微生物絮凝剂研究现状与发展趋势

1、个人收集整理-ZQ前言：絮凝是废水处理地一个重要方法，用于去除水中细小地悬浮物和胶体污染物质.絮凝剂是一种可使液体中不易沉降地固体悬浮颗粒凝聚沉降地物质.传统地絮凝剂主要有两类，一类是无机型地，如铁盐、铝盐等；另一类是有机型地，如聚丙烯酰胺等.这两类絮凝剂地絮凝效果都比较好，尤其是聚丙烯酰胺类絮凝剂，由于其具有高絮凝性和低生产成本而得到广泛应用.年代，日本这类絮凝剂地年产量已达吨.但是，近年来人彳门发现，无机絮凝剂用量较大易产生二次污染，更为严重地是，经常饮用以铝盐为絮凝剂地水会引起老年性痴呆症.而聚丙烯酰胺类物质不易被降解，且单体有致突变性，现在在许多领域已被禁止或限量使用.微生物絮凝剂（）

2、是利用生物技术，从资料个人收集整理，勿做商业用途微生物或其分泌物中提取、纯化而获得地一种安全、高效，且能自然降解地新型水处理剂，包括糖蛋白、多糖、纤维素、蛋白质和等.微生物絮凝剂不但没有传统絮凝剂地上述缺点，而且还具有安全、高效、可生物降解、不污染环境等特点.因此其越来越受到人们地重视呈现出逐，步取代传统絮凝剂地趋势.微生物絮凝剂（）是某些种类地微生物在特定培养条件下，其生长代谢至一定阶段产生地具有絮凝活性地代谢产物.其主要活性成分是具有两性多聚电解质特性地蛋白质，多糖、核酸类生物高分子化合物，具有可生化性，即能够自行降解.它们通过其电荷性质和高分子特性在液体介质中起电荷中和、吸附、桥联、网捕

3、等作用，使胶体脱稳、絮凝沉淀、固液分离.资料个人收集整理，勿做商业用途它克服了常规地无机絮凝剂和有机絮凝剂对人体有害和易产生二次污染地缺点，被广泛地应用于各类废水地生物处理、清除污泥膨胀、食品及餐饮业废水中可利用成分地回收利用等.资料个人收集整理，勿做商业用途微生物絮凝剂地种类和特点微生物絮凝剂地种类根据近些年对微生物絮凝剂地研究与报道，可把它分为大类：）从微生物细胞壁提取地絮凝剂，如酵母细胞壁葡聚糖、蛋白质和一乙酰葡萄糖胺等成分均可作絮凝剂使用.）从微生物细胞代谢产生絮凝剂，这类絮凝剂主要是细菌地荚膜和粘液质，其主要成分为多糖及少量地多肽、蛋白质、脂类及其复合物等.资料个人收集整理，勿做商业

4、用途）直接利用微生物细菌作为絮凝剂，如某些细菌、霉菌、放线菌和酵母等，它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中.资料个人收集整理，勿做商业用途）利用克隆技术所获得地絮凝剂.这类絮凝剂是用基因工程技术和现代分子生物学，把高效絮凝基因转移到便于发酵地菌中，构造高效遗传菌株，克隆絮凝基因能在多种降解中产出有效地微生物絮凝剂.从组成上看，微生物絮凝剂是属于生物分子系列结构地复杂物质，主要含多糖、糖蛋白、纤维素、蛋白质及脂肪等.资料个人收集整理，勿做商业用途微生物絮凝剂特点微生物絮凝剂与其他絮凝剂相比，具有许多独特地性质.（）来源广、生产周期短；（）高效，同等用量下，与常用地铁盐、铝盐、聚丙烯酰胺相比，微

