微生物絮凝剂在水处理中的应用
摘要：微生物絮凝剂法广泛应用于水处理中。本文主要论述了微生物絮凝剂的分类，絮凝机理，影响絮凝活性的因素及在水处理中的应用。关键词：微生物絮凝剂；水处理；应用
1 前言
随着水处理技术的发展,絮凝剂的研究和应用越来越受到重视。微生物絮凝剂是某些微生物在特定的培养条件下，生长到一定阶段而产生的有絮凝活性的次生代谢物质，可作为一种新型水处理剂，具有安全、高效、易生物降解等特性[1]。微生物絮凝剂多数相对分子质量较大(104~106)，分离纯化的微生物絮凝剂主要有多聚糖、糖蛋白、糖脂、脂蛋白、DNA、RNA、纤维素等，其中以多聚糖和糖蛋白类物质占绝大多数[2]。
2 微生物絮凝剂的分类
1) 直接利用微生物细胞的絮凝剂，如某些细菌。其中霉菌、放线菌和酵母，它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中。
2) 利用微生物细胞提取物的絮凝剂，如酵母细胞壁的葡聚菌、甘露聚糖、蛋白质和N-乙酸葡萄糖胶等成分均可以作为絮凝剂。
3) 利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂，微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物，主要有细菌的荚膜和粘液质，除水分外，其余主要成分为多糖及少量的多肽、蛋白质、脂类及复合物，其中多糖在某种程度上可作为絮凝剂[3]。
3 微生物絮凝剂的絮凝机理
微生物絮凝剂在液体介质中主要通过其电荷性质和高分子特性使胶体脱稳、絮凝沉淀、固液分离。研究工作者已经提出多种絮凝机理，其中以“桥联作用”机理最为人们所接受。
3.1 “桥联作用”机理
该学说认为微生物絮凝剂大分子借助离子键、氢键和范德华力，同时吸附多个胶体颗粒,在颗粒间产生“架桥”现象，并形成一种网状的三维结构而沉淀下来。Lee等以吸附等温线和ζ电位测定表明，环圈项圈藻PCC-6720所产生的絮凝剂对膨润土絮凝过程是以“桥联作用”机理为基础的。电镜照片显示细菌之间有胞外聚合物搭桥相连，正是这些桥使细胞丧失了胶体的稳定性而紧密聚合并在液体中沉淀下来。
3.2 “电性中和”机理
胶体粒子的表面一般带有负电荷，当带有一定正电荷的链状生物大分子或水解产物靠近胶粒表面时，将会中和胶粒表面的一部分负电荷，减少静电斥力，从而使胶粒间因发生碰撞而凝聚。
3.3 “卷扫作用”机理
当微生物絮凝剂投加到一定量且可形成小粒聚体时，可以在重力作用下迅速网捕,卷扫水中胶粒而产生沉淀分离，称为“卷扫作用”或“网捕作用”。“卷扫作用”基本上是一种机械作用。
此外，还有其它的一些絮凝机理，如粘质学说、酯合学说、荚膜学说等也可解释部分絮凝现象。絮凝的形成是一个复杂的过程，单一的某种机理并不能解释所有的现象，絮凝作用是多种作用的共同结果[4]。
4 影响絮凝活性的因素
4.1 分子量
絮凝剂分子量大小对其絮凝效果的影响很大，分子量越大，絮凝活性越高。当絮凝剂的蛋白质成分降解后，分子量减小，絮凝活性明显下降。一般线性结构的大分子絮凝剂的絮凝效果较好，如果分子结构是交链或支链结构，其絮凝效果就差[5]。
4.2 絮凝剂的投加剂量
每一种絮凝剂都有一个最佳投加剂量，过多或过少，絮凝效果均会下降。据分析，投加剂量的最佳值约是固体颗粒表面吸附大分子化合物达到1/2饱和时的吸附量，此时大分子在固体颗粒上架桥几率最大。
4.3 温度
适当提高温度可提高絮凝效率。絮凝物质结构上含有蛋白质或肽链的絮凝剂一般都是热不稳定的，高温可使这些高分子物质空间结构改变，导致变性，从而使絮凝活性下降。而由糖类构成的絮凝剂则是热稳定的，它们对温度不敏感，絮凝剂活性不随温度的改变而改变，或者改变较少。例如R.erythropolis产生的絮凝剂在100℃的水中加热15min后，其絮凝活性下降50%。
4.4 PH
微生物絮凝剂的活性随pH值的变化而变化，因为酸碱度的变化影响微生物絮凝剂及其被絮凝物表面电荷、带电状态及中和电荷的能力。在一定的pH值范围内，微生物絮凝剂表现出良好的絮凝活性。不同的絮凝剂对pH值变化所表现的效果也不一样，同种絮凝剂对不同的被絮凝物具有不同的pH初始值要求。
4.5 金属离子的种类和浓度
