全 文 ：第 48 卷 第 2 期 河 南 农 业 大 学 学 报 Vol． 48 No． 2
2014 年 4 月 Journal of Henan Agricultural University Apr． 2014
收稿日期:2013 － 07 － 19
基金项目:南京大学污染控制与资源化国家重点实验室开放基金项目(PCＲＲF12106)
作者简介:帖靖玺，1976 年生，男，河南郑州人，副教授，博士，主要从事水处理技术方面的研究．
文章编号:1000 － 2340(2014)02 － 0214 － 05
辣木籽粕粗提液对水中浊度及水质的影响
帖靖玺1，邵天元1，田 欣2，王艳锦3
(1．华北水利水电大学环境与市政工程学院，河南 郑州 450011;2．商丘市环境监测站，河南
商丘 476000;3．河南农业大学机电工程学院，河南 郑州 450002)
摘要:研究了辣木籽粕粗提液处理模拟浊度水及对水质的影响．结果表明，辣木籽粕粗提液用量分别为 10，20，
30，40 mL时，对中浊度(初始浊度 80 NTU)和高浊度(初始浊度 150 NTU)原水的絮凝沉淀效果较好，而对低浊
度(初始浊度 25 NTU)原水的絮凝沉淀效果欠佳．中、高浊度水的浊度随絮凝沉淀时间而降低，低浊度水的浊度
则先增高后降低．絮凝沉淀 30 min的中高浊度水和 150 min的低浊度水经砂滤后出水浊度即可达到生活饮用水
标准所定限值．滤后水中 CODMn和硝态氮的含量都随粗提液用量增大而增加，CODMn最低为 21． 5 mg·L
－1，滤后
水中硝态氮最高为 6． 6 mg·L －1 ．
关键词:辣木籽粕;粗提液;浊度;水质
中图分类号:X52 文献标志码:A
Effect of coarse extract of Moringa oleifera seed
meal on water turbidity and quality
TIE Jing-xi1，SHAO Tian-yuan1，TIAN Xin2，WANG Yan-jin3
(1． School of Environmental and Municipal Engineering，North China University of Water Ｒesources and Hydro-
Electric Power，Zhengzhou 450011，China;2． Shangqiu Environmental Monitoring Centre，Shangqiu 476000，China;
3． College of Mechanical and Electrical Engineering，Henan Agricultural University，Zhengzhou 450002，China)
Abstract:Experiments were carried out to investigate the coagulation of turbidity by coarse extract of
Moringa oleifera seed meal (CEMOSM)and its influence on water quality． The results indicate that
when the CEMOSM doses are 10，20，30 and 40 mL，the removal rates of turbidity of the raw water with
medium and high turbidity (initial turbidity 80 NTU and 150 NTU)are higher than that of raw water
with low turbidity (initial turbidity 25 NTU) ，and the turbidity of the raw water with medium and high
turbidity coagulated by the CEMOSM decreases with time，however，the turbidity of the raw water with
low turbidity coagulated by the CEMOSM increases first and then decreases with time． The final turbid-