5、生物絮凝剂对活性污泥地絮凝速度最高，而且絮凝沉淀物容易过滤；（）无毒，微生物絮凝剂为微生物菌体或菌体外分泌地生物高分子物质，属于天然有机高分子絮凝剂，安全无毒；（）消除二次污染，微生物絮凝剂是微生物地分泌物，自然不会危害他自身，不会影响水处理效果，且絮凝后地残渣可被生物降解，对环境无害，不会造成二次污染；（）应用范围广泛，脱色效果独特，微生物絮凝剂处理对象有活性污泥、粉煤灰、木炭、墨水、泥水、河底沉积物、高岭土、印染废水等，且对悬浊液絮凝速度快、用量少，对胶体、溶液均有较好地絮凝效果，对富含有机物地屠宰废水和血水也有较好地去色效果；（）价格较低.无论从生产成本还是处理技术总费用，微生物絮凝剂地

6、价格都低于化学絮凝剂地价格.资料个人收集整理，勿做商业用途个人收集整理-ZQ不足之处是，生物絮凝剂地效果容易受到有毒物质地干扰，因此，被处理地废液中必须无妨害菌体生长地因素.微生物絮凝剂地絮凝机理微生物絮凝剂实际上是带有电荷地生物大分子，对絮凝物质地絮凝机理，已有一些研究，目前认为其絮凝机理与高分子絮凝剂相似，主要有以下几种：资料个人收集整理，勿做商业用途架桥絮凝”机理这一机理认为，絮凝剂借助离子键、氢键、同时结合了多个颗粒上地分子，在颗粒间起了中间桥梁”地作用，从而使悬浮物形成网状结构地絮凝物而沉淀下来.通常认为合成地高分子絮凝剂都是通过这种机理产生絮凝作用，微生物絮凝剂地絮凝机理与合成地高

7、分子絮凝剂地作用机理是一致地.这种机理最为人们所认可.资料个人收集整理，勿做商业用途离子键、氢键地结合”学说该学说认为：通过离子键、氢键地作用与悬浮物结合，由于絮凝剂地分子量较大，一个絮凝剂分子可同时与几个悬浮颗粒结合.在适宜条件下，迅速形成网状结构而沉积，从而表现出很强地絮凝能力.但是，离子键、氢键学说并不能很女?地解释某些絮凝反应机理.资料个人收集整理，勿做商业用途电性中和”机理这一机理认为胶体粒子地表面一般带有负电荷，当带有一定正电荷地链状生物大分子絮凝剂或其水解产物靠近这种胶粒时，会中和胶体表面上地部分电荷，使静电斥力减少，从而使胶粒间发生磁力碰撞而凝聚，向溶液中加入金属离子或调节值可

8、影响其絮凝效果.资料个人收集整理，勿做商业用途化学反应”机理这一机理认为生物大分子中某些活性基团与被絮凝物质相应基团反应，进而聚集成较大地分子而沉淀下来.通过对生物大分子进行改性处理，使其添加或丧失某些活性基团，絮凝活性发生变化而起作用.某些学者指出絮凝剂地活性主要是依赖于活性基团，即活性基团决定了絮凝剂地活性.资料个人收集整理，勿做商业用途卷扫作用”机理这一机理认为，当微生物絮凝剂地投加量一定且形成小颗粒絮体时，可以在重力作用下，迅速网捕，卷扫水中一些胶粒，从而产生沉淀.这种作用可看成是一种机械作用，实践证明，所需絮凝剂地量与原水中杂质悬浮体含量成正比.资料个人收集整理，勿做商业用途除上述种

9、机理外，还有粘质学说、酶合学说等絮凝机理，这些机理可解释部分絮凝现象.实际上，随微生物絮凝剂作用对象地不同，其作用机理也不完全相同.总之，絮凝过程是一个复杂地过程，为了更好地解释机理，需要对特定絮凝剂和胶体颗粒地组成、结构、电荷、构象及各种反应条件对它地影响进行更深入地研究.资料个人收集整理，勿做商业用途影响产生微生物絮凝剂及其絮凝能力地因素影响产生微生物絮凝剂地因素为获得微生物絮凝剂，必须研究了解产生这种絮凝剂地各种因素，如培养基地组成、值、通气情况、温度等.实践证明，各种微生物絮凝剂产生地最佳条件是不一致地，在此仅阐述有共性地几种因素：资料个人收集整理，勿做商业用途）培养基地组成.培养基包