金属离子的种类和浓度对微生物絮凝剂的影响较大。适当浓度的金属离子可以促进微生物絮凝剂分子与悬浮颗粒以离子键结合，从而提高絮凝活性，这对于提高微生物絮凝剂的絮凝活性有重要意义。但是，金属离子的浓度不能过高，否则，由于大量离子占据了絮凝剂分子的活性位置，把絮凝剂分子与悬浮颗粒隔开而抑制絮凝。而不同的絮凝剂，其适合的离子种类有所差异，目前研究较多的有二价离子中的Ca2+、Mg2+、Mn2+等，以及三价离子中的Al3+、Fe3+等。
4.6 分子结构
单线性结构比交联和支链的结构好。
4.7 微生物的培养期
培养后期的产生菌形成的絮凝剂絮凝效果较好[6]。
5 微生物絮凝剂在水处理中的应用
5.1 在污水处理中的应用
5.1.1 城市生活污水
杨开等采用微生物絮凝剂普鲁兰(Pullulan)和聚合氯化铝复合絮凝的方法，对我国南方低浓度城市污水进行了强化一级处理试验研究。结果表明，在最佳复配比和最佳絮凝动力学条件下，复合絮凝剂对污水浊度、COD、TP、NH3—N等指标的去除率分别达到了95%、58%、91%、15%以上，且具有污泥沉降与脱水性能良好、处理费用低等特点。尹华等筛选出的菌株GS7，处理城市污水等实际废水时具有用量少、澄清速度快等特点，浊度去除率达93.5%。
5.1.2 建材和焦化废水
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，例如陶瓷厂废水，主要包括胚体废水和釉药废水两种，前者主要含有较多的黏土颗粒，后者除含黏土颗粒外，还有相当数量的釉药。当添加NOC-1后5min,胚体废水的浊度从原来的1.4降低到0.043；釉药废水的浊度从17.2下降到0.35；浊度去除率分别为96.6%和97.9%，可得到几乎透明的上清液。有研究表明，微生物絮凝剂的投加量在200 10-16时，就能达到FeCl3浓度超过3000 10-6时的絮凝效果。
5.1.3 染料废水
现今用活性污泥法去除废水中的COD并非难事，但对于脱色还缺乏比较有效的办法，特别是可溶性色素很难处理。采用微生物絮凝剂NOC-1，对墨水、糖蜜废水、造纸黑液、颜料废水等进行的试验表明，处理后上清液呈无色透明。李智良等用P.alcaligenes 8724菌株产生的絮凝剂，在实验室对纸浆黑液和氯霉素等色素较深的废水进行脱色处理，脱色率分别达95%和98%以上。庄源益等用生物絮凝剂对水中染料的脱色进行的大量试验表明，在含有钙离子的条件下，对直接黑染料生产废水稀释液的脱色率达60%左右[7,8]。
5.1.4 畜产废水
畜禽废水的BOD较高，是属于较难处理的一类高浓度有机废水。如猪粪尿废水，采用合成高分子絮凝剂处理效果不好，而采用NOC-1微生物絮凝剂加Ca2+处理,则效果十分显著，处理后10min 废水的上清液变成几乎透明的液体。废水的TOC由处理前的8200mg/L变为2980mg/L，去除率达63.7%，浊度由处理前的15.7变为0.86，去除率达94.5%。R.erythropoli培养物与一定浓度的钙离子溶液混合后，对该种废水的TOC去除率将会更高，同时对总氮也有显著的去除作用[9]。
5.1.5 食品工业废水
由于微生物絮凝剂具有安全、无毒的特性，逐渐在食品废水处理中被采用,并达到了满意的效果。如用微生物絮凝剂普鲁兰处理味精废水，其COD和SS的去除率可达到40%左右，其浊度去除率可达99%。邓述波等用MBFA9处理淀粉厂的黄浆废水，无论是悬浮物还是COD的去除率均高于传统的化学絮凝剂PAM，且可回收蛋白质成分作饲料。
5.1.6 鞣革废水
在鞣革工业废水中加入C-62菌株产生的絮凝剂，浊度去除率可达96%。柴晓利等筛选到的Azomonassp.的发酵液对皮革废水的脱色效果也非常明显。
5.1.7 塑料废水
在塑料工业中，酞酸醋作为一种增塑剂被广泛应用，所产生的废水中含量较高，因此比较难处理。许多微生物不仅能产生絮凝剂,还能降解有机物，如Rhodoccocusn erythropolis能在以酞酸酣为炭源的培养基上生长，并合成一种酶。该酶将具有不同支链的邻苯二甲酸醋分解成邻苯二甲酸及乙醇，同时产生絮凝剂,达到双重处理效果。
5.1.8 电镀废水
电镀废水中的铬，属于重金属，对环境及人体危害较大。田小光等以硫酸盐还原菌培养液为净化剂，可使水中的Cr6+含量由44.11mg /L下降为5.365ug/L。
5.2 其他方面的应用
5.2.1 给水和饮用水
