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1、微生物絮凝剂的研究,窦晓,01,02,03,04,絮凝剂的概念及作用机理,微生物絮凝剂的概念和发展历史,微生物絮凝剂的种类和优势,05,微生物絮凝剂的八大假说,微生物絮凝剂产生菌的筛选与活力测定,07,06,微生物絮凝剂的应用与存在的问题,微生物絮凝剂的发展展望,絮凝剂：是一种可使液体中不易沉降的固体悬浮颗粒凝聚沉降的物质,传统絮凝剂,无机型：如铁盐、铝盐等,有机型：聚丙烯酰胺等,二次污染,难降解,老年痴呆,致突变性,絮凝剂絮凝过程,絮凝剂的絮凝机理,电中和机理 架桥机理 化学反应机理 卷扫作用,电性中和机理,架桥作用机理,化学反应学说,化学反应学说,卷扫作用,絮凝过程比较复杂，单一的某一机理
2、并不能解释所有的现象，很多研究发现，絮凝过程是多种机理的协同作用。,协同作用,架桥,电中和,氢键、离子键,卷扫作用,微生物絮凝剂,是一种天然生物高分子絮凝剂，由微生物产生并分泌到细胞外，是具有絮凝活性的微生物代谢产物。微生物絮凝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发生凝聚、沉淀，是具有生物分解性和安全性的高效、无毒、无二次污染的绿色水处理剂。,1876,1935,20世纪70年代,1879,法国Louis Pasteur发酵后期的酵母菌具有絮凝能力,第一次在水处理领域发现具有分泌絮凝剂能力的微生物,美国学者发现约占污泥量2%的微生物相生枝动胶菌(Zooloea ramige
3、ra)有着良好的絮凝活性,Bordet发现血液中分离出的抗体可以凝集细菌细胞,微生物絮凝剂的发展进程,日本学者发现了具有絮凝作用的微生物培养液,效率高、用量少、范围广,无毒性、可消除二次污染,脱色效果优异，可脱去一些高分子絮凝剂不能脱去的色素,微生物絮凝剂的优势,疏水假说,荚膜假说,PHB脂合假说,八种假说,阳离子直接作用假说,病毒假说,类外源絮凝聚素假说,微生物絮凝剂的作用机理,三维基质模型假说,菌体外纤维素假说,荚膜假说：认为微生物细胞在生长过程中形成了黏性荚膜，粘连颗粒从而形成絮体,疏水假说：疏水假说认为微生物细胞表面的疏水性与絮凝 过程有关，颗粒与细胞表面的疏水作用对细菌的黏附至起到
4、重要作用。,“三维基质模型”假说 ：“三维基质模型”假说认为在 离散细胞和伸展的桥键之间形成三维基质模型，在静止条件 下可以沉降。,阳离子直接作用假说 ：二价阳离子等离子产生的絮凝效 应，有人认为是架桥作用，也有人认为是阳离子直接影响细 胞壁含量，从而影响微生物细胞的絮凝性状。,“类外源絮凝聚素”假说 ：“类外源絮凝聚素”假说是针对絮凝菌的絮凝现象而提出的一种假说，认为絮凝性酵母细胞壁上的特定表面蛋白与其他酵母细胞表面的甘露糖残基之间的专一性结合引起絮凝。絮凝供体对蛋白酶敏感，仅存在于絮凝细胞上；受体对蛋白酶不敏感，受甘露糖专一控制，存在于絮凝和非絮凝细胞上。,菌体外纤维素学说 ：Friedm
5、an的菌体外纤维素学说主要是针对纤维素类生物絮凝剂提出的，由于部分引起絮凝的菌体外有纤丝，认为是这些胞外纤丝直接参与了絮凝，纤丝把颗粒联结在一起，聚合形成絮体。,病毒假说病毒假说：病毒假说病毒假说是由Strantford提出的有关酵母絮凝作用的解释，认为外源絮凝集素可能从酵母的一种感染剂产生，而非酵母本身产生。例如：酵母絮凝可能受病毒转移激活蛋白表达的诱导；Kill-L病毒与FLO1表型伴随并且LdsRNA 与假定的絮凝结构基因相一致，这提示了酵母絮凝是Kill-L 病毒外壳蛋白表达的结果。但是病毒假说是基于间接证据的推理，需要进一步的实验证明。,微生物絮凝剂产生菌的筛选及絮凝活性的测定,菌种
6、来源：土壤、生活污水、工业废水或污泥等 菌种分离、纯化：通过稀释涂板法和划线法分离培养基 初筛：筛选培养基，高岭土悬浊液 复筛：筛选培养基，高岭土悬浊液 絮凝活性的测定：絮凝率=（A-B）/A100%. 式中：A为未絮凝处理的对照上清液550nm处的吸光度， B为絮凝处理后的上清液550nm处的吸光度。分光光度计,生物絮凝剂的应用,生物絮凝剂作为一类新型絮凝剂,其广谱的絮凝活性，可生物 降解性及应用安全性显示了它在水处理和发酵工业等方面的应 用前景,污泥膨胀指污泥结构极度松散，体积增大、上浮，难于沉降分离影响出水水 质的现象。基本上目前各种类型的活性污泥工艺都会发生污泥膨胀。污泥膨 胀不但发生
7、率高，发生普遍，而且一旦发生难以控制，通常都需要很长的时 间来调整。,生物絮凝剂不仅可以替代传统絮凝剂用于给水处理，还可以去除 废水中的SS、COD、BOD，而且在高浓度难降解废水的除浊、除 重金属、脱色和除油及医药、食品加工和发酵等行业的固液分离 等方面也表现出相当的优势。另外，生物絮凝剂可以改善传统活 性污泥工艺运行中出现的污泥膨胀现像。,1,4,2,3,废水中悬浮物（SS）的去除,废水脱色去除生化、化学需氧量,食品工业废水的处理,生物,应用,的,絮凝剂,5,重金属废水的处理及贵金属回收,选择性絮凝选矿,问题二：,问题一：,生物絮凝剂目前存在的问题,在研究微生物絮凝剂处理废水时，尚没有关于
8、絮凝剂种类、成分 与处理废水类型对映关系的研究，这将造成微生物絮凝剂在使用 过程中的盲目性和缺乏针对性，从而难以提高微生物絮凝剂处理 废水的效率,絮凝剂用量大、成本高等问题给生物絮凝剂在工 业上广泛的应用造成了巨大障碍,问题三：,测定絮凝剂活性的指标单一。目前，国内外只用微 生物絮凝剂处理高岭土悬浊液的能力来表征其性能，对 于性质和种类千差万别的工业废水而言，此指标显然不 能全面衡量。,越来越多的高效絮凝剂被发现,01,不断优化生产工艺降低成本,02,深入研究絮凝剂与不同水质的对应关系,03,通过现代生物学技术获得高产工程菌,04,建立生物絮凝剂活性评价新标准,05,发 展 趋 势,development tendency,Q&A,
