微生物絮凝剂的研究现状与发展趋势

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微生物絮凝剂的研究及应用前景

微生物絮凝剂的研究及应用前景

收稿日期:2005-05-20作者简介:张晶(1966-),女,辽宁抚顺人,副教授。

微生物絮凝剂的研究及应用前景Study on Bioflocculant and Its Application Foreground张 晶1 王战勇1 苏婷婷1 朱焕山2 孙建华3(1.辽宁石油化工大学环境工程系 抚顺 113001);(2.抚顺市环境保护监测站 抚顺 113006);(3.辽宁科林环保工程有限责任公司 沈阳 110011)摘要 对微生物絮凝剂的研究及应用进展进行综述,包括产生絮凝剂的微生物种类,微生物絮凝剂的提取纯化,微生物絮凝剂的絮凝机理,影响因素,研究动向以及微生物絮凝剂的应用。

关键词 微生物 絮凝剂 絮凝Abstract This paper summarized the study on bioflocculant and its application foreground ,including species ,purifica 2tion ,flocculating mechanism ,affecting factors ,study trend and its application.Key words Microorganism Flocculant Flocculation 微生物絮凝剂(Microbial Flocculant ,简称MB F )是某些种类的细菌、放线菌、霉菌、酵母等在特定培养条件下,其生长代谢至一定阶段产生的具有絮凝活性的代谢产物,是一种安全、高效、且能自然降解的新型水处理剂,包括糖蛋白、多糖、纤维素、蛋白质和DNA 等[1]。

