微生物絮凝劑性質(zhì)及應(yīng)用研究

肖　芬（西安建筑科技大學(xué)　理學(xué)院，西安　710055）

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微生物絮凝劑性質(zhì)及應(yīng)用研究

肖芬
（西安建筑科技大學(xué)理學(xué)院，西安710055）

摘要：近年來，生物絮凝劑的研究引起各界廣泛關(guān)注，生物絮凝劑具有安全、無毒、易降解和無二次污染等特點(diǎn)，本文對(duì)影響微生物絮凝劑的各種因素及微生物絮凝劑的應(yīng)用進(jìn)行了較為詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞：微生物絮凝劑；絮凝機(jī)理；絮凝活性

0　引言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展導(dǎo)致產(chǎn)生出越來越多的各種生產(chǎn)生活廢棄物，對(duì)環(huán)境造成了巨大的破壞作用。廢水、廢氣、固體廢棄物三大公害污染物中，以廢水的污染尤為突出。由于人類對(duì)水資源的需求量與日俱增，各種污水治理方法隨之不斷地被開發(fā)應(yīng)用，其中得到廣泛應(yīng)用的是對(duì)污水的絮凝處理。絮凝劑在各種污廢水的處理、金屬離子的去處及脫色等方面都有廣泛的應(yīng)用。天然生物絮凝劑與無機(jī)絮凝劑和有機(jī)高分子相比具有易被生物降解、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)成為研究的熱點(diǎn)。其中微生物絮凝劑即屬于天然生物絮凝劑中的一種［1］。

1　微生物絮凝劑的概述

微生物絮凝劑是一種利用生物技術(shù)，以微生物為生產(chǎn)者，經(jīng)發(fā)酵、提取得到的一種具有生物分解性和安全性的高效、無毒的新型水處理絮凝劑。在各種污廢水的處理、生物制藥、染料脫色等方面有寬廣的應(yīng)用前景［2］。

2　影響絮凝活性的理化因素

微生物絮凝劑的絮凝性能主要受四個(gè)因素的影響，包括絮凝劑用量、溫度、金屬離子及pH值。

2.1pH對(duì)絮凝活性的影響

pH值是影響生物絮凝劑絮凝活性的最重要的外部因素之一。pH值的改變能對(duì)膠體顆粒的Zeta電位、表面電荷產(chǎn)生影響，使其產(chǎn)生絮凝作用。由黃曲霉A.favus產(chǎn)生的微生物絮凝劑是穩(wěn)定的，pH值范圍為3～7，高嶺土懸浮液的絮凝活性在90%以上。

2.2溫度對(duì)絮凝活性的影響

絮凝劑所具有的主要絮凝成分不同，受溫度的影響也隨之不同，絮凝劑中蛋白質(zhì)含量比較高時(shí)，溫度過高會(huì)導(dǎo)致絮凝劑的絮凝效率降低，這是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)易受溫度的影響，高溫會(huì)導(dǎo)致蛋白質(zhì)失活變性，如果絮凝劑中糖類含量較高，絮凝活性一般不會(huì)隨溫度過高而有所改變，具有熱穩(wěn)定性。

2.3金屬離子對(duì)絮凝活性的影響

金屬離子對(duì)絮凝劑的絮凝活性也有比較重要的影響，改變金屬離子的濃度和種類，絮凝劑的絮凝性能也會(huì)有所改變，金屬離子可以通過電中和作用和橋連作用對(duì)微生物絮凝劑產(chǎn)生影響。陽(yáng)離子可以中和高嶺土懸浮液中帶負(fù)電荷的膠體顆粒，形成吸附架橋而沉淀下來。例如，Halomonas sp.和Micrococcus sp.產(chǎn)的微生物絮凝劑具有陽(yáng)離子依賴性，Al3+，Ca2+，Mn2+對(duì)絮凝活性具有促進(jìn)作用，而Ba2+，Mg2+，F(xiàn)e3+，Na+，Li+，K+對(duì)絮凝活性具有抑制作用。

