微生物絮凝剂在水处理中的应用.pdf

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1、睫莉目蓑晦综述与交流【文章编号】1673—0038(2013)ol一0251-02微生物絮凝剂在水处理中的应用王艺(广州怡地环保实业总公司)摘要：絮凝剂是一类可使水体中不易沉淀的悬浮颗粒聚凝沉淀的物质。微生物絮凝剂是一种具有广泛应用前景的天然高分子絮凝剂。本文阐述了微生物絮凝剂的分类、特点、絮凝机理、影响产生微生物絮凝剂的因素及其在水处理中的应用现状和前景。关键词：微生物絮凝剂；絮凝机理；影响因素；水处理应用1前言在水处理工艺中，混凝沉淀是应用最普遍的关键技术环节之一，絮凝剂可使水中不易沉淀的固体悬浮颗粒凝聚沉淀，是一种用途广泛的水处理化学药剂。絮凝剂一

2、般可分为有机高分子絮凝剂、无机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂，目前应用的也是这三种。在这些絮凝剂中，有机合成的高分子絮凝剂因其良好的絮凝效果和低廉的价格而广泛使用，但此类絮凝剂如聚丙烯酰胺的单体既有神经毒性和致畸、致癌、致突变141。无机高分子絮凝剂以铝盐和铁盐为代表，在使用过程中也发现存在一些问题，如铝盐具有毒性，常年饮用以铝盐为絮凝剂的水会引起老年痴呆症；铁盐会造成处理水带有色度，高浓度的铁也会对人类健康和生态环境产生不良影响。而微生物絮凝剂有良好的絮凝沉淀性能，安全，无毒，可生物降解，不会对生态环境产生不良影响，具有很高的研究和应用价值。微生物絮凝剂是

3、20世纪80年代后期研究开发的I第三类絮凝剂，是一类由微生物产生的具有絮凝剂活性的代谢产物，主要有糖蛋白、多糖、蛋白质、纤维素和DNA以及有絮凝剂活性的菌体等。微生物絮凝剂是利用生物技术，通过微生物发酵、提取、精制而得到的一种新型、高效、廉价的水处理药剂⋯。絮凝技术现已被广泛应用于饮用水处理、废水处理及食品、发酵工业等领域，目的是使水中胶体和悬浮物颗粒聚凝为大的絮凝体，以便从水中分离出来㈦。微生物絮凝剂因其无二次污染、安全无害等优点，所以在未来的絮凝剂产品研发中有良好的发展前景。2微生物絮凝剂的分类及其特点2．1微生物絮凝剂的分类按絮凝微生物及其相应的生

4、物絮凝剂分类：①纯种J菌株及其产生的生物絮凝剂，目前研究的多属于此类；⑦混合菌株及其所产生的生物絮凝剂；③基因复合型菌株是利用生物工程新技术，将筛选出的具有絮凝性能的菌株和具有降解性能而没有絮凝性能的菌株进行遗传因子质体的移植所产生的新菌株。按生物絮凝剂在生物培养液中的分布分类：①从微生物细胞壁提取的絮凝剂；②从微生物细胞代谢产生絮凝剂；③直接利用微生物细菌作为絮凝剂。2．2微生物絮凝剂的特点通过实验得出不同絮凝剂在处理废水中最佳投药量的对比，实验结果见表1。絮凝剂l最佳投加量(g)【最佳pH值l絮凝率(％)I市场售价e毒性及污染硫酸铝1001597．4

5、545．83l较便宜l有氯化铁【o．01297．145．39l较便宜l有翌!!二!!!l!：!型!：!!!：塑I堡皇i歪通过实验结果可以看出，微生物絮凝剂具有高效性、无毒性、成本较低、无二次污染、应用范围广的特点

6、3l。3微生物絮凝剂的絮凝机理(1)架桥现象，从而形成一种网状三维结构沉淀下来(图1)。一>乡c+●-_-一>≯>一℃鞑+，停j一％(2)电中和作用[，

7、：溶液中带有多个电荷的多价电解质能够与颗粒表面带的相反电荷发生中和，从而减弱颗粒间彼此的相互排斥力，促进颗粒的絮凝沉降，为絮凝剂的架桥提供了有利条件。(3)卷扫作用(网捕作用)：形成小粒絮体的

8、絮凝剂在重力作用下沉降的过程中，犹如一个过滤网下降，迅速卷扫水中胶粒产生沉淀，卷扫作用基本是一种机械作用。综述与交流■村国畏窿2013年t1月“类外源絮凝聚素”假说很好地解释了酵母菌的絮凝机理：絮凝酵母细胞壁上的特定表面蛋白与其它酵母细胞(絮凝和非絮凝细胞)表面的甘露糖残基之间的专一性结合引起絮凝。3．3“菌体外纤维素纤丝”学说m“菌体外纤维素纤丝”学说则主要是针对纤维素类絮凝剂的絮凝机理提出的，由于部分引起絮凝的产生菌体外有纤丝，因而该学说认为是由于胞外纤丝聚合形成絮凝物。“类外源絮凝聚素’，假说和“菌体外纤维素纤丝”假说对非游离态生物絮凝剂的作用机理

9、作出合理解释。总之，絮凝过程是一个复杂的过程，为了更好地解释机理，需要对特定絮凝剂和胶体颗粒的组成、结构、电荷、构象及各种反应条件对它的影响进行更深入的研究。4微生物絮凝剂的影响因素4．1碳源和氮源微生物在生长和发酵产生微生物絮凝剂的过程中，由于自身的需求和生长特点，所需的碳、氮源的种类和数量各不相同。朱丹【q等研究的微生物絮凝剂，以葡萄糖为碳源得到的培养液的絮凝活性最高，以淀粉得到的培养液絮凝活性最低，无机氮做氮源得到的絮凝剂絮凝活性优于有机氮，其中以NaNO，作氮源时活性最高。4．2适宜的碳氮比适宜的碳氮比是影响絮凝微生物产絮凝剂的一个重要因素，宫小

10、燕【日等发现，以葡萄糖为碳源，与其他氮源相比，多黏类芽孢杆菌以黄豆饼粉为营养物生