它们通过其电荷性质和高分子特性在液体介质中起电荷中和、吸附、桥联、网捕等作用,使胶体脱稳、絮凝沉淀、固液分离。

由于微生物絮凝剂可以克服无机高分子和合成有机高分子絮凝剂本身固有的缺陷,既可生物降解又安全可靠,最终实现无污染排放,因此越来越受到关注[2~4]。

絮凝剂的发展现状和发展前景

絮凝剂的发展现状和发展前景

絮凝剂的发展现状和发展前景综述:本文将探讨絮凝剂的发展现状和发展前景。

絮凝剂是一种常用于水处理和污水处理的化学药剂,用于去除水中的悬浮物和浑浊物质。

随着环境保护意识的增强和水资源的日益紧缺,絮凝剂在水处理领域的需求不断增加。

本文将首先介绍絮凝剂的定义和分类,然后探讨其发展现状,包括市场规模、应用领域和技术进展。

接着,本文将分析絮凝剂的发展前景,包括市场需求、技术创新和可持续发展。

最后,本文将总结絮凝剂的发展趋势和未来发展方向。

一、絮凝剂的定义和分类絮凝剂是一种化学药剂,用于去除水中的悬浮物和浑浊物质。

它通过改变水中悬浮物颗粒的表面电荷性质,使其相互结合形成较大的团聚体,从而沉淀或过滤出水中的杂质。

根据其化学性质和作用机制,絮凝剂可以分为无机絮凝剂和有机絮凝剂。

无机絮凝剂主要包括铝盐、铁盐和硅酸盐等,其作用机制是通过与水中的悬浮物反应生成沉淀物或凝胶。

有机絮凝剂主要包括聚合氯化铝、聚合硫酸铝和聚合硫酸铁等,其作用机制是通过与水中的悬浮物发生吸附和交联作用形成絮凝团聚体。

二、絮凝剂的发展现状1. 市场规模絮凝剂市场规模庞大且不断增长。

根据市场研究公司的数据,2019年全球絮凝剂市场规模达到了100亿美元,并预计到2025年将增长至150亿美元。

亚太地区是全球絮凝剂市场的主要消费地区,占据了市场份额的40%以上。

2. 应用领域絮凝剂广泛应用于水处理和污水处理领域。

在水处理方面,絮凝剂被用于净化饮用水、工业用水和农业灌溉水等。

在污水处理方面,絮凝剂被用于去除污水中的悬浮物、有机物和重金属等。

3. 技术进展随着科学技术的不断进步,絮凝剂的研发和应用也取得了一系列的技术进展。

其中,主要包括以下几个方面:(1)新型絮凝剂的研发:研究人员不断探索新型絮凝剂,如纳米材料、功能性高分子和生物絮凝剂等,以提高絮凝效果和降低剂量。

(2)絮凝剂的改良:研究人员通过改变絮凝剂的分子结构和性质,以提高其适应不同水质和处理工艺的能力。

微生物絮凝剂的研究进展及其发展趋势

微生物絮凝剂的研究进展及其发展趋势

微生物絮凝剂的研究进展及其发展趋势
微生物絮凝剂是一种高效、经济、环保的膜型水处理技术,其主要应用在净水和污水处理中。

它利用一种微生物物质,这种物质能够形成非溶于水的絮凝物,然后絮凝物结成的膜遮盖在水的表面上,形成一块朊膜,把微粒、离子等有机溶解物和水分离出来,从而达到净水或污水净化的目的。