水源水中往往含有颗粒物、少量有毒有机物及水中滋生的病原菌等。微生物絮凝剂在给水中去除浊度、病原菌等方面的效率，高于传统的无机及有机絮凝剂，而且用量少，应用范围广，沉淀物滤过性好，饮用后对人体无毒副作用。
5.2.2 乳化液的油水分离
Aguilaw等在乳化液中加入特定的絮凝剂，在一定程度上可使油水分离。如用Alcaligenes latus 培养物可以很容易地将棕搁酸从其乳化液中分离出来。试验表明，向100mL的0.25%乳化液中加入10mLAlcaligenes latus培养液和1mL聚合氨基葡聚糖，乳化液中形成明显可见的油滴并浮于表面，下层清液的COD值从原来的450mg/L下降为235mg/L，下清液的COD去除率为48%，远好于无机絮凝剂和人工合成的高分子絮凝剂。
5.2.3 活性污泥沉降性能的改善
活性污泥法处理过程中容易发生污泥膨胀，从而影响处理效率。微生物絮凝剂还能迅速消除污泥膨胀，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，当在其中添加由红平红球菌制得的微生物絮凝剂NOC-1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。
微生物絮凝剂还可以改善污泥的沉降性能。活性污泥处理系统的效率常因污泥沉降性能变差而降低。某些微生物絮凝剂能有效防止污泥解絮，提高处理系统效率，而不会降低有机物去除率[10]。
5.2.4 发酵产品的固液分离
利用絮凝剂对细胞具有优良的沉降性能来去除发酵液中的菌体，可大大减少能耗、降低成本，且操作简单、管理方便。如在酿酒工业中，有絮凝性能的酵母替代没有絮凝性能的酵母可以酿出质量更好的啤酒；另外，在生物乙醇和面包发酵酵母的生产中也应用了这种絮凝剂。用絮凝方法可以提高去除固体物的效率，减少处理时间，有助于降解不稳定生物物质以及节省成本。
6 微生物絮凝剂的优点
6.1 高效性
与现在常用的各类絮凝剂相比，同等用量下，微生物絮凝剂对活性污泥的絮凝速度较快，且絮凝物更容易过滤除去。
6.2 无毒性
微生物絮凝剂是一类天然无毒的有机高分子化合物，对环境和人类均无毒无害，可以用于食品、医药等行业的发酵后处理。
6.3 可消除二次污染
由于微生物絮凝剂主要成分为糖蛋白、粘多糖、蛋白质、纤维素、DNA等高分子物质，具有生物优先降解性，可消除对环境造成的二次污染。
6.4 絮凝范围广泛，脱色效果独特
微生物絮凝剂对多种颗粒以及可溶性色素物质等都具有优良的絮凝能力和脱色能力，可用来处理生活污水和工业废水。对大肠杆菌、酒精酵母等微生物及有混合培养系的活性污泥具有显著的絮凝效果；对无机物如高岭土、火力发电厂的粉煤灰及粉末活性炭等具有优异的絮凝效果。
6.5 节约药剂
试验研究结果表明，与单纯的化学絮凝沉淀处理相比，可以节省药剂20%以上。由于药剂消耗量减小和空气混合絮凝反应过程的生物氧化作用使污泥量有较明显的降低，从而使污泥固体总量减少20%以上。复配PAM有助于进一步降低药剂投加量和降低污泥含水率。
6.6 运行方式灵活
在采用空气混合絮凝反应的情况下，处理系统可按3种方式运行：化学絮凝沉淀强化一级处理、化学-生物联合絮凝沉淀强化一级处理、生物絮凝沉淀强化一级处理，以适用不同时期水质水量的变化，运行灵活性明显提高[11,12]。
6.7 去除效率高
化学-生物联合絮凝沉淀处理系统通过污泥回流和保持较高的反应池污泥浓度，一方面提高了化学药剂的有效利用率，生成的氢氧化铝或氢氧化铁回流到反应池后可以继续与磷酸盐反应生成沉淀物，降低药剂消耗量；另一方面，污泥回流可以加快絮状物的形成，加上污泥浓度的提高，在沉淀池中迅速形成污泥层，增强网捕过滤作用，可明显改善分散性悬浮物和金属磷酸盐细微沉淀
物的固液分离和沉淀去除效果，加快絮凝沉淀物在沉淀池中的沉淀。除此之外，污泥回流还可以提高污泥的密度。
6.8 改善混凝条件
在空气混合絮凝反应情况下，增加污泥回流和生物絮凝作用可以明显改善絮凝反应条件，是因为混合絮凝反应的效果取决于G C t值(G为速度梯度，C为反应池颗粒<污泥)为浓度）。化学-生物联合絮凝沉淀运行方式中，反应污泥浓度为1 000~4 000 mg/L，是无回流絮凝沉淀的5~20倍，复合和絮凝反应得到有效保证。进水有机物浓度和磷浓度较低的情况下，按空气生物絮凝方式运行。增加污泥回流比，生物絮凝和生物氧化作用，投加化学药剂(聚铝)就可满足处理要求，要时可投加少量PAM以改善生物絮体的固液分离性能。此外，它热稳定性较强，而且用量少，使用安全、方便，对环境和人类无毒、无害，产生絮凝剂的微生物绝大多数来自与人类十分密切的土壤中，在分离这些微生物和生产微生物絮凝剂的过程中，对人类不会造成不良后果[13]。