ity of the three groups of raw water with different initial turbidities decreases with the increase of CEM-
OSM dose at the end of the experiments． The turbidity of the water with medium and high turbidity fil-
tered through the sand filter met the turbidity standard for drinking water after settlement for 30 min，
while settlement for at least 150 min was necessary for the low turbidity water to meet the same stand-
ard． The contents of CODMn and NO
－
3 -N increased with the increase of CEMOSM dose，the lowest
CODMn concentration of the filtered water was 21． 5 mg·L
－1，and the maximum concentration of
NO －3 -N was 6． 6 mg·L
－1 ．
Key words:Moringa oleifera seed meal;coarse extract;turbidity;water quality
DOI:10.16445/j.cnki.1000-2340.2014.02.003
第 2 期 帖靖玺等:辣木籽粕粗提液对水中浊度及水质的影响 215
辣木(Moringa oleifera Lam．)是辣木科辣木属
植物，是一种有独特经济价值的热带植物． 辣木籽
富含维生素、蛋白质，微量元素以及油类，是一种营
养丰富的食物［1，2］． 辣木籽含有高活性的净水成
分，这些净水成分具有天然、无毒等特点，能有效地
去除浊度，同时对水中的微生物，以及镉、铬和镍等
重金属也有良好的去除效果［3 ～ 5］． 目前，以辣木籽
作为净水剂的操作方式主要有 2 种．一是采用一定
的技术手段，将辣木籽中的有效净水成分提取出
来，然后用于水处理，但是不同的提取方法得到的
有效净水成分不同，而且现有的提取方法过于复
杂，还都处于试验室研究阶段，无法大规模推
广［6，7］;二是直接将辣木籽或者辣木籽粕粉碎，加
水浸提其中的有效净水成分，然后将浸提液用于水
处理［8］．目前，因辣木籽成分极其复杂，现有的研
究通常着重考虑浸提液对目标物质的去除效果，而
忽略了辣木籽对水质可能造成的影响［9 ～ 13］，这些
影响会限制其在水质净化工程方面的应用．由于辣
木籽能去除水中多种污染物，本研究选择水中的浊
度为研究对象，考察不同用量的粗提液对浊度的去
除效果，以及粗提液的用量对水质产生的影响，以
期对辣木籽粗提液作为净水剂的应用提供参考．
1 材料与方法
1． 1 模拟浊度水的制备
将 10 g高岭土加入 100 mL蒸馏水中，在湿式
球磨机中研磨 20 min，研磨浆液过 200 目筛后定容
至 1 000 mL，陈化 24 h 备用．试试验时，采用蒸馏
水将上述浆液稀释至成低、中、高 3 种浊度，对应的
浊度分别为 25，80，150 NTU．
1． 2 辣木籽粕粗提液的制备
辣木籽粕由云南辣木种植基地提供．采用家用
粉碎机将辣木籽粕粉碎，40 ℃烘箱中干燥 48 h，
取出后过 100 目筛． 取经上述处理的辣木籽粕粉
10 g，加入 50 mL 蒸馏水，在磁力搅拌器上搅拌浸
提 10 min，接着采用 4 层无纺布过滤，滤液定容至
500 mL，此滤液即为辣木籽粕粗提液(以下简称粗
提液) ，采用该粗提液作为混凝剂进行试验．
1． 3 混凝试验
取 1 000 mL 浊度为 25 NTU 的原水加入烧杯
中，向其中加入 10 mL 辣木籽粕粗提液，采用六联
搅拌器快速搅拌 30 s，搅拌速度 200 r·min －1，接
着慢速搅拌 15 min，搅拌速度 20 r·min －1 ．搅拌结
束后开始计时，在不同时刻采用大注射器从烧杯液
面下 2 cm取样，测定取样中的浊度，CODMn和硝态
氮，以考察粗提液对浊度的去除效果以及对水质的
影响．改变粗提液的用量分别为 20，30，40 mL，重
复上述试验．改变初始浊度分别为 80 NTU 和 150
