微生物絮凝剂的研究现状与发展趋势

第28卷第6期

2009年　12月

四　川　环　境

SICHUANENVIRONMENT

Vol128,No16December2009

综　述

微生物絮凝剂的研究现状与发展趋势

刘丽琼,张艳敏

(西南大学资源环境学院,重庆　400715)

　　摘要:相对于传统絮凝剂而言,微生物絮凝剂具有絮凝效果好、应用范围广、易生物降解、对环境安全、无二次污染

的特点。文章综述了微生物絮凝剂的类型和特点,详细阐述了其絮凝机理,分析了影响微生物絮凝剂絮凝性能的因素以及微生物絮凝剂在水处理中的应用。。关　键　词:微生物絮凝剂;絮凝机理;影响因素;应用及发展趋势

中图分类号:X172　　　　文献标识码:A　　　　文章编号:2)062PresentStatusQuoandialFlocculants

Li2Yan2min

(SouthwestUniversity,Chongqing400715,China)

　　traditiflocculants,microbialflocculanthasadvantagesofhighremovalefficiency,wide

appsafetyforenvironmentandnosecondarypollution.

Inthispaper,theclassification,

featuresandflmechanismofmicrobialflocculantswereintroduced.Thefactorsaffectingflocculationandtheapplicationofmicrobialflocculantsforwatertreatmentwereanalyzed.Theexistingproblemsinthestudieswerepointedoutaswell.Moreover,thedevelopingtrendswerepreviewed.

Keywords:Microbialflocculant;flocculatingmechanism;affectingfactors;developingtrendsandapplications

　　絮凝是废水处理的一个重要方法,用于去除水

中细小的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的固体悬浮颗粒凝聚沉降的物[1]

质。传统的絮凝剂主要有两类,一类是无机型的,如铁盐、铝盐等;另一类是有机型的,如聚丙烯酰胺等。这两类絮凝剂的絮凝效果都比较好,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。80年代,日本这类

[2]

絮凝剂的年产量已达2400吨。但是,近年来人们发现,无机絮凝剂用量较大易产生二次污染,更为严重的是,经常饮用以铝盐为絮凝剂的水会引起

[3]

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

[4]

禁止或限量使用。

微生物絮凝剂(MBF)是利用生物技术,从微生物或其分泌物中提取、纯化而获得的一种安全、高效,且能自然降解的新型水处理剂,包括糖

[5]

蛋白、多糖、纤维素、蛋白质和DNA等。微生物絮凝剂不但没有传统絮凝剂的上述缺点,而且还具有安全、高效、可生物降解、不污染环境等特[6]

点。因此其越来越受到人们的重视,呈现出逐步取代传统絮凝剂的趋势。

1　微生物絮凝剂的种类和优点

111　微生物絮凝剂的种类

,现在在许多领域已被

收稿日期:2009205220

作者简介:刘丽琼(1984-),女,四川德阳人,西南大学资源环境学

院环境工程专业2008级硕士研究生,研究方向为污染控制化学。

从来源来看,MBFs主要有4种类型:直接利用微生物细胞、微生物细胞壁提取物、微生物细胞

[7]

代谢产物以及通过克隆技术所获得的絮凝剂。

目前产生微生物絮凝剂的种群主要通过从土壤和活性污泥提取或直接购买纯微生物菌株获得。能产生絮凝剂的微生物种类很多,迄今为止,已发现

110　　　　　　　　　　　　　　　　　　四川环境

[8]

28卷

的具有絮凝性的微生物多达50种以上。现将其中一些具有代表性的絮凝剂产生菌归纳整理,见下表。

表　具有絮凝性的微生物种类

Tab1　Thespeciesofflocculatingmicrobes

絮凝剂产生微生物

细　菌

Aeromonas气单胞菌属Agrobacteriumsp1土壤杆菌属Alcaligenescupidus壳产碱杆菌Alcaligeneslatus协腹产碱杆菌

Bacillus芽孢杆菌Bacillussubtlest枯草杆菌Corynebacteriumbrevicale棒状杆菌

Dematiumsp1暗色孢属Enterococcus肠球菌属Enterobacteraerogenes产气肠杆菌

Lactobacillus乳酸杆菌属KloeckeraapiculatasSerratia沙雷氏菌Staphylococcus葡萄球菌属Streptococcus链球菌Verticillium轮枝孢属Zoogolearamigera生枝动胶菌

