崔慶飛 李鳳梅 高云霞

摘 要：在水處理工藝中，絮凝劑的選擇和使用直接影響水處理的效果和成本。就絮凝劑的研究過(guò)程來(lái)講，國(guó)內(nèi)外對(duì)絮凝劑研究和發(fā)展由無(wú)機(jī)類到有機(jī)類、從低分子到高分子、變單一使用為復(fù)合配用、尋找天然型代替合成型的趨勢(shì)。微生物絮凝劑是一類安全高效、綠色環(huán)保、價(jià)格低廉的天然絮凝劑。現(xiàn)綜述一些微生物絮凝劑的相對(duì)優(yōu)勢(shì)和國(guó)內(nèi)的發(fā)展應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞：微生物絮凝劑 相對(duì)優(yōu)勢(shì) 發(fā)展應(yīng)用

中圖分類號(hào)：X17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）04（c）-0130-02

1 微生物絮凝劑的發(fā)展

微生物絮凝劑是用微生物細(xì)胞體或微生物細(xì)胞的提取物和代謝產(chǎn)物處理水體的絮凝劑[1]，具有分泌絮凝劑能力的微生物菌體被稱為微生物絮凝劑產(chǎn)生菌，1935年Butterfield從活性污泥中發(fā)現(xiàn)提煉到的是最早發(fā)現(xiàn)的微生物絮凝劑產(chǎn)生菌[2]，1976年，人們從霉菌、細(xì)菌、放線菌、酵母菌等214種微生物中，篩選出19種具有絮凝能力的微生物[3]，這些微生物細(xì)胞體對(duì)特定的污廢水均有絮凝和脫色能力[4]。1986年，Kurane等學(xué)者利用紅平紅球菌研制成功生物絮凝劑NOC-1，它被認(rèn)為是最有效的微生物絮凝劑，有很好的絮凝和脫色效果[5]。我國(guó)在微生物絮凝劑的研究方面起步較晚，而且剛開始也只是以單一的絮凝劑產(chǎn)生菌作為研究對(duì)象，目前我國(guó)市政環(huán)保行業(yè)對(duì)微生物絮凝劑的開發(fā)和研究尚處于在實(shí)驗(yàn)室探索水平的研究，未達(dá)到實(shí)際的工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用，與傳統(tǒng)的化學(xué)絮凝劑復(fù)合處理實(shí)際廢水的研究層次不高，并且研究絮凝效果的控制指標(biāo)單一。從微生物絮凝劑的發(fā)展歷程來(lái)看，微生物絮凝劑大多數(shù)是有針對(duì)性的起絮凝作用，因此微生物絮凝劑的研究作用對(duì)象大部分是工業(yè)廢水或某一污染物質(zhì)含量較高的廢水。近些年來(lái)國(guó)內(nèi)研究的趨勢(shì)是復(fù)合改性微生物絮凝劑的研究；國(guó)外則是開發(fā)新型微生物絮凝劑來(lái)替代傳統(tǒng)絮凝劑[6]。

2 微生物絮凝劑的優(yōu)勢(shì)

與傳統(tǒng)的絮凝劑相比，微生物絮凝劑不僅具有良好的絮凝劑效果，而且易被生物降解消耗，不會(huì)產(chǎn)生二次污染，微生物絮凝劑的來(lái)源廣泛，培養(yǎng)菌種的周期快，具有價(jià)格低廉、投加量少、絮凝效率高、處理效果良好、產(chǎn)生的絮體大且穩(wěn)定還能達(dá)到脫色的效果[7]。

微生物絮凝劑的產(chǎn)生菌培養(yǎng)所需的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)可以從含高濃度有機(jī)物的廢水中取得。用廢水中的有機(jī)物質(zhì)制作成培養(yǎng)基，從而起到一定凈化水體的作用[8]。

微生物絮凝劑的菌膠團(tuán)聚集以及表面生物膜形成過(guò)程中，微生物在物理位置的分布及結(jié)構(gòu)連接上有差別，使生物絮凝劑的菌膠團(tuán)和生物膜表面常帶負(fù)電荷，對(duì)重金屬離子有很強(qiáng)的吸附能力[9]。

微生物絮凝劑是一類具有較強(qiáng)破乳能力的電介質(zhì)類凝聚劑，通過(guò)投加微生物絮凝劑可以使污泥更容易絮凝聚集，以達(dá)到很好的脫泥處理效果，并且可以控制污泥膨脹現(xiàn)象。微生物絮凝劑對(duì)污泥的處理效果是傳統(tǒng)絮凝劑所不具有的。

