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                微生物絮凝劑

                更新時間:2019-04-12 點擊數:1015

                開創云全域建站

                1.1 微生物絮凝劑概述 

                 

                   國外微生物絮凝劑的商業化生產始于20世紀90年代,因不存在二次污染,使用方便,應用前景誘人。如紅平紅球菌及由此制成的NOC-1是目前發現的最佳微生物絮凝劑,具有很強的絮凝活性,廣泛用于畜產廢水、膨化污泥、有色廢水的處理。我國微生物絮凝劑的制品尚未見報導。 

                  微生物絮凝劑主要包括利用微生物細胞壁提取物的絮凝劑,利用微生物細胞壁代謝產物的絮凝劑、直接利用微生物細胞的絮凝劑和克隆技術所獲得的絮凝劑。微生物產生的絮凝劑物質為糖蛋白、粘多糖、蛋白質、纖維素、DNA等高分子化合物,相對分子質量在105以上。 

                  微生物絮凝劑是利用生物技術,從微生物體或其分泌物提取、純化而獲得的一種安全、高效,且能自然降解的新型水處理劑。由于微生物絮凝劑可以克服無機高分子和合成有機高分子絮凝劑本身固有的缺陷,最終實現無污染排放,因此微生物絮凝劑的研究正成為當今世界絮凝劑方面研究的重要課題。 

                  

                1.2 微生物絮凝劑的種類和性質 

                  

                    微生物絮凝劑的研究者早就發現,一些微生物如酵母、細菌等有細胞絮凝現象,但一直未對其產生重視,僅是作為細胞富集的一種方法。近十幾年來,細胞絮凝技術才作為一種簡單、經濟的生物產品分離技術在連續發酵及產品分離中得到廣泛的應用。微生物絮凝劑是一類由微生物產生的具有絮凝功能的高分子有機物。主要有糖蛋白、粘多糖、纖維素和核酸等。從其來源看,也屬于天然有機高分子絮凝劑,因此它具有天然有機高分子絮凝劑的一切優點。同時,微生物絮凝劑的研究工作已由提純、改性進入到利用生物技術培育、篩選優良的菌種,以較低的成本獲得高效的絮凝劑的研究,因此其研究范圍已超越了傳統的天然有機高分子絮凝劑的研究范疇。具有分泌絮凝劑能力的微生物稱為絮凝劑產生菌。最早的絮凝劑產生菌是Butterfield從活性污泥中篩選得到。1976年,Nakamura j.等人從霉菌、細菌、放線菌、酵母菌等菌種中,篩選出19種具有絮凝能力的微生物,其中以醬油曲霉(Aspergillus souae)AJ7002產生的絮凝劑效果最好。1985年,Takagi H等人研究了擬青霉素(Paecilomyces sp.l-1)微生物產生的絮凝劑PF101。PF101對枯草桿菌、大腸桿菌、啤灑酵母、血紅細胞、活性污泥、纖維素粉、活性炭、硅藻土、氧化鋁等有良好的絮凝效果。1986年,Kurane等人利用紅平紅球菌 (Rhodococcuserythropolis)研制成功息生物絮凝劑NOC-1,對大腸桿菌、酵母、泥漿水、河水、粉煤灰水、活性碳粉水、膨脹污泥、紙漿廢水等均有極好的絮凝和脫色效果,是目前發現的最好的微生物絮凝劑。 

                  絮凝劑的分子質量、分子結構與形狀及其所帶基團對絮凝劑的活性都有影響。一般來講,分子量越大,絮凝活性越高;線性分子絮凝活性高,分子帶支鏈或交聯越多,絮凝性越差;絮凝劑產生菌處于培養后期,細胞表面蔬水性增強,產生的絮凝劑活性也越高。處理水體中膠體離子的表面結構與電荷對絮凝效果也有影響。一些報道指出,水體中的陽離子,特別是Ca2+、Mg2+的存在能有效降低膠體表面負電荷,促進“架橋”形成。另外,高濃度Ca2+的存在還能保護絮凝劑不受降解酶的作用。微生物絮凝劑絮凝范圍廣、絮凝活性高,而且作用條件粗放,大多不受離子強度、pH值及溫度的影響,因此可以廣泛應用于污水和工業廢水處理中。微生物絮凝劑高效、安全、不污染環境的優點,在醫藥、食品加工、生物產品分離等領域也有巨大的潛在應用價值。 

                  

                1.3微生物絮凝劑的應用

                   

                1.4 城市污水

                  用從城市生活污水中分離出的具有絮凝、降解作用的高效混合菌群對生活污水進行處理,可使污水 COD 和 BOD 的去

                  除率達到 100 %1[0。]

                  

                1.5 建材廢水

                  含有高懸浮物的建筑材料加工廢水也是較難處理的一類廢水,例如陶瓷廠廢水,主要包括胚體廢水和釉藥廢水兩種,

                  前者主要含有較多的黏土顆粒,后者除含黏土顆粒外,還有相當數量釉藥。當添加 NOC-1 后 5 min,胚體廢水的濁度從原來1.4 降低到 0.043;釉藥廢水的濁度從 17.2 下降到 0.35;濁度去除率分別為 96.6 %和 97.9 %,可得到幾乎透明的上清液1[2。]用紅平紅球菌產生的絮凝劑處理瓦廠廢水,處理后的上清液幾乎是透明的[13。]

                  

                 1.6 其他應用

                  由于微生物絮凝劑具有安全、無毒的特性,逐漸在食品廢水處理中被采用 ,并達到了滿意的效果。此外,微生物絮凝

                  劑還可廣泛應用于城市污水、醫院污水、石化廢水、造紙廢液、制藥廢水等多方面的處理過程中。

                  結語

                  綜上所述,從低分子到高分子、由無機到有機及微生物、由單一型到復合型是絮凝劑的發展走向。追求高效、廉價、環

                  保是絮凝劑研制的目標,有針對性地開發無毒或低毒高效絮凝劑,使其在飲用水及其他與人體活動有關的用水處理中生物毒

                  性及殘留量不再造成 2 次污染,是今后絮凝劑研究發展的一個重要方向。其次對絮凝效果加強定量的研究,降低生產成本是開發新型絮凝劑的當務之急。在理論和實踐的雙重驅動下,安全、無毒、高效的微生物絮凝劑大有取代傳統絮凝劑的趨勢,

                  無機和有機高分子復合絮凝劑也因綜合了無機和有機的優點在國內外得到了廣泛的開展,已經成為目前絮凝劑研究的熱點。


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