微生物絮凝剂的最新研究进展(2)

微生物絮凝剂的最新研究进展

的絮凝效果最佳，絮凝率达到97%。张建龙等[25]从活性污泥中分离筛选出一株生长能力强、絮凝活性高的M08菌株，研究其絮凝特性。该菌种产絮凝剂的最佳条件为：碳源为甘油、氮源为酵母膏、磷酸盐为K2HPO4·3H2O（5g/L）、C/N比为15、接种量为3%（v/v）、起始pH值为6、发酵温度为30℃。在此条件下以120r/min摇床培养72h，其发酵液对高岭土悬浊液的絮凝率高于90%。母哲轩等[26]以絮凝剂产生菌巨大芽孢杆菌为培养对象，并利用响应曲面法对影响絮凝率的显著因子：pH值、阳离子浓度和絮凝剂用量进行了探索，建立二次多项数学模型，确定最优絮凝条件。通过响应曲面法优化得到的最佳絮凝条件为：pH=4.7，CaCl2加入量=7.0mmol./L，絮凝剂用量=34.6mg/L时，絮凝率可达(95.5±1.0)%。

2.4 絮凝剂产生菌培养基质的研究

絮凝剂的培养基质主要以碳源为主，目前对培养基质的研究主要在利用有机废水为菌种提供碳源，在培养菌种的同时又处理了有机废水。

张建龙等[27]以糊精、甘油、麦芽糖、葡萄糖、乳糖、蔗糖作为培养基的碳源，接种后调pH=8.0，置于120r/min、30℃下振荡培养72h后测定絮凝率。发现在糊精、甘油、麦芽糖条件下，絮凝率均达到93%以上，其次为葡萄糖、乳糖在89%左右，蔗糖最低为83%。刘立凡[28]尝试用糖蜜废液来培养微生物絮凝剂产生菌，当糖蜜废液被稀释50倍，初始pH调至5.0，接入絮凝剂产生菌HHE-P7，在150r/min、30℃摇床培养，3d后就可得到絮凝性物质。同时研究表明当培养液的投加量为0.5mL，溶液pH为9.0，CaCl2投加量为1.0mL时可取得较高的絮凝率。毛艳丽，朱涛等也有类似的研究，利用糖蜜废水生产微生物絮凝剂对高岭土悬浮液去除率达96.75%，同时也实现了废水的资源化利用。[29]兰州大学王有乐[30]利用两种根霉产生复合型絮凝剂，在投药量仅为0.1 mL/L，无需调节废水pH，投加5 mL/L 10%的助凝剂CaCl2的情况下，即可使废水浊度和COD的去除率分别为92.11%和54.09%，同时还可从废水中回收1.1 g/L无毒无害的蛋白物质用作动物饲料。马放等[31]以稻草秸秆作碳源，先通过纤维素降解菌HIT-3降解后，再移入F2-F6菌株，采用两段式发酵工艺制取复合型生物絮凝剂，得出每1t稻草秸秆可以制取复合型生物絮凝剂44kg，为絮凝剂产生菌的工业化培养提供了依据。黄腾等[32]以味精废水作为廉价培养基质，研究酱油曲霉摇瓶连续培养和发酵罐连续培养两种培养条件下絮凝率情况，并对温度控制及实际培养方法的可操作性进行了探讨。对规模化生产微生物絮凝剂有一定的指导意义。

2.5 传统有机无机絮凝剂的复配技术

絮凝剂复配技术的研究是目前该领域研究最多的方向之一，大多数实验表明：复合微生物絮凝剂与化学絮凝剂联合作用的絮凝效果要比单独使用其中一种絮凝剂效果显著，同时通过复配技术也可以降低处理成本。

周迟骏等[33]从啤酒厂废酵母直接提取微生物絮凝剂与水合氧化铁微颗粒体系混凝考察对染料废水的脱色效果。结果显示二者混凝后具有显著的协同效应，脱色率最高达95.5%，同时初步探讨其混凝机理，认为是无机微颗粒体系中的“剩余电荷”在起作用。靳慧霞，马放等[34]用F2-F6复合生物絮凝剂分别与无机絮凝剂氯化铝（AlCl3），聚合氯化铝（PAC）和有机絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM）复配来处理泥浆废水，发现在絮凝率维持98.5%以上时，复配可以使微生物絮凝剂使用量降低60%—75%，效果显著。郑丽娜等[35]将微生物絮凝剂分别与化学絮凝剂AlCl3和FeCl3复配，并采用英国学者J.Gregory提出的计算分形维数的方法来考察不同配比条件下处理高浊度和低浊度废水时所形成絮体的分形特征，发现无论是处理