微生物絮凝劑凈化水體中的金屬離子存在三個(gè)層次的協(xié)作關(guān)系，三個(gè)層次的協(xié)作關(guān)系是緊密相關(guān)的，微生物絮凝劑在廢水中對(duì)重金屬離子不僅有絮凝作用的存在，還有靜電吸附、粘性吸附的效果，大大降低了廢水中重金屬離子的含量，使廢水得到更好的凈化[10]。此優(yōu)點(diǎn)成為微生物絮凝劑廣泛處理含重金屬離子污廢水的重要依據(jù)之一。

3 微生物絮凝劑的應(yīng)用

微生物絮凝劑以其獨(dú)特的理化性質(zhì)，通過(guò)復(fù)配或者直接被用于處理含有重金屬離子的水體，效果顯著[11]。利用微生物絮凝劑MBFGA1來(lái)從工業(yè)廢水中去除鉛（II）離子，絮凝劑分兩個(gè)階段加入，除鉛率可高達(dá)99.85%。印染廢水一直是很難凈化的，經(jīng)過(guò)研究，利用協(xié)腹產(chǎn)堿桿菌生產(chǎn)出的微生物絮凝劑對(duì)紙漿黑水和含一些顏色較深的染料廢水的脫色處理效果很好，脫色率高達(dá)95%以上，脫色時(shí)間短[12，13]。畜牧禽類養(yǎng)殖以及屠宰廠產(chǎn)生的廢水是一類BOD含量較高、比較難處理的廢水，這類廢水經(jīng)過(guò)微生物絮凝劑NOC-1的處理約10min后，廢水中的固體懸浮顆粒物絮凝沉淀，上層清液幾乎呈透明狀，廢水中的TOC去除率約70%，TN去除率為40%，濁度的去除率可高達(dá)94.5%[14]。微生物絮凝劑除了對(duì)廢水的處理效果較好外，對(duì)污泥的處理也是十分有效的，試驗(yàn)表明，生化處理醫(yī)學(xué)制藥廢水過(guò)程中的活性污泥發(fā)生膨脹，經(jīng)MBF NOC-1處理后，活性污泥的污泥體積指數(shù)SVI由原來(lái)的290左右很快下降到50，使其達(dá)到了良好的活性污泥SVI值，消除了污泥膨脹問題，恢復(fù)了活性污泥的沉降能力[15]。單一的微生物絮凝劑對(duì)外界的環(huán)境適應(yīng)性差，可以通過(guò)改性和復(fù)合來(lái)改善微生物絮凝劑的處理效果，以改性MBF FCZJ-15為例，通過(guò)改性可以改善產(chǎn)生菌的生長(zhǎng)條件，使其產(chǎn)出率提高。單用FCZJ-15對(duì)含氟廢水的處理效果并不好，采用FCZJ-15與三氯化鋁以16：9的比例處理含氟廢水時(shí)，處理去除率由20%提高到95%[16]。

4 展望

微生物絮凝劑作為新興的水處理劑，在實(shí)際的生產(chǎn)和使用過(guò)程中還有一定的局限性。在生產(chǎn)過(guò)程中，微生物細(xì)胞培養(yǎng)的條件未能掌握，產(chǎn)生的有機(jī)物種類繁多，不能很簡(jiǎn)單的區(qū)分出那些是具有絮凝效果的物質(zhì)；在使用過(guò)程中，由于微生物絮凝劑是具有活性的一類物質(zhì)，對(duì)處理的水體也有嚴(yán)格的要求，如pH值、溫度、酸堿性、毒性等，我們可以利用特定的載體，抵抗外界不良環(huán)境的沖擊，使其在指定的時(shí)期和作用場(chǎng)所發(fā)揮效果。同時(shí)單一的微生物絮凝劑還有很多限制，我們可以通過(guò)改性和復(fù)合的研究方法來(lái)彌補(bǔ)單一微生物絮凝劑的不足，充分發(fā)揮其絮凝效果，降低使用量，提高絮凝效率。在工業(yè)化的生產(chǎn)模式上，除了運(yùn)用生物克隆技術(shù)培養(yǎng)絮凝劑產(chǎn)生菌，還可以利用基因工程通過(guò)其基因序列來(lái)實(shí)現(xiàn)微生物絮凝劑的直接定向生產(chǎn)，可以大大減少生產(chǎn)工藝的步驟和周期。

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