活性污泥表面带负电荷,物化污泥带正电荷,是很多人知道的,所以生化产生的污泥选择阳离子絮凝剂,物化泥选用阴离子絮凝剂。但是活性污泥为什么带负电荷?这跟活性污泥的主要组成细菌有关系,细菌的电荷决定了活性污泥的电荷,本文带你全面解析细菌带电荷的原理!
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1、什么是等电点?/ }; u4 n2 u6 ^9 S- a B0 x
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等电点(pI):在某一pH的溶液中,氨基酸或蛋白质解离成阳离子和阴离子的趋势或程度相等,成为兼性离子,呈电中性,此时溶液的pH称为该氨基酸或蛋白质的等电点。
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等电点的作用( {# u7 O3 v4 a1 u j( b
& A& a6 z% z4 Q8 ~1 x% Q! N M在某一pH的溶液中,氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等,所带净电荷为零,呈电中性,此时溶液的pH称为该氨基酸的等电点。0 `( i( a- Y8 t( J9 Q, i- g" }. P
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两性离子所带电荷因溶液的pH值不同而改变,当两性离子正负电荷数值相等时,溶液的pH值即其等电点。
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当外界溶液的pH大于两性离子的pI值,两性离子释放质子带负电。当外界溶液的pH小于两性离子的pI值,两性离子质子化带正电。: |% {- a S/ m4 s9 t9 {' w
, x! T; i5 K4 F0 x当达到等电点时氨基酸在溶液中的溶解度最小。
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2、什么是酸碱度?
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$ _/ `% x8 F* o+ V$ F酸碱度是指溶液的酸碱性强弱程度,一般用PH值来表示。
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: _) j3 u6 J. |, n$ Z: B' ^& u( ^pH值<7为酸性,pH值=7为中性,pH值>7为碱性。- m5 d) |7 F: d4 W! B4 T3 t
0 a: m- ~$ l' }% apH值,亦称氢离子浓度指数、酸碱值,是溶液中氢离子活度的一种标度,也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。这个概念是1909年由丹麦生物化学家Søren Peter Lauritz Sørensen提出。p代表德语Potenz,意思是力量或浓度,H代表氢离子(H)。有时候pH也被写为拉丁文形式的pondus hydrogenii。3 l7 B; q: F- n/ x& B! u) x) ^5 a1 s
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通常情况下(25℃、298K左右),当pH<7的时候,溶液呈酸性,当pH>7的时候,溶液呈碱性,当pH=7的时候,溶液为中性。注意:pH值允许小于0,如盐酸(10 mol/L)的pH为-1。) V0 n, {1 J' f2 e8 W2 x0 _
; i6 ?2 `0 R y! r+ Q6 ?3 M" D1 G# p3、等电点与酸碱度的区别
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氨基酸同时含有氨基和羧基,是两性电解质,在水溶液中均已兼性离子或极偶离子的形式存在。氨基酸的兼性离子在酸性溶液中可接受质子形成阳离子,在碱性溶液中则释放质子形成阴离子。而当氨基酸的净电荷为零时,这个时候的ph成为等电点。
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也就是说氨基酸的等电点与其所在环境的酸碱度没有太大关系,等电点只决定它在水溶液中的存在形式。9 E2 q5 V3 H# G* n+ M
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等电点有可能是酸性也有可能是碱性,并非中性状态!
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% z5 z5 I0 G7 K4、细菌的电荷属性
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) u% c Z9 `5 }( {细菌干重的50-80%为蛋白质,蛋白质由20种氨基酸按一定的排列顺序由肽键连接而成。而且细菌的细胞壁的主要成分也有蛋白质,所以细菌的等电点和氨基酸的等电点相近!
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% F& q } M+ Q6 h* Q已知细菌的等电点在Ph为2~5。革兰氏阳性菌为2~3,革兰氏阴性菌为4~5。6 x4 l, i0 l: W
0 @: v1 l W, F" H+ F一般,细菌的培养、染色、试验、利用过程均在偏碱性(7~7.5)、中性、偏酸性(6~7)条件下,都高于细菌的等电点,故均带有负电荷。
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所以,细菌的电荷决定了活性污泥的电荷属性,污水处理中活性污泥的适宜PH在中性或偏碱性的状态下才能正常的代谢生存,所以,在正常的污水处理中,我们的活性污泥都是携带负电荷的!# j0 f) v. M' ?( {& e
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