采用：有条件的实验室均应设立离子交换设备。
⑶ 原料含量60个腐植酸，配置30克每升腐植酸水溶液如何配置，谢谢
腐植酸是一种天然大分子芳香族羧酸，广泛存在与土壤、水体、腐败动植物残体、粪便、垃圾、堆肥和低级别煤炭。前面的那些领域中腐植酸含量都不高，一般不能大量生产（提取）腐植酸。作为生产腐植酸的原料，主要是低级别煤炭（包括风化煤、褐煤、泥炭），含量一般在30~80%之间。生产腐植酸的工艺大致是，用烧碱+水萃取，得到腐植酸钠溶液，干燥后就得到腐植酸钠干粉；如果在腐植酸钠溶液中加入无机酸，进行中和，就沉淀出腐植酸，经离心或过滤、干燥，就得到较纯的腐植酸。如果要得到很纯的腐植酸，还需要采用电渗析、超滤等净化技术。
⑷ 腐植酸原料为什么要“活化”
腐植酸原料的“活化”，主要是指对含腐植酸的风化煤、褐煤、泥炭等矿产资源的“活化”，目前主要针对肥料大量应用而言。由于化肥转型，肥料普遍选择与土壤“一家亲”的腐植酸与之相配。众所周知，通过工业提取的腐植酸，是匹配土壤本源性腐植酸的最好来源，而且越来越受到肥料界、土壤界、生物界、环境界的高度重视。“活化”的目的，主要在于激发原料中腐植酸在物理、化学和生物化学方面的活性，让其适用性、有效性、安全性等指标与肥料结合得更好。
一、活化原料中的腐植酸，是保护腐植酸资源的“良心工程”。
我国含腐植酸的风化煤、褐煤和泥炭储量仅有2千多亿吨，干基腐植酸含量≥40%以上数量有限，属于不可再生资源。大家知道，含腐植酸的原料，因来源不同、质量差异很大。如果不进行评价，不经工业化提取或采取活化处理，不仅不能发挥其应有的作用与功效，而且会造成含腐植酸资源的极端浪费。所以，注重节约、合理加工和有效利用含腐植酸的宝贵资源，是当代“腐植酸人”的基本责任，是留给子孙后代的“良心工程”。
二、活化原料中的腐植酸，是区分腐植酸基础产品质量差别的前提条件。
前述，不同原料腐植酸含量和质量差别很大。对腐植酸基础产品的生产来说，应选择腐植酸含量高、易于加工、对环境安全的原料；对品位不太高的原料，应通过工业加工来提高原料中腐植酸的含量和活性。“活化”含腐植酸的原料，主要在于让腐植酸脱灰，提升腐植酸的品位，提取及分离腐植酸组分，纯化及分级腐植酸产品，改善腐植酸制剂的稳定性、水溶性、抗絮凝性等，这些都是保证腐植酸基础产品应用的基本要求，也是区分腐植酸基础产品质量差别的“前提条件”。
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”“化学氧化活化”“生物化学降解活化”“光辐射降解活化”以及“超声波活化”等。利用这些方法的主要目的就在于，提高腐植酸的含量，降低腐植酸的分子量，增加腐植酸的官能团，提高腐植酸的水溶性，提高腐植酸的使用效果等。今后，腐植酸结构的剖析、腐植酸原料的活化和腐植酸产品的开发，仍然是腐植酸应用基础研究的主要方向。我们必须提醒，腐植酸应用制剂效果的优劣，不仅直接影响着生产制造商的诸多利益，而且还关系着人们的生产、生活与健康安全及生态环境安全。因此，“活化”腐植酸原料，于“肥料”来说就是大事。
⑸ 筒述黄腐酸钾工艺流程及指标控制
黄腐酸钾生产工艺抄流程：褐煤或泥炭+氢氧化钾（煤重量的15%左右）+水（煤的8倍左右）（pH9~10）——90度下反应约1小时——3000r/min离心去渣——溶液加硫酸酸化（pH～2）沉淀——3000r/min离心除去沉淀——溶液浓缩——喷雾（或喷雾造粒）干燥——黄腐酸钾粉末或颗粒——黄腐酸钾产品包装。两次离心的残渣和沉淀送肥料加工车间进行处理。全过程无废物排放。
关于质量指标控制：目前无国家标准和行业标准，某些企业的优级品黄腐酸钾的质量指标大致为:黄腐酸含量>70%（干基），K2O>10%（干基），水不溶物<1%（干基），pH值：2～3，水分<10%。要达到这些指标，关键是：1）选择黄腐酸含量高的原料煤（如黄腐酸含量不足10%，应事先将煤氧化降解）；2）控制好反应和酸化的pH值；3）采用高效离心机，必要时可通过微滤或超滤器；4）采用高效、节能的蒸发器和干燥机。当然，若生产低档次产品，可以放宽上述技术要求。