7 结论
微生物絮凝剂无毒无害无二次污染等特性，其应用前景明显优于普通絮凝剂。正是由于这种特性和优势，生物絮凝剂的研制和开发为水处理技术的发展展示了一个广阔的前景，决定了在污水处理众多领域有很大的应用潜力。微生物絮凝剂将可能在未来取代或大部分取代传统的无机高分子和合成有机高分子絮凝剂，但目前微生物絮凝剂的应用还大多处于菌种的筛选阶段，存在成本较高的缺点，无法适应工业化生产的需要。我们应该加快微生物絮凝剂的研究和应用开发，使之尽早用于我国的水处理领域，以推动我国水处理技术向前发展。
参考文献
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理,1996,16(1):7~9
[3] 崔小明. 微生物絮凝剂在水处理中的应用[J].净水技术
微生物絮凝剂 摘要：微生物絮凝剂是一种具有广阔应用前景的天然高分子絮凝剂，因其具有高效、无毒、无二次污染等性质而备受人们的关注，并广泛应用于水处理、食品加工和发酵工业。本文综述了微生物絮凝剂的研究与应用进展，包括合成絮凝剂的微生物种类、微生物絮凝剂的分类及特点、结构、微生物絮凝剂的絮凝机理和絮凝能力的影响因素，最后提出了微生物絮凝剂的发展趋势。 关键词：微生物絮凝剂；絮凝机理；研究进展 絮凝剂被广泛地应用于工业废水处理、食品生产和发酵等工业中。一般把絮凝剂分为3 类：1、无机絮凝剂，如硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁等；2、有机合成高分子絮凝剂，如聚丙烯酰胺及其衍生物、聚乙烯亚胺、聚苯乙烯磺酸盐等；3、天然高分子絮凝剂，如改性淀粉、聚氨基葡萄糖、壳聚糖、藻酸钠、几丁质和微生物絮凝剂[1]。 人们逐渐认识到：无机絮凝剂一般使用量较大，容易造成二次污染。如水中残留铝离子过多，不但对水生生物和植物有害，还可造成老年人的铝性骨病及痴呆症。铁离子虽对人体无害，但铁离子会使处理的水呈现红色，并刺激铁细菌繁殖，从而加速对金属设备的微生物腐蚀。目前使用的PAM 等高分子有机絮凝剂，通常价格昂贵，在水中的残留物不易降解，而且有些聚合物单体具有毒性和致癌作用。随着人们生活水平的提高，以及对卫生及环境的关注，急需研究和开发絮凝效果好、价格低廉、易降解、环境友好、应用范围广、无二次污染的新型絮凝剂。 当今国内外对絮凝剂研究和发展方向是由无机向有机、低分子向高分子，单一向复合、合成型向天然型发展。基于生物多样性，开展了微生物絮凝剂的研究。微生物絮凝剂是一类由微生物在生长过程中产生的，可以使水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、沉淀的特殊高分子聚合物。是一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒、廉价的水处理剂，近些年来受到极大关注, 有逐步取代传统絮凝剂的趋势[2]。 1 合成絮凝剂的微生物种类 能产生絮凝剂的微生物有很多种类，细菌[3，5]、放线菌[4]、真菌[5]以及藻类[6]等（见表1）都可以产生絮凝剂。这些已经鉴定的絮凝微生物，大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中，从这些微生物中分离出的絮凝剂不仅可以用于处理废水和改进活性污泥的沉降性能，还能用在微生物发酵工业中进行微生物细胞和产物的分离。 表1 一些能产生絮凝剂的微生物 微生物种类Microorganisms 絮凝剂主要成分Components of flocculats 细菌Bacteria Rhodococcus erythropolis蛋白质Protein Alcaligeues cupidus 酸性聚多糖Acid polysaccharide Pseudomouas sp 粘多糖Mucopolysaccharide Lactobacillus fermeutum 蛋白质Protein Flavobacterium sp 蛋白质Protein Zoogolea sp 氨基多糖Animopolysaccharide 放线菌Antinomyces Nocardia amarae 蛋白质Protein
