新型高效,无毒水处理剂——微生物絮凝剂的开发与应用

1、新型高效,无毒水处理剂微生物絮凝剂的开发与应用/,7一二业士处理1996.i6(1)薪生高效,无毒水处锂谶兰物苇艟均二_发与童彳下u.弓新型高效,无毒水处理剂一一微生物絮凝剂的开发与应用f由国科学院成都生物研究(凹i成都?610015)张拳兰摘要综合国内外资料.介绍了微生物絮凝剂的特性用途.并就高效,无毒的微生物絮凝剂的开发前景提出建j一一,美键词微生物禁凝剂废水处理科钕,随着上业和科学技术的发展,无机和有机合成高分子絮凝剂越来越广泛地被应用于各种水和废水处理的领域中.近2o年来.是絮凝剂和混凝剂品种的高峰时期.新的絮凝剂品种不断出现.据报道.美国1967年实际使用的絮凝剂品种约有9个,到七十

2、年代初则迅速增至134种,其中无机的聚氯化铝和有机合成的聚丙烯酰胺最为广泛.我国从六十年代开始.也已经研制和应用无机和有机台成高分子絮凝剂.迄今为止,我国生产聚铝的厂家达5o多家,每年生产的聚丙烯酰胺近万吨无机和有机合成高分子絮凝剂的生产和应用虽然已经取得了匠足的进步.但其使用过程中的不安全性和给环境造成的二次污染不得不引起人们的重视.据报道,随着人们生活水平的提高和医学科学的发展.老龄化社会的到来是许多国家面临的重要问题,伴随老龄化问题,而人们所担心的老年”痴呆”现象越来越多地发生了据有关学者研究表明,老年痴呆与现在广泛使用无机絮凝剂聚氯化铝有关.从饮水中摄八体内的铝经过很短的时间即可大量积

3、累于脑组织内.老年痴呆症患者较之健康人脑组织中含有较多的铝.调查发现,经常饮用含有较高浓度铝的水的人群中,老年痴呆症患者人数较多同时以目前使用较多的聚丙烯酰胺为例,虽然完全聚合的聚丙烯酰胺没有多大问题.但其聚合单体丙烯酰胺却具有强烈的神经毒性.并且还是强的致癌剂.所以聚合过程中单体的残留是一个令人十分担忧的问题.关于丙烯酰胺的危险性的报告已不胜枚举.于是,一种安全的,可生物降解的,对环境和人类健康无害的新型水处理剂将引起人们极大的兴趣慢稿日脖;:l99510【微生物絮凝剂微生物絮凝剂是利用生物技术.通过微生物发酵,抽提,精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型,高效,无毒的廉价的水处理剂.

4、【,1产生絮凝剂的微生物类群许多真菌和细菌能产生微生物絮凝荆,如nocardiasp,aspergillussp.;pseudomonassp.;corynebacteriumsp.;dematiumsp.:paecilomyeessp.iacjnetc-battersp.;alcaiigenessp,以及agrobacteriumsp,等,其中以nocadiaerythropo/jsci980年由国际微生物命名委员会改称为rhodococcuserythropol)和as_pergillusso3ae产生的絮凝剂效果最好目前.有学者从废水中筛选出c一62菌株产生的絮凝剂具有较高的絮凝活性笔者

5、也从活性污泥中筛选出絮凝活性较高的微生物菌株(p.alcaligenes8724).上述这些微生物广泛存在于土壤中.资源极其丰富.分离方法比较简单而且成本较低j.2微生物絮提荆的主要成分及其特性由微生物产生的絮凝剂是一种无毒的生物高分化台物,包括机能性蛋白质或机能性多糖类物质,这就决定了微生物絮凝剂具有生物呵分解性的独持性质.|而且对环境和人类具有无毒无害等安全性.生絮凝剂的微生物绝大多数来自与人类关系十分密切的土壤中.在分离这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.微生物絮凝剂对多种细微颗粒以厦台成高分子絮凝剂的可溶性色素物质都具有优良的凝聚能力.微生物絮凝剂具有较高的热稳