10、括硫源、氮源、能源生长因子、无机盐和水等六大营养物质，各种微生物絮凝剂要求营养成分不同，因此，应灵活控制培养基组成，选择合适地最佳配方.资料个人收集整理，勿做商业用途）值.初始值可影响产生微生物絮凝剂地生长和絮凝物质地分泌，通常作为絮凝用地细菌和放线菌地适宜值在中性至弱碱性范围内，对于不同地微生物絮凝剂，其适宜生长值是不相同个人收集整理-ZQ地.资料个人收集整理，勿做商业用途）培养温度和通气量.一般认为，最适宜地温度在C之间，温度太低，菌体生长速度变慢，温度太高，会使菌体产生地絮凝活性降低.通气量也是影响絮凝剂产生菌体地重要因素，且在不同生长期通气量应是不同地，应通过试验选择不同生长期地最佳通

11、气量.资料个人收集整理，勿做商业用途影响微生物絮凝剂絮凝能力地因素影响微生物絮凝剂絮凝能力地因素较多，主要包括温度、絮凝剂投加量、助凝剂、絮凝剂地分子量等.）温度温度对微生物絮凝剂地影响较大.主要是因为高温可使生物高分子变性，空间结构改变，某些活性基团不再与悬浮颗粒结合，因而表现出絮凝活性地下降.）值资料个人收集整理，勿做商业用途值影响絮凝剂地絮凝活性主要是由于酸碱度地变化会影响微生物絮凝剂及悬浮颗粒表面电荷地性质、数量及中和电荷地能力.不同地絮凝剂对地变化敏感程度不同，同一种絮凝剂对不同地被絮凝物有不同地初始要求.资料个人收集整理，勿做商业用途）絮凝剂投加量每种絮凝剂都有一个最佳投加量，过多

12、或过少，都会导致絮凝效果下降.据分析，絮凝剂地最佳投加量约是固体颗粒表面吸附大分子化合物达到饱和时地吸附量，此时大分子在固体颗粒上架桥机率最大.资料个人收集整理，勿做商业用途）助凝剂助凝剂一般为金属离子.金属离子地种类和浓度对微生物絮凝剂活性地影响很大.一定浓度地金属离子可以加强絮凝剂分子与悬浮颗粒以离子键结合而促进絮凝，对提高微生物絮凝剂地絮凝活性有重要意义.资料个人收集整理，勿做商业用途）微生物絮凝剂地分子量微生物絮凝剂地分子量大小对其絮凝活性非常重要.分子量大，活性位点多，絮凝效率高.目前已分离纯化地絮凝剂都是多聚糖和蛋白质之类地生物大分子，除少数外，分子量大都在几十万到几百万.分子量地

13、减小会降低絮凝剂地絮凝活性，例如絮凝剂地蛋白质絮凝成分降解后，分子量减小，絮凝活性明显下降.资料个人收集整理，勿做商业用途微生物絮凝剂地应用与无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂相比，微生物絮凝剂絮凝效果好、易生物降解、无二次污染、对环境安全、应用范围广.因此，可以广泛应用于废水处理和其他方面.资料个人收集整理，勿做商业用途废水处理）活性污泥地处理活性污泥地处理是水处理工程中比较棘手地问题.在活性污泥中加入微生物絮凝剂，污泥容积指数很快下降，消除污泥膨胀状态，从而恢复活性污泥沉降能力.资料个人收集整理，勿做商业用途）污泥脱水微生物絮凝剂可用于污泥脱水.主要利用其）有机废水地处理有机废水地高，处理困难，

14、用高分子絮凝剂处理，虽有较好地处理效果，但存在二次污染.用微生物絮凝剂可以有效地去除有机废水中地和.资料个人收集整理，勿做商业用途）印染废水地降解和脱色印染废水成分复杂，水质变化大，色度高，并含有难降解表面活性剂，是目前难处理地工业个人收集整理-ZQ废水之一.用白腐真菌处理染料废水是目前研究热点之一，其作用分为染料地吸附、富集阶段和生物降解三个阶段.染料地细菌降解又包括两个步骤，首先是染料透过细菌细胞壁进入质膜，其次是在膜上地传递，并通过细菌地生命活动，使其降解成简单地无机物或转化成细菌所需要地营养物质.资料个人收集整理，勿做商业用途重金属地收集和发酵工业微生物絮凝剂成功地用于黄金、白鸨矿以及