近年来,随着净水技术的进步和污水处理的要求,微生物絮凝剂的研究也得到了非常重要的发展。

首先,研究人员们努力研发出能够为污水净化服务的特定微生物细胞,以达到更高效更低成本的净水或污水处理效果。

其次,为了使微生物细胞更好地聚集起来,研究人员探索了一些任务添加剂,如磷酸丙烯酸酯、聚溴锡和壳聚糖等,以达到更优化的净水和污水处理技术。

第三,研究者们在合成新材料方面进行了大量的有效研究,如构建环境友好的生物膜系统,以期获得更高的净水和污水处理技术。

未来,微生物絮凝剂的研究将会朝着更加经济和高效的方向发展。

首先,研究者们将加快微生物基础研究,以发掘更高效的微生物,改善技术和参数设置,优化微生物根据不同环境条件的表现。

其次,将完善微生物絮凝剂的组装及支架体系,寻求具有良好的稳定性和空气分离性的新材料、组件及支架体系。

最后,研究者们通过反应催化技术,探索反应催化的新的改进方案,以增加产气量及其经济性。

综上所述,微生物絮凝剂的研究已取得重要进展,并将带来更多净水或污水处理方面的新发现及创新技术。

随着科技的进步,微生物絮凝剂将成为未来水处理行业的重要贡献者之一。

絮凝剂的发展现状和发展前景

絮凝剂的发展现状和发展前景

絮凝剂的发展现状和发展前景综述絮凝剂是一种广泛应用于水处理领域的化学品,主要用于去除水中的悬浮物和浑浊物质。

随着人们对水质要求的提高,絮凝剂的需求量也在不断增加。

本文将对絮凝剂的发展现状和发展前景进行详细分析,包括市场规模、主要类型、应用领域、技术创新和发展趋势等方面。

一、市场规模目前,全球絮凝剂市场规模庞大,根据市场研究报告显示,2022年全球絮凝剂市场规模达到了XX亿美元,并估计在未来几年内将以X%的复合年增长率增长。

这主要得益于对水质要求的提高以及水处理行业的快速发展。

二、主要类型絮凝剂可以分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。

无机絮凝剂主要包括铝盐类、铁盐类和硅酸盐类等,而有机絮凝剂则包括聚合氯化铝、聚合硫酸铝和聚丙烯酰胺等。

不同类型的絮凝剂在不同的水处理领域有着不同的应用优势。

三、应用领域絮凝剂广泛应用于各个领域的水处理过程中,包括饮用水处理、工业废水处理、污水处理和海水淡化等。

在饮用水处理中,絮凝剂主要用于去除水中的悬浮物和有机物,提高水质。

在工业废水处理中,絮凝剂可以去除废水中的重金属离子和有机物,减少对环境的污染。

在污水处理中,絮凝剂可以有效去除污水中的悬浮物和有机物,提高处理效果。

在海水淡化中,絮凝剂可以去除海水中的悬浮物和有机物,提高淡化效率。

四、技术创新随着技术的不断进步,絮凝剂的研发和应用也在不断创新。

目前,一些新型絮凝剂已经开始应用于水处理领域,例如纳米絮凝剂、功能性絮凝剂和生物絮凝剂等。

纳米絮凝剂具有较高的絮凝效果和较低的用量,可以提高水处理的效率和节约成本。

功能性絮凝剂具有特殊的化学性质,可以适应不同水质和处理工艺的要求。

生物絮凝剂则利用微生物的作用去除水中的有机物和悬浮物。

五、发展前景絮凝剂作为水处理领域的重要化学品,其发展前景广阔。

随着全球水资源的日益紧缺和水污染的严重程度加剧,对水质要求的提高将推动絮凝剂市场的持续发展。

此外,新型絮凝剂的不断研发和应用也将为絮凝剂市场带来新的增长点。

絮凝剂的发展现状和发展前景

絮凝剂的发展现状和发展前景

絮凝剂的发展现状和发展前景综述:絮凝剂是一种广泛应用于水处理、污水处理、矿山浮选、纸浆造纸等领域的化学品,其作用是将悬浮在水中的固体颗粒聚集成较大的团块,以便于后续处理和分离。

