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1、1论微生物絮凝剂的现状及在水处理中的 应用【论文关键词】：微生物絮凝剂；水处理；微生物絮凝机理 【论文摘 要】：综述了微生物絮凝剂的研究发展、微生物絮凝剂产生菌、微生物絮凝的机理及其在水处理中的应用，并预示了今后微生物絮凝剂领域的研究将出现的重点。 微生物絮凝剂是具有生物降解性和安全性的新型、高效、无毒、无二次污染的水处理剂，可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体粒子等凝集、沉淀，在废水脱色、高浓度有机物去除等方面有独特效果。 一、微生物絮凝剂的优点 目前广泛应用的絮凝剂有以下几类： （一）是无机盐类物质，如铝盐、铁盐，处理效果不理想。 （二）其聚合物处理效果虽良好，但用量大，对环境
2、有二次污染。 （三）有机合成高分子类物质，如聚丙烯酰胺及其衍生物等，具有用量少、絮凝速度快的优点，但残留物不易被生物降解，且其单体有强烈的神经毒性和致癌、致畸、致突变效应，造成二次污染。 与传统的絮凝剂相比较，微生物絮凝剂有以下的优点：表面积大，转化能力强，繁殖速度快，易变异，分布广等特点，来源广，高效，无毒，可消除二次污染，应用范围广泛，价格较低。 二、微生物絮凝剂产生菌 2至今发现的具有絮凝性的微生物达 32 个种1，2，其中细菌 18 种，分别为粪产碱菌属、协腹产碱杆菌、渴望德莱氏菌、芽孢杆菌属、棒状杆菌、暗色孢属、草分枝杆菌属、红平红球菌、铜绿假单胞菌属、荧光假单胞菌属、粪便假单胞菌属
3、、发酵乳杆菌、嗜虫短杆菌、金黄色葡萄球菌、土壤杆菌属、环圈项圈蓝细菌、厄式菌属和不动细菌属; 真菌 9 种，分别为酱油曲酶、棕曲酶、寄生曲酶、赤红曲霉、拟青霉属、棕腐真菌、白腐真菌、白地霉和栗酒裂殖酵母；放线菌 5 种，分别为椿象虫诺卡式菌、红色诺卡式菌、石灰壤诺卡式菌、灰色链霉菌和酒红链霉菌。由它们生产的微生物絮凝剂中，最具代表性的为以下三种：1976 年 Nakamura J.用酱油曲霉生产的絮凝剂 AJ7002；1985 年，H.Takagi 用拟青霉属生产的絮凝剂 PF101，对啤酒酵母、血红细胞、活性污泥、纤维素粉、活性炭、硅藻土和氧化铝等有良好的絮凝效果；1986 年 R.Kura
4、ne 等人利用红平红球菌研制成功微生物絮凝剂 NOC-1，对大肠杆菌、酵母、泥浆水、河水、粉煤灰水、活性炭粉水、膨胀污泥和纸浆废水等均有极好的絮凝和脱色效果，是目前发现的絮凝效果最好的微生物絮凝剂。 三、微生物絮凝剂在水处理中的应用 众所周知，微生物絮凝剂不仅高效、安全、对环境不产生二次污染，而且用量少、适用范围广、作用条件粗放，是传统絮凝剂的良好替代品。从目前国内外对微生物絮凝剂应用范围的研究看，它不仅可以替代传统絮凝剂用于给水处理，或者用于医药、食品加工和发酵等行业的固液分离，而且在高浓度难降解废水的除浊、除重金属、脱色和除油等方面也表现出相当的优势。在上述废水处理中，投加微生物絮凝剂相当
5、于预处理工序，除去废水中相当一部分有机物、浊度、色度和油脂等，减轻后续处理单元的负荷，提高处理效率和能力。另外，在传统的活性污泥工艺系3统运行中常常会出现污泥膨胀或污泥活性不高等现象，微生物絮凝剂可以很好地改善活性污泥的性能。 （一）处理高浓度有机废水 畜产废水是含 COD 较高的难处理有机废水，采用合成有机絮凝剂虽然有较好的效果，但存在二次污染。微生物絮凝剂可以有效的去除畜牧废水中的 TOC和 TN。R.Kurane 在 80mL 畜牧废水中加入 100mL Ca2+溶液(1%的浓度)和 5 mL红平红球菌培养物，可以使 TOC 从 1420mg/L 下降到 425mg/L，使 TN 从42