微生物絮凝剂的最新研究进展

高浊水还是低浊水，处理效果及稳定性达最优时絮体的分形维数均在1.4-1.6之间。另外，他们从含油废水处理站曝气池中取出好氧活性污泥，通过分离得到菌株F6，分别与化学絮凝剂Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3混凝进行机理上的研究。研究表明，向生物絮凝剂中投加少量金属盐离子（Fe或Al）后之所以可以显著提高浊度的去除效果，主要是由于强化了电性中和和吸附架桥的共同作用。而且加入的金属离子为颗粒的絮凝提供了晶核，形成更加密实的絮体。同时，单独使用生物絮凝剂的分形维数(D2=1.2927)小于加铁絮凝剂的分形维数(D2=1.5966)，混凝处理的出水几乎检测不到金属阳离子的存在。[36]马放，李大鹏等[37]首次采用复合型生物絮凝剂处理高浊、高藻水，考察发现将聚合氯化铝铁与复合型生物絮凝剂复配使用，当复合型生物絮凝剂的投加量为12. 5 mg/L、聚合氯化铝铁的投加量为25 mg/L时，使浊度由49. 95 NTU降为3. 23 NTU，去除率为93. 5%。并认为这种结果是在絮凝过程中，聚合氯化铝铁的电中和作用及生物絮凝剂的吸附架桥作用的协同下产生的。叶何兰[38]采用酱油曲霉发酵制备微生物絮凝剂，同时考察了对污泥脱水性能的影响。实验表明：当絮凝剂的投加量为污泥体积的5%，干重质量浓度为5.8mg/L时，污泥的脱水效果最佳。污泥脱水率从75.6%提高到82.6%，污泥含水率从82.4%降到76.4%。

3 结语

生物絮凝剂应用范围广泛，包括活性污泥、粉煤灰、木炭、墨水、泥水、饮用水、河底沉积物、高岭土、粪尿水、印染废水、细菌、酵母菌以及各种生产废水等。加上高效、安全、无二次污染的独特优势，实现规模化生产潜力巨大。

选取低成本、高效率、适应性强、处理功能多样的微生物絮凝剂是MBF领域的最终研究目标。因此，今后的研究重点可考虑从以下方面入手：

（1）探讨快速筛选絮凝剂产生菌的技术和方法。自然界能产絮凝剂的微生物很多，但要快速找到它们，是比较困难的。费时费力，增加了絮凝剂产生菌的筛选成本。因此，如果能找到一个筛选絮凝剂产生菌的指导原则，就可提高筛选效率，降低微生物絮凝剂的成本；

（2）为了降低微生物絮凝剂的生产成本，寻找新的廉价MBF培养基也是该领域的主要方向之一。比如将纤维素、秸秆甚至高浓度有机废水等作为微生物絮凝剂主生菌的培养底物，以废治废，降低成本，以促进MBF工业化应用；（3）生物絮凝剂培养时间相对较长，可考虑加入能促进生物生长的物质比如酶、激素等，从而尽量缩短系统启动时间和废水在生化系统的停留时间；（4）除了从自然界中寻找外，还应加强遗传学方面的研究，发展适合生物絮凝剂研制与应用的新技术、新工艺。比如利用基因工程等方法改造菌株等，从而适应现阶段各种类型废水处理的要求；（5）复合型絮凝剂由于是生物菌落群，故适应性广，功能多样。如何针对性将各生物絮凝剂筛选后优化组合，以确定能够产生高效絮凝作用的优势菌落群也是一个不错的方向；（6）继续深入研究生物絮凝剂的理化性质、絮凝活性分布规律、絮凝动力学及影响因素等，深化絮凝理论基础，同时对絮凝剂协同絮凝机理的研究也要深入进行；（7）在现有的各类絮凝剂基础上，如何针对某种特定废水快速地寻找到一种复配技术以达到最佳处理效果依然有很多未知需要探索。

参考文献

[1] 胡勇有,高宝玉.微生物絮凝剂[M].北京;化学工业出版社,2006.

[2] 郑怀礼,钱力,张海彦,等.生物絮凝剂与絮凝技术[M].北京:化学工业出版社,2003.

[3] 韦慧,施永生,赵璇等.微生物絮凝剂的研究及发展前景[J].河北化工,2006,29(12):8-10.

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[4] Butterfield C T.U.S. Public Health Rep.,1935,50;671.

[5] Nakamura J,Miyashiro S,Hirose Y.Condition …… 此处隐藏：3804字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……