本文将对絮凝剂的发展现状和发展前景进行详细分析。

一、絮凝剂的发展现状1. 市场规模和增长趋势根据市场研究机构的数据显示,全球絮凝剂市场规模正在稳步增长。

目前,市场上主要的絮凝剂产品包括无机絮凝剂和有机絮凝剂。

无机絮凝剂市场占据主导地位,但有机絮凝剂市场正在迅速增长。

预计未来几年,随着环境保护意识的增强和水处理需求的不断增加,絮凝剂市场将继续保持稳定增长。

2. 技术发展趋势随着科学技术的不断进步,絮凝剂的技术也在不断发展。

目前,常见的絮凝剂包括金属盐类絮凝剂、聚合物絮凝剂和复合絮凝剂。

未来,随着纳米技术、生物技术和功能性材料的应用,絮凝剂的技术将进一步创新和改进。

例如,纳米材料的应用可以提高絮凝剂的絮凝效果和处理效率,生物技术可以开发出更环保、可再生的絮凝剂,功能性材料可以使絮凝剂具备更多的特殊功能,如抗菌、除臭等。

3. 应用领域的拓展目前,絮凝剂主要应用于水处理和污水处理领域。

随着工业化进程的加快和环境污染的加剧,絮凝剂的应用领域正在不断拓展。

例如,在矿山浮选过程中,絮凝剂可以帮助提高矿石的浮选效果;在纸浆造纸过程中,絮凝剂可以帮助提高纸浆的过滤性能和纸张的质量。

未来,随着技术的进步和需求的增加,絮凝剂有望在更多领域得到应用,如食品加工、医药制造等。

二、絮凝剂的发展前景1. 市场需求的增加随着全球人口的增加和城市化进程的加快,水资源的供需矛盾日益突出,对水处理技术和絮凝剂的需求也在不断增加。

尤其是在发展中国家和地区,水污染问题日益严重,对絮凝剂的需求更为迫切。

因此,絮凝剂市场有着广阔的发展前景。

2. 环保意识的增强随着环境保护意识的不断增强,人们对水资源的保护和污水处理的要求也越来越高。

传统的絮凝剂产品中含有一些对环境有害的物质,因此,发展环保、可再生的絮凝剂成为了一个重要的发展方向。

絮凝剂的发展现状和发展前景

絮凝剂的发展现状和发展前景

絮凝剂的发展现状和发展前景一、引言絮凝剂是一种能够使悬浮在液体中的微小颗粒形成较大团聚体的化学物质。

它在水处理、石油开采、制浆造纸、污水处理等领域有着广泛的应用。

本文将详细介绍絮凝剂的发展现状和未来的发展前景。

二、发展现状1. 市场规模目前,全球絮凝剂市场规模不断扩大,预计到2025年将达到100亿美元。

亚太地区是絮凝剂市场的主要消费地区,其次是北美和欧洲。

2. 技术发展目前,絮凝剂的研发主要集中在提高絮凝效果、减少剂量和改善环境友好性等方面。

新型絮凝剂的研发包括有机絮凝剂、无机絮凝剂和复合絮凝剂等。

其中,有机絮凝剂具有高效絮凝效果和低剂量的优点,已经成为絮凝剂市场的主要发展方向。

3. 应用领域絮凝剂在水处理领域有着广泛的应用。

它可以去除水中的悬浮物、浊度、颜色、重金属和有机物等污染物,提高水质。

此外,絮凝剂还被广泛应用于石油开采、制浆造纸、污水处理和生物医药等领域。

三、发展前景1. 市场需求随着全球水资源短缺和环境污染问题的日益严重,对水处理技术的需求不断增加。

絮凝剂作为一种重要的水处理剂,将会受到更多的关注和需求。

2. 技术创新随着科技的进步,新型絮凝剂的研发将会更加注重环境友好性和高效絮凝效果。

同时,结合其他水处理技术,如膜分离技术和生物处理技术,将会进一步提高絮凝剂的应用效果。

3. 区域发展亚太地区是絮凝剂市场的主要消费地区,随着亚太地区经济的快速发展和工业化进程的加快,絮凝剂市场将会得到更大的发展空间。

此外,发展中国家对水处理技术的需求也将会推动絮凝剂市场的增长。

四、结论絮凝剂作为一种重要的水处理剂,在全球范围内有着广阔的市场和发展前景。

随着技术的创新和市场需求的增加,絮凝剂市场将会持续扩大。

同时,注重环境友好性和高效絮凝效果的新型絮凝剂将会成为市场的主要发展方向。

亚太地区和发展中国家将成为絮凝剂市场的重要增长点。

微生物絮凝剂

微生物絮凝剂

微生物絮凝剂摘要:微生物絮凝剂是一种具有广阔应用前景的天然高分子絮凝剂,因其具有高效、无毒、无二次污染等性质而备受人们的关注,并广泛应用于水处理、食品加工和发酵工业。

本文综述了微生物絮凝剂的研究与应用进展,包括合成絮凝剂的微生物种类、微生物絮凝剂的分类及特点、结构、微生物絮凝剂的絮凝机理和絮凝能力的影响因素,最后提出了微生物絮凝剂的发展趋势。

关键词:微生物絮凝剂;絮凝机理;研究进展絮凝剂被广泛地应用于工业废水处理、食品生产和发酵等工业中。

一般把絮凝剂分为3 类:1、无机絮凝剂,如硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁等;2、有机合成高分子絮凝剂,如聚丙烯酰胺及其衍生物、聚乙烯亚胺、聚苯乙烯磺酸盐等;3、天然高分子絮凝剂,如改性淀粉、聚氨基葡萄糖、壳聚糖、藻酸钠、几丁质和微生物絮凝剂[1]。

人们逐渐认识到:无机絮凝剂一般使用量较大,容易造成二次污染。

如水中残留铝离子过多,不但对水生生物和植物有害,还可造成老年人的铝性骨病及痴呆症。

铁离子虽对人体无害,但铁离子会使处理的水呈现红色,并刺激铁细菌繁殖,从而加速对金属设备的微生物腐蚀。

目前使用的PAM 等高分子有机絮凝剂,通常价格昂贵,在水中的残留物不易降解,而且有些聚合物单体具有毒性和致癌作用。

随着人们生活水平的提高,以及对卫生及环境的关注,急需研究和开发絮凝效果好、价格低廉、易降解、环境友好、应用范围广、无二次污染的新型絮凝剂。

当今国内外对絮凝剂研究和发展方向是由无机向有机、低分子向高分子,单一向复合、合成型向天然型发展。

基于生物多样性,开展了微生物絮凝剂的研究。

微生物絮凝剂是一类由微生物在生长过程中产生的,可以使水体中不易降解的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体粒子等凝集、沉淀的特殊高分子聚合物。

是一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒、廉价的水处理剂,近些年来受到极大关注, 有逐步取代传统絮凝剂的趋势[2]。

1 合成絮凝剂的微生物种类能产生絮凝剂的微生物有很多种类,细菌[3,5]、放线菌[4]、真菌[5]以及藻类[6]等(见表1)都可以产生絮凝剂。

微生物絮凝剂的介绍、应用及前景

微生物絮凝剂的介绍、应用及前景

微生物絮凝剂的介绍、应用及前景微生物絮凝剂的介绍微生物絮凝剂是80年月后期讨论开发的第三类絮凝剂,是一类由微生物产生的具有絮凝剂活性的代谢产物,主要有糖蛋白、多糖、蛋白质、纤维素和DNA以及有絮凝剂活性的菌体等。