NTU，并分别加入 10，20，30，40 mL的辣木粗提液，
重复上述试验．以上每个不同的浊度均设同浊度但
未投加粗提液的原水作对照试验．
1． 4 砂滤试验
在用大注射器取样后，采用蠕动泵(天津协达
伟业电子有限公司，BT －01)型)从液面下 2 cm 抽
水，蠕动泵的出水自上而下经沙滤柱过滤，用烧杯
收集砂滤柱出水，并测定水样的浊度，以考察砂滤
对浊度的强化去除效果．
滤柱采用 PVA 材质的饮用水管制作，管子内
径为 3 cm，内填经稀盐酸浸泡，并用自来水洗净的
石英砂．过滤装置如图 1 所示．
1．混凝烧杯;2．蠕动泵;3．砂滤柱．
1 ． Beaker;2． Peristaltic pump;3． Sand filter．
图 1 过滤装置示意图
Fig． 1 Schematic diagram of laboratory scale sand filter
1． 5 测定指标及方法
浊度采用浊度仪测定(WGZ － 1 型数字浊度
仪，上海珊科仪器厂) ;CODMn和硝态氮采用均按照
国标法进行测定［14］;pH值采用 pH计测定(PHS －
3C型，上海理达仪器厂)．
2 结果与分析
2． 1 粗提液用量对浊度去除的影响
不同粗提液投加量对浊度去除效果的影响如
图 2 所示． 从图 2 可以看出，3 组试验的相同之处
在于，对照组的浊度都随着试验的进行缓慢下降，
这是构成水中浊度的高岭土颗粒在重力作用下自
然沉降的结果． 3 组试验的不同之处在于，对于初
始浊度为 25 NTU的试验组，当分别投加了 10，20，
30，40 mL的粗提液后，沉淀 30 min 时水的浊度不
降反升，4 种用量对应的浊度分别为 44，54，38，59
216 河 南 农 业 大 学 学 报 第 48 卷
NTU，这是因为粗提液中含有的辣木籽粉的微细颗
粒分散在水中，形成浊度． 在沉淀 30 min 后，水的
浊度开始下降，到试验结束时(330 min) ，4 种粗提
液用量下对应的浊度分别为 32，24，9． 7 ，9． 2
NTU，对照试验的浊度为 20 NTU．对于初始浊度为
80 NTU和 150 NTU 的 2 个组而言，4 种粗提液用
量处理下的水浊度则呈现出一直下降的趋势，且在
最初 30 min内下降显著，沉淀时间为 30 min时，初
始浊度为 80 NTU 组的浊度分别为 28，22，19，18
NTU，初始浊度为 150 NTU 组的浊度分别为 16． 6，
16． 1，5． 1，14 NTU．试验结束时的 330 min，初始浊
度为 80 NTU 的试验组，在 4 种粗提液用量下的对
应浊度分别为 14． 3，12． 8，12． 2，11． 3 NTU;初始浊
度为 150 的试验组的相应浊度分别为 13． 9，12． 9，
12． 2，12． 1 NTU．
试验结果表明，对于试验设置的 3 种不同初始
浊度的原水，粗提液用量越大，浊度去除效果越好．
对于低浊度的原水，当粗提液用量过低时，其处理
后的浊度可能高于原水;而对于中高浊度的原水，
经不同用量的粗提液处理后的水的浊度相差不大，
而且都远低于原水浊度．
2． 2 砂滤对浊度的强化去除
图 2 辣木籽粕粗提液用量对浊度去除的影响
Fig． 2 Effects of CEMOSM dose on turbidity removal
从试验结果可以看出，辣木粗提液确实能够有
效去除水中的浊度，但试验虽然将沉淀时间延长至
330 min，单靠粗提液的絮凝沉淀作用很难将水的
浊度处理到生活饮用水标准所规定浊度≤3 NTU
的限值［15］，因此，采用辅助工艺强化经粗提液处理
水的残余浊度就显得非常必要．在地表水处理工艺
中，砂滤通常用在混凝沉淀之后，用于强化去除水
中残留的浊度．本研究对经过 10，20，30，40 mL 粗
提液絮凝并沉淀后的上述 3 种浊度进行了砂滤处
理，滤后水的浊度如图 3 所示．
注:图中的 BF和 AF分别为滤前和滤后的英文缩写
Note:AF and BF in the figures are the abbreviation of before filtration and after filtration
图 3 砂滤对对浊度去除的影响
Fig． 3 Effects of sand filtration on turbidity removal
图 3 － a 显示，对于初始浊度为 25 NTU 的原
水，对于粗提液用量为 10 mL 和 20 mL 的试验组，