絮凝剂产生微生物

放线菌

Nocardiacalcarca石灰壤诺卡氏菌Nocardiarestriea椿象虫诺卡氏菌Streptomycesvinaceus酒红色链霉菌Streptomycesgriseus灰色链霉菌

真　菌

AspergillusfumigatusAspergillus酱油曲霉albidusvaraeriu酵母菌

Paecilomycessp1拟青霉属Penicilliumcyclopium圆弧青霉Penicilliumpurpurogenum产紫青霉Phanerochaetechrysosporium白腐真菌Saccharomycescerevisiae酿酒酵母

藻　类

Anabaenopsiscircularis环圈项圈蓝细菌

Gyrodiniumimpudicum螺旋藻Phormidiumsp1席藻属

　　ShihIL等

[9]

在含有柠檬酸、谷氨酸、并用甘

油作为碳源的有氧培养条件下,从地衣芽孢杆菌CCRC12826中提取出了一种效果很好的絮凝剂。SiqingXia等

[10]

与上述传统的絮凝剂相比,微生物絮凝剂具有

许多优点:(1)易于固液分离;(2)易被生物降解,无毒、无害,安全性高,不会造成二次污染;(3)具有除浊和脱色性能;(4)使用范围广;(5)有的生物絮凝剂还具有不受pH条件影响,热稳定性强,用量小等特点。

鉴于此,研究和发展微生物絮凝剂成为必然,而且微生物絮凝剂可以采取生物工程的手段实现产业化。

从一种混合活性污泥中的奇异变形

[11]

杆菌TJ-1中提取出了一种叫TJ-F1的絮凝剂,并研究了它的特性。Jane2YiiWu等特性。

112　微生物絮凝剂的优点

研究了一种

从枯草芽孢杆菌DYU1中提取的胞外聚合物的絮凝

目前被广泛应用的絮凝剂有如下几类:

(1)无机盐类絮凝剂(如硫酸铝、氯化铁等),处理效果不太理想。

(2)聚合无机盐型絮凝剂(如聚合氯化铝、聚合硫酸铁等),处理效果虽然良好,但用量很大,易造成二次污染,其应用受到了限制。

(3)有机高分子絮凝剂(如PAM),具有用量少、絮凝速度快的优点,但其残留物不易被生物降解,易造成二次污染,且其单体具有强烈的神经毒性和“三致”效应,使得其应用也受到限制。

2　微生物絮凝剂的絮凝机理

　　微生物絮凝剂是生物大分子,考虑到其化学组成,可以认为微生物絮凝剂絮凝作用的本质是有机

高分子(如多聚糖、纤维素、蛋白质等)与目标

[12]

物之间发生的相互作用。近年来,各国学者对微生物絮凝剂的絮凝机理进行了不断研究,理论也获得了不断的发展,先后提出了许多假说,如pHB酯学说,Buterrfield黏质假说,电中和作用以

及菌体外纤维素纤丝学说等。主要的机理如下。

6期　　　　　　刘丽琼等:微生物絮凝剂的研究现状与发展趋势111

211　“架桥作用”机理215　卷扫作用

絮凝剂借助离子键、氢键,同时结合多个颗粒

分子,因而在颗粒间起“中间桥梁”的作用,把这些颗粒联结在一起,从而使之形成网状结构沉淀

[13]

下来。朱艳彬等得到的复合微生物絮凝剂HITM0有效成分为蛋白质、多糖和多肽类物质,絮凝机理包括蛋白质等两性电解质的电中和作用以及蛋白质、多肽、多糖等高分子物质和纤维素等的

[14]

代谢残留物共有的吸附架桥作用。王曙光等从土壤中筛选出一株产气肠杆菌(Klebsiellamobilis),认为该菌株微 …… 此处隐藏：3714字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……