微生物絮凝剂的应用及研究进展 刘敏，张兴 作者简介：刘敏(1986-),女，在读研究生，主要研究方向：微生物絮凝剂 通信联系人：张兴(1964-)，男，教授，重要从事环境生物技术的研究. E-mail: kuangdazhang@https://www.doczj.com/doc/1b17396123.html, （中国矿业大学化工学院，江苏 徐州 221008） 摘要：微生物絮凝剂(MBF)是利用生物技术，从微生物或其分泌物中提取、纯化而获得的一种安全、高效，且能自然降解的新型水处理剂，微生物絮凝剂种类直接利用微生物细胞的絮凝剂、利用微生物细胞提取物的絮凝剂、利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂。微生物絮凝剂可广泛应用于废水处理、饮料工业、生物制药、重金属废水处理及贵重金属回收与选择性絮凝选矿等方面。 关键词：微生物絮凝剂；絮凝；水处理；应用；进展 Development and Application of Microbial Flocculant Liu Min, Zhang Xing (Department of Chenistry,CUMT, JiangSu XuZhou 221008) Abstract: Microbial Flocculant (MBF) is to use biotechnology, is taken from microorganisms or their secretions extract, purification, then get a safe, efficient, and natural degradation of water dispose reagent and oakum of the main coagulant directly from the cells flocculant, using microorganisms's cell extract flocculant, using flocculant bring by microorganisms cell metabolism. Microbial flocculant widely applied in waste treatment and beverage industry, the biological waste treatment and pharmaceutical, the heavy metal waster water treatment , metal reclaim noble metal and selectivity flocculant mill run. Keywords:MBF;flocculate;water treatment;application;development 0 引言 微生物的絮凝作用首先是由路易斯·帕斯特于1876年在酵母菌中观察到的，两年后类似现象亦在细菌中发现。1976年J. Nakamura 等从霉菌、细菌、放线菌和酵母菌等214种菌株中筛选出19种具有絮凝能力的微生物，其中以酱油曲霉(Asperillussojae)AJ7002产生的絮凝剂效果最好。1985年H. Takagi 等研究了拟青霉属(Paecilomyces sp ．I-1)微生物产生的絮凝剂，精制获得PF-101絮凝剂。1986年R. Kurane 等从能降解酞酸酯的微生物中筛选出日本旱田土壤中常见的红平红球菌(Rhodococcuserythropolis)，并利用该菌研制开发了絮凝剂NOC-1。该絮凝剂对大肠杆菌、酵母、泥浆水、河水、粉煤灰水、活性碳水、膨胀污泥、纸浆废水均有良好的絮凝和脱色效果[1~4]。 生物絮凝剂能絮凝处理的对象广泛，包括粉煤灰、活性污泥、木炭、墨水、泥水、饮用水、河低沉积物、高岭土、印染废水、果汁、细菌、酵母菌以及各种生产废水等。如现已研制成的生物絮凝NOC —1是以红平红球菌为主体，在Ca 2+存在下，对大肠杆菌、酵母、泥浆水、河底泥水、河底沉积物、粉煤灰、活性炭粉水、畜产废水、膨胀污泥、瓦长废水、纸浆废水、染料废水有极好的絮凝和脱色效果，该产品已商业化。生物絮凝对悬浊液絮凝速度快、用量少、效果好，对胶体、溶液均有较好的絮凝效果，对富含有机质的屠宰水等也有较好的絮凝、去色效果，而其它絮凝剂由于各自的特点在某些应用领域的应用受到限制。不足之处是，生物絮凝的效果容易受到有毒物质的干扰，菌体生长受影响较多，因此，被处理废