该絮凝剂是利用生物技术,通过微生物发酵、抽取、精制而得到的一种新型、高效、廉价的水处理剂,是一种无毒的生物高分子化合物。

国外关于微生物絮凝剂的报道主要有AJ7002微生物絮凝剂、PF101絮凝剂和NOC1絮凝剂等。

相对经典的胶体系絮凝剂机理而言,生物系絮凝剂絮凝机理还不是很清晰,比较有代表性的絮凝机理包括胞外聚合物桥架学说、电性中和学说、体外纤维素纤丝学说,荚膜学说、疏水学说等。

目前一般以为,生物高分子絮凝剂主要通过桥架作用和电中和作用,使颗粒和细胞聚合,其它的絮凝作用机理如网扑作用,粒质说等可解释部分絮凝现象。

实际上,絮凝是一个简单的过程,由于絮凝剂的种类和浓度、分子构型、分子量大小、胶体表面性质、pH等因素均能影响其絮凝性能。

微生物絮凝剂具有絮凝范围广、絮凝活性高、平安、无害、无污染、脱色效果独特等特点,加上絮凝剂产生菌的种类多、生长快、易于实现工业化,微生物絮凝剂的讨论正成为当今世界絮凝剂方面讨论的重要课题。

微生物絮凝剂的优点1、高效性。

同等用量状况下,微生物絮凝剂的使用效率明显高于常规絮凝剂。

2、平安无毒。

采纳微生物絮凝剂处理食品废水,即可回收有用成分,又可削减排污量,是食品德业废水处理的进展趋势。

3、无二次污染。

微生物产生的絮凝剂成分简单多样,随菌种的不同而不同,具有可生化性,能够自行降解,因而不会带来二次污染。

4、脱色效果显著。

对畜产废水、泥浆废水、染料废水等有极好的絮凝及脱色效果。

5、投放量相对较少。

使用少量的微生物絮凝剂,就能实现大面积净化作用。

6、热稳定性强。

有的微生物絮凝剂还具有不受PH条件影响,用量少等特点。

微生物絮凝剂絮凝机理微生物絮凝剂是带电荷的生物大分子,其絮凝机理主要是吸附架桥作用、电中和作用、卷扫作用。

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微生物絮凝剂的研究现状与发展趋势前言: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 , 现在在许多领域已被禁止或限量使用。

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。

微生物絮凝剂(MBF)是某些种类的微生物在特定培养条件下,其生长代谢至一定阶段产生的具有絮凝活性的代谢产物。

其主要活性成分是具有两性多聚电解质特性的蛋白质,多糖、核酸类生物高分子化合物,具有可生化性,即能够自行降解。

它们通过其电荷性质和高分子特性在液体介质中起电荷中和、吸附、桥联、网捕等作用,使胶体脱稳、絮凝沉淀、固液分离。

它克服了常规的无机絮凝剂和有机絮凝剂对人体有害和易产生二次污染的缺点,被广泛地应用于各类废水的生物处理、清除污泥膨胀、食品及餐饮业废水中可利用成分的回收利用等。

1 微生物絮凝剂的种类和特点1.1 微生物絮凝剂的种类根据近些年对微生物絮凝剂的研究与报道,可把它分为4大类:1)从微生物细胞壁提取的絮凝剂,如酵母细胞壁葡聚糖、蛋白质和N—乙酰葡萄糖胺等成分均可作絮凝剂使用。

2)从微生物细胞代谢产生絮凝剂,这类絮凝剂主要是细菌的荚膜和粘液质,其主要成分为多糖及少量的多肽、蛋白质、脂类及其复合物等。

3)直接利用微生物细菌作为絮凝剂,如某些细菌、霉菌、放线菌和酵母等,它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中。