6、定性,将cg2菌株产生的絮凝剂煮沸10分钟后,其活性仍有h2微生物絮凝剂的研究及应用现状无饥或柯机台成高分子絮凝刹相比,微生物凝刑具自许多独特的性质和优电.近年来,越米越.j许多研究行的板大的兴趣捌关注八卜年代后斯.:本仓根隆n等人从口率晌旱田壤i分离精选到红平红球菌si(r.erythropoliss1菌株,将泼菌株产生的微生物絮凝荆命名为noc1.时为能将微生物絮凝剂广应用到实际中去.近.在继续深入研究应用对象的同时,更重要地研究是用廉价的培养基以将微l牛物絮凝剂的生产成本降低为原来的】/3;采用连续培养方式以提高微生物絮凝制的生产速度约2.5倍,采用水产加1=废水ft替原培养摹中的酵母汁

7、,得到的絮凝剂的活性比坂米的提高23倍,培养时间缩短为原来的1/4i/7,而成本降低为原来的1/5我国关于微生物絮凝刷的研究.陈台湾的邓德丰等人从废水处理场的废水中分离到c一-62细菌菌株并产生微生物絮凝制,该絮凝剂用于处理稽粪尿废水和红加工场废水!有良好的絮凝作用以致笔者从活性污泥中分离到的p,alcalgenes8724菌株产牛的絮凝剂对造纸黑渡和氯霉素等有色废水具有良好的絮凝脱色作用外.其余仅见一些综述性报道文章,还未见更多的详细的研究报道一些研究表明,微生物絮凝剂可用于食品工业,发酵也可广泛坩于:业水和工业废水处理(i)畜产废水的处理茸产废水是bod较高的难处理的一类有机废水猪粪屎废水

8、,采用合成高分子絮凝剂处理效果女,而采用noci微生物絮凝剂处理其效果十分着,处理后10分钟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,od由处理前的15.7变为o.86,浊度去除达94.5(2)膨胀活性污泥的处理少工业废水当采用活性污泥法处理过程中,形成的活性污泥容易发生黪胀,从而影响处理效率,若涿加微生物絮凝剂,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活性污泥,当在其中垮加nocl微生物絮凝剂后,污泥的svi很快“2901降到50,消除l污泥的膨胀,恢复了活性j沉降能力【)建筑材料加j废水的处理台有高悬浮物的建筑

9、材料加工废水也是较难处8一理的一类废水例如陶瓷厂废水,书要包括坯俸废水和釉药废水两种,前者主要含较多的粘上颗粒.后者除含牯土颗粒外.还有相当数量的釉药.当添加noc-i后分钟,坯体废水的od从原来的1.4降低到0.043,釉药废水的od从i7.2下降到d_35,浊度去除率分别为96.6和97.9,h得到几乎透明的j二清液【4)废水的脱色现今的活性罚泥法技术除去废水的god并非,难,但是,对于脱色几乎l还没有有效的方法国外还仅限于浓缩焚烧,远洋投弃以及大量稀释后排放等方法,国内从六十年代开始研究.采用物理化学方法,无机或合成高分子絮凝剂或生化处理,其效果均不显着.特别是对于那些可溶性色素很难处理

10、.而采用微生物絮凝剂noc一1.对墨水,糖蜜废水,造纸黑液颜料废水等进行了试验.处理后上清液变为无色透明笔者用p.acaljgenes8724菌株产生的絮凝荆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,其脱色率分别达95和98以上(5)鞣革工业废水的处理在鞣革工业废水中加入c一62菌株产生的絮凝剂,其浊度去除率可达96.3开发建议由于澈生物絮凝剂具有许多特性和优点.尤其是具有安全性和可生物降解性,这些是目前使用的无机或有机合成高分子絮凝剂等所不具备的而产生微生物絮凝剂的微生物来自于广阔的太自然和土壤巾,资源极其丰富.获得的方法也较简单,成本较低廉该絮凝剂用于工业废水处理,可简化处理流程,减少投资费用,而且操作简单,管理方便.完全可以预料,用微生物絮凝剂替代无机类和合成高分子类絮凝剂是大有希望的.根据我国国情,研制和开发新型的水处理剂已经被提上议彝日程了.因此,将微生物絮凝剂作为新一代高效无毒的水处理荆进行研究并开发确实是一个新的努