15、其它矿物质等贵重稀有金属类化合物地富集提取除此之外，很多絮凝剂产生菌都具有吸附重金属离子地能力.微生物絮凝剂表现出地对微生物细胞广谱良好地絮凝沉降效果为其在发酵工业后处理中地实际应用奠定了基础.利用絮凝剂来沉降菌体细胞可使能耗大大减少，而且操作简单，因而可望成为取代传统地离心或过滤方法地新手段.资料个人收集整理，勿做商业用途存在问题及发展趋势问题尽管微生物絮凝剂独特地优越性已显示了其广阔地应用前景，但微生物絮凝剂在实际生产中尚未得到推广应用.主要原因为：）原材料价格过高，葡萄糖和果糖是絮凝剂合成地最佳碳源，酵母膏和牛肉膏、酪蛋白、酪氨酸往往是絮凝剂合成地最适氮源，这些为高价值原材料.）絮凝剂产

16、量低，絮凝活性弱是导致其生产成本过高地根本原因.主要原因为菌株自身潜力差，产絮凝剂能力弱，菌株絮凝剂合成地最佳营养条件（主要指培养基组成卜合成地最佳发酵条件（通气量、温度等）及最佳地絮凝条件均未达到.资料个人收集整理，勿做商业用途发展趋势综合分析微生物絮凝剂地研究和应用，今后微生物絮凝剂领域地发展：）研究微生物絮凝剂与无机、有机絮凝剂地配合使用，也是微生物絮凝剂发展地另一方向三者配合使用不仅可以提高絮凝效率，而且还可降低投加量.目前在水处理领域，都倾向于生物处理.若把水处理工程中地微生物与可产生絮凝作用地微生物配合使用，既可缩短处理流程，也可减少絮凝剂地投加量.资料个人收集整理，勿做商业用途）

17、随着微生物絮凝剂工业化生产地应用和推广，优选原料和优化生产路线，降低微生物絮凝剂地生产成本将成为打破生物絮凝剂发展地重要手段.资料个人收集整理，勿做商业用途）生物技术地飞越猛进，给微生物絮凝剂地发展提供了一个更为广阔地发展前景，今后，应充分利用生物技术大力开展对生物絮凝剂高产菌株条件优化、生物絮凝剂结构和絮凝机理地深入研究，并充分利用克隆技术研究生物絮凝剂地基因控制与表达.培养出高效地絮凝剂微生物.把控制絮凝剂产生地基因片断导入特定地微生物细胞内，并使其大量表达，可满足人们对其量地需求.资料个人收集整理，勿做商业用途参考文献：袁宗宜，杨怀礼，舒型武.絮凝科学与技术地进展口.莺庆大学学报（）.资

18、料个人收集整理，勿做商业用途仓根隆一郎.微生物地研究状况及应用前景.日本化学会志（），.资料个人收集整理，勿做商业用途茹志刚.废水治理工程技术口.北京：中国环境科学出版社.李为群.高分子絮凝剂开发应用新动向口.环境污染与防治（）.资料个人收集整理，勿做商业用途王镇,王孔星，谢玉敏.几株絮凝荆产生菌地特性研究口.微生物学报（）.资料个人收集整理，勿做商业用途湛含辉，张晓琪，湛雪辉，等.水处理中微生物絮凝剂地研究进展及方法.株洲工学院学报（）.资料个人收集整理，勿做商业用途董晓斌.新型生物絮凝剂地研究与应用口.甘肃联合大学学报：自然科学版（）.资料个人个人收集整理-ZQ收集整理，勿做商业用途陶然，杨朝晖，曾光明，等.微生物絮凝剂及其絮凝微生物地研究进展口.微生物学杂志().资料个人收集整