生物絮凝剂的研究进展及其应用

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1、生物絮凝剂的研究进展及其应用陈思思1333508摘要木文介绍了微生物絮凝剂的种类和特点，絮凝机理以及在水处理、重金属的富集和发酵工业屮的应用，并对新型微生物絮凝剂的研究做Y相关介绍。进一步说明Y微生物絮凝剂目前的研究现状、应用以及未来的发展方向。关键词微生物絮凝剂机理应用新型微生物絮凝剂AbstractThispaperintroducesthetypesandfeaturesofmicrobialflocculant,flocculatingmechanismandapplicationinwatertreatmentandenri

2、chmentofheavymetalsinfermentationindustry.Researchesonnewtypeofmicrobialflocculantsarealsointroducedinthispaper.Furtherillustrationisgivenontheresearchstatus，currentapplicationandfuturedevelopmentdirectionofmicrobialflocculant.Keywordsmicrobialflocculant;mechanism;appli

3、cation;microbialflocculantinnewtype1引言生物絮凝剂又被称为第三代絮凝剂，是利用生物技术，通过生物发酵、抽提、精制而得到的一种具冇生物分解性和安全性的新型、高效、无毒、廉价的水处理剂。生物絮凝剂最突出的特点是具有生物降解性，与传统絮凝剂相比，具有高效、无毒、易降解、无二次污染和用途广泛及脱色效果独特等特点，是环境友好型絮凝剂［1~2］。我国关于生物絮凝剂的研究工作只是90年代后才刚刚涉足，目前仍处于起步阶段。尽管如此，我同的研究者在这一领域仍然取得丫一•定的成绩，并且已经有越来越多的人开始认识到生物絮

4、凝剂的丌发潸力及其必要性，正在积极投入到这方而的工作屮，前景可喜［3〜6］。2生物絮凝剂的种类2.1按化学组成分类(1)蛋白质：/Up.w加AJ7002合成的絮凝剂的主要活性成分是蛋白质和己糖胺；生物絮凝剂NOC-1也是一种蛋0质，并且该蛋0质分子中含有较多的疏水氨基酸。(2)多糖：目前已经鉴定的生物絮凝剂有很多种属于多糖矣物质。AlcaligenescupidusKT201代谢产生的A+201即是一种由葡萄糖、乳糖、葡糖醛酸和乙酸(摩尔比:6.34:5.55:1.0)组成的生物絮凝剂；Paecilomycessp.+1产生的PF-1

5、01絮凝剂则是由氨基半乳糖以1,4糖苷键相连而成的多糖［71。(3)脂类：Kurane首次从R.叩加即S-1的培养液中分离到了一•种脂类絮凝剂，这是目前发现的唯一的脂类絮凝剂［8］。该絮凝剂分了巾含有葡萄糖单霉菌酸酯(GM),海藻糖单霉菌酸酯(TM)，海藻糖二霉菌酸酯(TDM)3种组分。(4)DNA：高分子量的天然双链DNA是P⑽心.mzsC-120菌体细胞凝集的直接原因。光合细菌Rhod麵lumsp.PS88的絮凝活性与该菌分泌到胞外的DNA亦直接相关。此外，某些菌的代谢物PHB,聚-谷氨酸，多聚磷酸盐，以及本课题组自筛菌株谷氨酸棒

6、杆菌合成的多聚半乳糖醛酸等在特定条件下亦具冇较强的絮凝活性［9］。2.2按生物絮凝剂来源分类(1)利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂：絮凝酵母的絮凝机理就在丁•细胞外驛的甘露聚糖与细胞表面蛋Cl结合引起细胞凝集［10］。另外，酵母细胞壁的葡聚糖，N-乙酰葡萄糖胺，丝状真菌细胞壁多糖等对许多微生物细胞及其它带负电荷的粒•了都再宥极强的絮凝力。(2)利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂ramigera的胞内聚合物PUB,SaaremaventhculiEC-产生的附着于细胞外表面的胞外纤维都足这些细胞具有絮凝活性的直接原因。2.3按絮凝剂的存在形

7、式分类(1)直接利用生物细胞作为絮凝剂，如一些微生物细胞体、细菌或真菌等；(2)利用生物细胞提取物作为絮凝剂，生物产生的絮凝物质为糖蛋白、黏多糖、蛋白质、纤维素、DNA等高分子物质，如酵母细胞壁的葡聚糖、N-乙酰葡萄糖胺、丝状真菌细胞壁多糖等，对许多微生物细胞及其它带负电荷的粒子都具冇极强的絮凝力；(3)天然有机生物大分了抑或通过改性获得的生物絮凝剂，如淀粉官能团的化学转化和接枝共聚反应，可合成出一系列无毒、低成本而又具有R好絮凝效果的生物高分子絮凝剂。壳聚糖及M:衍生物、纤维素等也吋以作为良好的絮凝剂，在环境污水处理中具冇重要应用［

8、12j。3生物絮凝剂的特点近年来，国内外研究者借助各种技术手段对多种絮凝剂的组成与性质进行了较为详细的分析。现将部分生物絮凝剂的分子组成与性质归纳如表1所示。与传统的絮凝剂相比，生物絮凝剂具冇如下特点：(1)种类繁多。地