第28卷 第3期 2009年 5月环 境 化 学ENV I RONMENT AL CHE M I ST RY Vol .28,No .3M ay 2009 2008年6月13日收稿. 3广东省科技计划项目(2005B33301004)133通讯联系人. 微生物絮凝剂的污泥脱水性能研究 3叶何兰1 叶锦韶1,233 钟子嘉1 尹 华1 彭 辉1 张 娜 1(1 暨南大学环境工程系,广州,510632;2 中国科学院广州地球化学研究所,有机地球化学国家重点实验室,广州,510640)摘 要 采用酱油曲霉发酵制备的微生物絮凝剂对广州市猎德污水处理厂浓缩污泥的脱水性能进行研究1实验结果表明,酱油曲霉分泌的微生物絮凝剂对浓缩污泥有较好的脱水效果,调理后的污泥比阻可降至819×1011m ?kg -1,显著地改善了污泥的脱水性能1与对照样相比,脱水率提高了7%,含水率降低了6%1当絮凝剂的投加量为污泥体积的5%、干重质量浓度为518mg ?l -1时,污泥的脱水效果最佳,污泥脱水率从7516%提高到8216%,污泥含水率从8214%降到7614%1微生物絮凝剂和聚丙烯酰胺(P AM )复合使用有助于改善污泥的脱水性能,当10mL 116mg ?l -1微生物絮凝剂和6mL 1g ?l -1P AM 复合使用时,污泥的脱水率为8219%,脱水后污泥的含水率为7611%1 关键词 酱油曲霉,微生物絮凝剂,污泥1 城市污水厂的浓缩污泥含水率高,脱水性能差,不利于储藏、运输和消纳1因此,污泥的脱水技术和脱水效果直接决定了污泥的处置容积和污泥资源化的价值1脱水前,通过投加絮凝剂进行调理是改善污泥脱水性能最常用的方法1聚丙烯酰胺(P AM )和聚合氯化铝(P AC )等常用的无机和有机高分子絮凝剂,具有生物毒性、难以被生物降解,微生物絮凝剂(MBF )是利用生物技术从微生物体或其分泌物中提取、纯化而获得的一类安全、高效,且能自然降解、无二次污染的新型水处理剂和污泥调理剂,在污泥无害化脱水中,具有广阔的应有前景[1—8] 1 本文采用酱油曲霉(A spergillus sojae )发酵制备的MBF,对广州市猎德污水处理厂浓缩污泥的脱水性能进行研究,将有助于拓展MBF 的研究和应用,增强污泥的资源化利用价值11 实验方法 将酱油曲霉(A sperg illus sojae )菌体接种于250m l 培养液中,置于32℃恒温摇床培养箱内,以150r ?m in -1振荡培养3d 1培养物于3000r ?m in -1 离心机中离心5m in,然后进行污泥絮凝脱水实验1 取离心后的发酵液以真空干燥法浓缩至原体积的20%左右,放置在4℃冰箱中预冷1然后用2倍体积预冷至4℃的无水乙醇沉淀提取,在冰箱中放置16h 后离心,弃去上清液,用75%的乙醇洗涤沉淀,将沉淀真空冷冻干燥,得到生物絮凝剂,确定絮凝剂的质量浓度(质量浓度=生物絮凝剂质量/发酵液体积). 取200m l 浓缩污泥置于烧杯中,投加定量微生物絮凝剂,以150r ?m in -1 快速搅拌3m in,再以50r ?m in -1慢速搅拌6m in 1将絮凝调理后的污泥倒入装有滤布的离心管中,以3000r ?m in -1离心7m in 1然后取滤布上的污泥称重,计算污泥脱水率,脱水率=(脱水前污泥质量-脱水后污泥质量)/脱水前污泥质量1 将离心后的污泥于103—105℃烘箱中烘干至恒重,测含水率,含水率=(烘干前污泥质量-烘干后污泥质量)/烘干前污泥质量. 2 微生物絮凝剂投加量对污泥脱水效果的影响 于2007年7月至10月,采集广州市猎德污水处理厂的浓缩污泥池的污泥1污泥的含水率、比阻 和沉降比分别为9713%±017%(017%),517×1013m ?kg -1±117×1013m ?kg -1(2918%)和41%±311%(716%).由于污泥比阻高达(517±117)×1013m ?kg -1,所以猎德污水处理厂的浓缩污泥