4)利用克隆技术所获得的絮凝剂。

这类絮凝剂是用基因工程技术和现代分子生物学,把高效絮凝基因转移到便于发酵的菌中,构造高效遗传菌株,克隆絮凝基因能在多种降解中产出有效的微生物絮凝剂。

从组成上看,微生物絮凝剂是属于生物分子系列结构的复杂物质,主要含多糖、糖蛋白、纤维素、DNA、蛋白质及脂肪等。

1.2 微生物絮凝剂特点微生物絮凝剂与其他絮凝剂相比,具有许多独特的性质。

(1)来源广、生产周期短;(2)高效,同等用量下,与常用的铁盐、铝盐、聚丙烯酰胺相比,微生物絮凝剂对活性污泥的絮凝速度最高,而且絮凝沉淀物容易过滤;(3)无毒,微生物絮凝剂为微生物菌体或菌体外分泌的生物高分子物质,属于天然有机高分子絮凝剂,安全无毒;(4)消除二次污染,微生物絮凝剂是微生物的分泌物,自然不会危害他自身,不会影响水处理效果,且絮凝后的残渣可被生物降解,对环境无害,不会造成二次污染;(5)应用范围广泛,脱色效果独特,微生物絮凝剂处理对象有活性污泥、粉煤灰、木炭、墨水、泥水、河底沉积物、高岭土、印染废水等,且对悬浊液絮凝速度快、用量少,对胶体、溶液均有较好的絮凝效果,对富含有机物的屠宰废水和血水也有较好的去色效果;(6)价格较低。

无论从生产成本还是处理技术总费用,微生物絮凝剂的价格都低于化学絮凝剂的价格。

不足之处是,生物絮凝剂的效果容易受到有毒物质的干扰,因此,被处理的废液中必须无妨害菌体生长的因素。

2 微生物絮凝剂的絮凝机理微生物絮凝剂实际上是带有电荷的生物大分子,对絮凝物质的絮凝机理,已有一些研究,目前认为其絮凝机理与高分子絮凝剂相似,主要有以下几种:2.1 “架桥絮凝”机理这一机理认为,絮凝剂借助离子键、氢键、同时结合了多个颗粒上的分子,在颗粒间起了“中间桥梁”的作用,从而使悬浮物形成网状结构的絮凝物而沉淀下来。

通常认为合成的高分子絮凝剂都是通过这种机理产生絮凝作用,微生物絮凝剂的絮凝机理与合成的高分子絮凝剂的作用机理是一致的。

这种机理最为人们所认可。

2.2 “离子键、氢键的结合”学说该学说认为:通过离子键、氢键的作用与悬浮物结合,由于絮凝剂的分子量较大,一个絮凝剂分子可同时与几个悬浮颗粒结合。

在适宜条件下,迅速形成网状结构而沉积,从而表现出很强的絮凝能力。

但是,离子键、氢键学说并不能很好地解释某些絮凝反应机理。

2.3 “电性中和”机理这一机理认为胶体粒子的表面一般带有负电荷,当带有一定正电荷的链状生物大分子絮凝剂或其水解产物靠近这种胶粒时,会中和胶体表面上的部分电荷,使静电斥力减少,从而使胶粒间发生磁力碰撞而凝聚,向溶液中加入金属离子或调节pH值可影响其絮凝效果。

2.4 “化学反应”机理这一机理认为生物大分子中某些活性基团与被絮凝物质相应基团反应,进而聚集成较大的分子而沉淀下来。

通过对生物大分子进行改性处理,使其添加或丧失某些活性基团,絮凝活性发生变化而起作用。

某些学者指出絮凝剂的活性主要是依赖于活性基团,即活性基团决定了絮凝剂的活性。

2.5 “卷扫作用”机理这一机理认为,当微生物絮凝剂的投加量一定且形成小颗粒絮体时,可以在重力作用下,迅速网捕,卷扫水中一些胶粒,从而产生沉淀。

这种作用可看成是一种机械作用,实践证明,所需絮凝剂的量与原水中杂质悬浮体含量成正比。

除上述5种机理外,还有粘质学说、酶合学说等絮凝机理,这些机理可解释部分絮凝现象。

实际上,随微生物絮凝剂作用对象的不同,其作用机理也不完全相同。

总之,絮凝过程是一个复杂的过程,为了更好地解释机理,需要对特定絮凝剂和胶体颗粒的组成、结构、电荷、构象及各种反应条件对它的影响进行更深入的研究。

3 影响产生微生物絮凝剂及其絮凝能力的因素3.1 影响产生微生物絮凝剂的因素为获得微生物絮凝剂,必须研究了解产生这种絮凝剂的各种因素,如培养基的组成、pH值、通气情况、温度等。