沉淀时间为 30 min 时，滤后水的浊度已降至 3
NTU之下，而对于粗提液用量为 30 mL 和 40 mL
的试验组，只有当沉淀时间延长至 150 min 时，滤
后水的浊度才降至 3 NTU 之下．如前所述，对于低
浊度原水，投加了粗提液后其浊度会出现暂时的升
高现象，对此时段内的水样进行过滤，其浊度可以
穿透滤柱，造成滤后水浊度超标．在试验条件下，对
于低浊度原水，沉淀 150 min 后过滤，滤后水浊度
方能达标．
图 3 － b 和 3 － c 表明，对于初始浊度为 80
NTU和 150 NTU的原水，从沉淀时间 30 min开始，
除少数点外浊度在 3 ～ 5 NTU 之间，其他所有点的
滤后水的浊度都低于 3 NTU． 在试验条件下，对于
中高浊度组，沉淀 30 min进行过滤，滤后水浊度即
可达标．
以上结果表明，采用粗提液作为混凝剂，采用
第 2 期 帖靖玺等:辣木籽粕粗提液对水中浊度及水质的影响 217
混凝 +沉淀 +过滤的工艺能能够有效地去除水中
的浊度，使处理水浊度达标．
2． 3 粗提液对处理水水质的影响
粗提液成分非常复杂，因此在采用粗提液去除
水中浊度的同时，有可能会向饮用水中引入新的物
质．本研究选取了 CODMn和硝态氮 2 个指标作为研
究对象，选择这个 2 个指标是因为这 2 种物质在粗
提液中的含量都比较高，水中 COD含量过高，会影
响水质的生物稳定性，从而引起水质腐败，而过大
量的硝态氮对人有致癌可能，且可能造成水体富营
养化．
对于初始浊度为 25 NTU 的原水，采用了 10，
20，30，40 mL 的粗提液进行了混凝 +沉淀 +砂滤
的处理，对滤后水中的 CODMn和硝态氮进行了测
定，其含量如图 4 所示．从图 4 可以看出，CODMn和
硝态氮的含量都没有出现明显的随时间下降或者
上升的趋势，但是总的来说处理水中 2 种物质的含
量都随粗提液的用量加大而增加，这说明从粗提液
溶入水中的物质只和粗提液的用量有关而与反应
时间无关．一旦粗提液加入水中后，粗提液不再向
水中持续释放 2 种物质，同时释放进入水中的 2 种
物质也不会被粗提液中的有效净水成分去除．
图 4 絮凝沉淀时间对滤后水水质的影响
Fig． 4 Effects of settlement time on filtered water quality
粗提液用量对滤后水质的影响如图 5 所示．从
图 5 可以看出，滤后水中 CODMn和硝态氮的浓度都
随粗提液用量增加而升高．图 5 － a表明，在试验设
定的 4 组辣木粗提液用量下，水中残留的 CODMn最
低为 21． 5 mg·L －1，最高则为 102． 7 mg·L －1 ． 辣
木籽已经作为一种食物被广泛使用，虽然其成分对
人体无害，但是水中过高的有机物会造成微生物的
大量繁殖以及水质腐败． 因此，若以辣木籽粗提液
作为净水剂时，则在混凝沉淀之后应有合理的方法
有效去除水中的有机物，这将是后续研究的重点．
图 5 － b表明，在试验条件下，水中的硝态氮最
低为 1． 5 mg·L －1，最高为 6． 6 mg·L －1 ．
图 5 粗提液用量对滤后水水质的影响
Fig． 5 Effects of CEMOSM dosage on filtered water quality
3 结论
采用无纺布过滤得到的辣木籽粕粗提液能够
有效去除水中的浊度．对于初始浊度为 25 NTU 的
低浊度原水，在投加了粗提液后，其浊度随沉淀时
间延长而先升后降，而对于初始浊度为 80 NTU 和
150 NTU的中、高浊度原水，其浊度则随沉淀时间
延长一直下降．粗提液对中高浊度的混凝效果好于
低浊度，在试验结束时，水中残余的浊度都随粗提
液用量的增加而降低，对于低、中和高 3 种浊度原
水，残余浊度最小值分别为 9． 2，11． 3，12． 1 NTU．
砂滤能够有效去除混凝、沉淀后水中的浊度，中、高
浊度原水沉淀 30 min 后过滤，出水浊度低于 3
NTU，而低浊度原水沉淀 150 min 后过滤，出水浊
度才低于 3 NTU．辣木籽粕粗提液会引起处理水中
CODMn含量升高，本试验条件下最高可达 102． 7
mg·L －1 ．因此，辣木籽粗提液不适合作为大规模
供水的净水剂，适用于偏远地区家用净水，且处理
水应当尽快使用，以防变质． 而作为污水处理的药
剂时，必需有后续工艺去除水中有机物，以避免直
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(责任编辑:蒋国良)