环境与可持续发展 2009年第2期E NVIRONME NT AND S UST AI NAB LE DE VE LOPME NT N o12,2009 微生物絮凝剂的絮凝机理及应用研究 赵 凤 张蔚萍 胡庆华 (九江学院化学化工学院,江西九江,332005) 【摘要】微生物絮凝剂是一种新型的絮凝剂,本文对微生物絮凝剂的絮凝机理,影响微生物絮凝剂形成的因素及其在环境工程中的应用进行了综述,并对其发展问题做了探讨。 【关键词】微生物絮凝剂;絮凝机理;影响因素;应用 中图分类号:X70311 文献标识码:A 文章编号:1673-288X(2009)02-0006-03 ,从微生物体或其分泌物中富集、分离、筛选、纯化而获得的一种安全、高效、无二次污染、易生物降解的新型水处理絮凝剂。微生物絮凝剂可以克服无机高分子和有机合成高分子絮凝剂本身固有的缺陷,因此而成为国内外科学工作者竞相研究和开发的热点之一。近年来,生物絮凝剂的研究开发取得了很大的进展,已分离、鉴定和培养出多种能够分泌出具有絮凝效果的高分子化合物的微生物,并且也取得了初步的成效,但由于微生物自身的特点使菌体生长受到很多因素的制约,并且由于微生物的培养成本较高,使其在工业化生产和应用受到一定的限制,所以我们应该对微生物絮凝剂的絮凝机理、培养条件、应用等方面做进一步的研究,从而得到优化的培养基、高效的微生物絮凝剂产生菌,进而对微生物絮凝剂与其他无机或有机高分子絮凝剂及无机试剂的配伍使用情况做更高层次的探讨,使试验达到投料量少,成本低,絮凝率高的效果。 浪费资源的行为;把节能、节水、节财、节粮、垃圾分类回收及减少一次性用品的使用等逐步变为每个公民的自觉行为。 进行提高循环经济的社会认知工作时,注意宣传实际效果,增强公众对循环经济的感性认识。一方面要有所分工,针对不同人群及其社会需要有不同的宣传形式,使社会各阶层及时、准确地了解循环经济的内涵及外延。另一方面大众传媒加强配合,广泛传播循环经济的政策及工作进展,加大循环经济工作的透明度。 社会认知不能简单等同于社会告知,大众传媒在向社会宣传循环经济的同时,还要及时接受公众反馈意见及建议,并将其纳入到政府开展有关循环经济工作的参考意见之中,鼓励和支持公众的创造精神,形成公众参与、公众受益及公众监督下的循环经济系统。媒体的广泛宣传,为循环经济发展创造了良好的社会氛围〔6〕。 5 结语 中国目前的循环经济社会认知水平较低,一定程度上阻碍了循环经济的发展。充分利用大众传媒的影响力进行宣传,可以为循环经济发展建立广泛的社会基础。政府要勇于面对公众认知与参与过程中出现的各种各样困难与阻力,将循环经济理念的宣传工作扎扎实实进行下去。 参考文献 1 毛如柏,冯之浚.论循环经济〔M〕.北京:经济科学出版社, 2003:1～2,185～187. 2 R ozin P.R oyman E B.Oegativity bias,negativity dom inance,and con-tagion.Pers onality and S ocial Psychology Review.2001,(5):296～320. 3 戈登?布朗,伊恩?霍金等,张继明等译.心理学导论〔M〕.北京:北京大学出版社,2007:56～60. 4 周宏春.我国发展循环经济有着深厚的文化基础〔J〕.理论参考, 2005,(8):55～56. 5 孙永健,曹佳春.循环经济实践的国内外比较〔J〕.水利经济, 2006,24(5):17～20. 6 国务院研究发展中心“中国循环经济的理论与实践研究”课题组.中国循环经济的理论与实践研究〔J〕.经济研究参考,2006, (46):2～9. 作者简介:赵慧坤(1977-),女,河南商丘人,硕士,工程师,主要从事环境评价与环境管理方面的工作。