6、0mg/L 降为 215mg/L，去除率分别为 70%和 40%。同时废水的 OD660 值从 8.6降为 0.02，出水基本是无色澄清的5。猪粪尿废水采用 NOC-1 加 Ca2+处理10min 后，废水的上清液变成几乎透明的液体，废水中的 TOC 由处理前的8200mg/L 变为 2980mg/L，去除率达 63.7%，OD660 由处理前的 15.7 变为 0.86，浊度去除达 94.5%4。 （二）给水处理 邓述波5等人利用含有糖醛酸、中性糖和氨基糖的多糖絮凝剂处理河水，相比于海藻酸钠、明胶絮凝剂而言，絮团大、沉降快、上清液浊度低，而且处理后COD 值最小。 （三）畜产废水的处理 畜产
7、废水是含 BOD 较高的难处理有机废水，采用合成有机絮凝剂虽然有较好的效果，但存在二次污染。 （四）建材废水的处理 含有高悬浮物的建筑材料加工废水也是较难处理的一类废水，例如陶瓷厂废4水，主要包括胚体废水和釉药废水两种。 （五）消除污泥膨胀 不少工业废水在采用活性污泥处理过程中，形成的活性污泥容易发生膨胀，从而影响处理效率，若添加微生物絮凝剂，会取得良好效果。如甘草制药废水生化处理过程中形成的膨胀性污泥，当在其中添加 NOC-1 微生物絮凝剂后，污泥的 SVI 很快从 290 下降到 50，消除了污泥的膨胀，恢复了活性污泥的沉降能力。 （六）水的脱色 现今的活性污泥法技术除去废水中的 BOD
8、并非难事，但对于脱色几乎还没有特效的方法，特别是对于那些可溶性色素很难处理，而采用微生物絮凝剂NOC-1，对墨水、糖蜜废水、造纸黑液、颜料废水进行的试验表明，处理后上清液变为无色透明。庄源益等7，用 NAT 型微生物絮凝剂直接絮凝黑染料生产废水，其脱色率可达 60%。 四、微生物絮凝剂研制开发中的重点 由于微生物絮凝剂的独特优越性，今后由它取代传统的絮凝剂是一个无可阻挡的趋势。但要达到这一步，就目前的研究状况而言，还有很多制约性的“瓶颈“需要克服，具体来说，主要有以下几点:快速寻找、筛选絮凝剂产生菌的方法研究。自然界的微生物很多，能产絮凝剂的也不少。但要找到它们，根据目前的方法，是比较困难的，
9、效率很低。因此有必要找到一种能快速确定微生物絮凝剂产生菌的方法。降低培养基的成本。目前，微生物絮凝剂的使用成本是比较高的，主要是受培养基成本的影响。为了微生物絮凝剂的广泛使用，必须找到价廉物美的培养基。彻底搞清微生物絮凝剂的作用机理，正确指导它的制备和使用。从分子生物学的角5度弄清微生物絮凝剂的遗传基因，考虑用基因工程的方法生产微生物絮凝剂。 参考文献 1 张彤、朱怀兰、林哲，微生物絮凝剂的研究与应用进展J. 应用与环境生物学报, 1996, 1(2): 95-105. 2 江锋、黄晓武、胡勇有，胞外生物高聚物徐凝剂的研究进展(上)J. 给水排水, 2002, 28(8): 83-89. 3 张路、王正品、刘江南，回火对国产 P91 钢组织和性能的影响J. 铸造技术，2003, (6). 4 朱晓江、尹双凤、桑军强，微生物絮凝剂的研究和应用J. 中国给水排水，2001，17(6): 19-22. 5 邓述波等，微生物絮凝剂 MBFA9 的絮凝机理研究J. 处理技术, 2001, 27(1): 22-25. 6 吕向红, 微生物絮凝剂J. 化工环保, 1995, 15(4): 211-218. 7 庄源益等, 生物絮凝剂对水中染料絮凝效果探讨J.水处理技术. 1997, 23(6): 349-353.