2.4微生物絮凝劑投加量對(duì)絮凝活性的影響

微生物絮凝劑在最佳濃度和最適宜條件下可達(dá)到最高絮凝活性。當(dāng)絮凝劑濃度不足時(shí)，橋聯(lián)機(jī)理不能在膠體系統(tǒng)完成。與此相反，過量的微生物絮凝劑通常導(dǎo)致膠體顆粒會(huì)因超荷現(xiàn)象而達(dá)到新的穩(wěn)定。

3　微生物絮凝劑的應(yīng)用

3.1家禽廢水的處理

家禽廢水有機(jī)含量較高，因此很難進(jìn)行處理，Ghosh等人篩選了一株由克雷伯氏菌產(chǎn)生的新型生物絮凝劑，具有去除沙門氏菌（一種在家禽廢水中流行的有效病原體）的潛力。研究表明，室溫條件下，經(jīng)純化后的絮凝劑最佳投加量為2mg/L，30分鐘內(nèi)可去除80.3%沙門氏菌。家禽廢水中含有3log CFU沙門氏菌細(xì)胞。這種微生物絮凝劑絮凝效率遠(yuǎn)優(yōu)于合成得有機(jī)絮凝劑，對(duì)高嶺土懸濁液的絮凝活性高達(dá)90%左右。

3.2染料廢水的處理

Zhang等人研究了由復(fù)合微生物絮凝劑聯(lián)合體（葡萄球菌屬BAFRT4和假單胞菌CYGS1）產(chǎn)生的一種新的生物絮凝劑MMF1（蛋白質(zhì)和多糖生物絮凝劑），在處理靛藍(lán)印刷和染料廢水方面具有良好的絮凝性能，COD和色度的最大去除率分別為79.2%和86.5%。

3.3金屬離子的去除

微生物具有產(chǎn)生胞外聚合物質(zhì)的能力，如多糖，黏多糖和蛋白質(zhì)的混合物，并且可以結(jié)合有毒的金屬。微生物絮凝劑具有選擇性絮凝溶液中的金屬離子的作用，例如金屬硫化物和氧化物沉淀。Bender等人采用浮動(dòng)藍(lán)藻墊從水域除去金屬，該金屬結(jié)合過程是由于大的多糖。在該研究中提出了藍(lán)藻菌Oscillatoria對(duì)水中重金屬離子（即Mn2+，Pb2+，Cd2+，Zn2+，Co2+，Cr3+和Fe3+）的去除有特殊功效。微生物絮凝劑具有能選擇性吸附或絮凝重金屬的特性，為重金屬?gòu)U水的處理以及礦山廢水貴重金屬的回收提供了一條有效途徑。

3.4污水的脫色處理

通常用現(xiàn)在常用的絮凝劑難以去除有色廢水中的有色物質(zhì)，而又報(bào)道用微生物絮凝劑處理某造紙廠有色廢水時(shí)，在80mL廢水中加入2mL Alcaligenes latus培養(yǎng)物和1.5mL1%的聚氨基葡糖，即可在廢水中形成肉眼可見的絮凝物浮在水面，脫色率為94.6%。

4　結(jié)語(yǔ)

微生物絮凝劑與一般的無機(jī)和有機(jī)合成絮凝劑相比具有無毒、無二次污染等特點(diǎn)。微生物絮凝劑在各種工業(yè)和生物加工方面對(duì)提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)力表現(xiàn)出巨大的潛力。微生物絮凝劑具有絮凝、吸附等多種功能性，通過研究微生物絮凝劑的絮凝機(jī)理及絮凝性能、微生物絮凝劑對(duì)各種不同類型的污廢水的處理性能以及研究對(duì)微生物絮凝劑的化學(xué)改性，都是微生物絮凝劑發(fā)展方向之一。

參考文獻(xiàn)：

［1］Zhong L， Chen U W， Lei H Y， et.al. Characterization and focculating properties of a novel biofocculant produced by Bacillus circulans. World J Microbiol Biotechnol， 2009（25）: 745-752

［2］張彤，朱懷蘭，林哲.微生物絮凝劑的研究與應(yīng)用進(jìn)展［J］.應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報(bào)，1996，2（01）:95-105.

DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.11.017

作者簡(jiǎn)介：肖芬（1989-），女，陜西渭南人，研究生，研究方向：水處理。