微生物絮凝剂及其研究进展 摘要介绍了近几年来国内外微生物絮凝剂和絮凝微生物的一些发展概况,列举了近几年发现的一些微生物絮凝剂的物质属性和组成,重点讨论了胞外絮凝剂的絮凝机理，重点综述了环境中的物化生等因素对絮凝剂的生成和絮凝作用的研究进展，分析讨论了微生物絮凝剂的应用概况，提出微生物絮凝剂的发展趋势和研究方向。 关键词：微生物絮凝；絮凝剂；絮凝作用；絮凝机理 微生物的絮凝作用最先由法国的Louis Pasteur 在1876 年研究酵母菌Levure casseeuse 时发现。20 世纪80 年代后期, 日本在微生物絮凝剂开发上取得了引人瞩目的成果, 仓根隆一郎等从土壤中筛选到红平红球菌的S-1 菌株, 并制成了NOC-1微生物絮凝剂。此后, 许多国家的科学工作者对微生物絮凝剂及其絮凝剂产生菌进行了大量的研究工作, 取得了许多标志性的研究成果, 为微生物絮凝剂的工业应用展示了良好的前景。 絮凝剂被广泛地应用于工业废水处理、食品生产和发酵等工业中。一般把絮凝剂分为3 类:①无机絮凝剂,如硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁等；②有机合成高分子絮凝剂,如聚丙烯酰胺及其衍生物、聚乙烯亚胺、聚苯乙烯磺酸盐等; ③天然高分子絮凝剂,如改性淀粉、聚氨基葡萄糖、壳聚糖、藻酸钠、几丁质和微生物絮凝剂。 长期以来给水与污水处理过程中最常用的絮凝剂包括两大类：无机盐及其聚合物如铁盐、铝盐等；有机合成的高分子化合物，如聚丙烯酰胺等。这两类絮凝剂都存在着毒性较大，会造成二次污染等问题。有关研究表明，饮用水摄入过多铝离子的人群中，老年性痴呆症的患者比例较高。而丙烯酰胺单体具有强烈的神经毒性和致癌作用。另外，这两类絮凝剂都是不可生物降解的，存在絮凝沉降后污泥难处理的问题。近20年来，天然有机高分子絮凝剂受到人们的广泛重视。作为一类较新的水处理剂，天然有机高分子絮凝剂是利用蛋白质、多聚糖、木质素、几丁质等生物体分泌的天然有机高分子，通过化学改性制成。由于天然高分子具有无毒、环境无害且能安全降解的特点，所以曾一度引起人们的研究热情。但这类可生物降解的絮凝剂也存在一些缺点，因为它们是天然物质，一般絮凝效果较合成的化学絮凝剂差，通过改良技术提高这些天然材料的絮凝能力也较困
微生物絮凝剂在水处理上的应用分析 摘要微生物絮凝剂因其高效性、无毒性而成为近年来国内外研究开发的热点课题,但对于它在净化废水过程中的实验条件探索,尚未详细研究。本文对微生物絮凝剂在工业实际应用上的效果进行了纤细的分析和解说,并对微生物絮凝剂的发现、絮凝机理、活性的因素及可分解的物质进行了详细的研究和讨论 关键词微生物;絮凝剂;污水处理;应用分析 中图分类号TU991.2 文献标识码A 文章编号 1674-6708(2010)24-0148-02 0 引言 目前,水处理方法很多,如吸附法、好氧法、厌氧法、混凝沉淀法、化学氧化法等等。其中混凝沉淀法以其见效快、构造简单、应用范围广而受到中外学术界和环保行业的高度重视,而混凝沉淀法应用过程中尤以混凝剂的选择为其处理效果好坏的决定因素。微生物絮凝剂(MBF)因其高效性、无毒性而成为近年来国内外研究开发的热点课题,但对于它在净化废水过程中的实验条件探索,尤其是在工业废水处理中的实践应用,很少有人问津。 1 微生物絮凝剂概述
1.1 微生物絮凝剂的发现 70年代,日本学者在研究酞酸酯生物降解的过程中发现了具有絮凝作用的微生物培养液,以后的研究表明生物絮凝剂对水中胶体和悬浮颗粒物具有絮凝作用。随后对培养基、菌种、生产条件等进行了大量研究,开发出在废水处理中有广泛用途且无二次污染,代号为NOC-1的生物絮凝剂。 1.2 微生物絮凝剂的主要种类 1.2.1 生物细胞的絮凝剂 生物细胞的絮凝剂,如某些细菌、霉菌、放线菌和酵母,他们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中。 1.2.2 利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂 微生物细胞壁提取物的絮凝剂,如酵母细胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和N―乙酰葡萄糖胺等成分均可用作絮凝剂。 1.2.3 利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂 微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物主要是细菌的荚 膜和粘液质,除水分外,其主要成分为多糖及少量的多肽、蛋白南、脂类及其复合物。其中多糖在某种程度上可用作絮凝剂。 至今发现的具有絮凝性的微生物已经超过17种,包括霉菌、细菌、放线菌和酵母茵。一般来说,这些微生物产生的絮凝物质的分子质量多在1×105以上,如假单胞菌属