实践证明,各种微生物絮凝剂产生的最佳条件是不一致的,在此仅阐述有共性的几种因素:1)培养基的组成。

培养基包括硫源、氮源、能源生长因子、无机盐和水等六大营养物质,各种微生物絮凝剂要求营养成分不同,因此,应灵活控制培养基组成,选择合适的最佳配方。

2)pH值。

初始pH值可影响产生微生物絮凝剂的生长和絮凝物质的分泌,通常作为絮凝用的细菌和放线菌的适宜pH值在中性至弱碱性范围内,对于不同的微生物絮凝剂,其适宜生长pH值是不相同的。

3)培养温度和通气量。

一般认为,最适宜的温度在25~35℃之间,温度太低,菌体生长速度变慢,温度太高,会使菌体产生的絮凝活性降低。

通气量也是影响絮凝剂产生菌体的重要因素,且在不同生长期通气量应是不同的,应通过试验选择不同生长期的最佳通气量。

3.2 影响微生物絮凝剂絮凝能力的因素影响微生物絮凝剂絮凝能力的因素较多,主要包括温度、pH、絮凝剂投加量、助凝剂、絮凝剂的分子量等。

1)温度温度对微生物絮凝剂的影响较大。

主要是因为高温可使生物高分子变性,空间结构改变,某些活性基团不再与悬浮颗粒结合,因而表现出絮凝活性的下降。

2)pH值pH值影响絮凝剂的絮凝活性主要是由于酸碱度的变化会影响微生物絮凝剂及悬浮颗粒表面电荷的性质、数量及中和电荷的能力。

不同的絮凝剂对pH的变化敏感程度不同,同一种絮凝剂对不同的被絮凝物有不同的初始pH要求。

3)絮凝剂投加量每种絮凝剂都有一个最佳投加量,过多或过少,都会导致絮凝效果下降。

据分析,絮凝剂的最佳投加量约是固体颗粒表面吸附大分子化合物达到1/2饱和时的吸附量,此时大分子在固体颗粒上架桥机率最大。

4)助凝剂助凝剂一般为金属离子。

金属离子的种类和浓度对微生物絮凝剂活性的影响很大。

一定浓度的金属离子可以加强絮凝剂分子与悬浮颗粒以离子键结合而促进絮凝,对提高微生物絮凝剂的絮凝活性有重要意义。

5)微生物絮凝剂的分子量微生物絮凝剂的分子量大小对其絮凝活性非常重要。

分子量大,活性位点多,絮凝效率高。

目前已分离纯化的絮凝剂都是多聚糖和蛋白质之类的生物大分子,除少数外,分子量大都在几十万到几百万。

分子量的减小会降低絮凝剂的絮凝活性,例如絮凝剂的蛋白质絮凝成分降解后,分子量减小,絮凝活性明显下降。

4 微生物絮凝剂的应用与无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂相比,微生物絮凝剂絮凝效果好、易生物降解、无二次污染、对环境安全、应用范围广。

因此,可以广泛应用于废水处理和其他方面。

4.1 废水处理1)活性污泥的处理活性污泥的处理是水处理工程中比较棘手的问题。

在活性污泥中加入微生物絮凝剂,污泥容积指数很快下降,消除污泥膨胀状态,从而恢复活性污泥沉降能力。

2)污泥脱水微生物絮凝剂可用于污泥脱水。

主要利用其3)有机废水的处理有机废水的BOD高,处理困难,用高分子絮凝剂处理,虽有较好的处理效果,但存在二次污染。

用微生物絮凝剂可以有效地去除有机废水中的TN和TOC。

4)印染废水的降解和脱色印染废水成分复杂,水质变化大,色度高,并含有难降解表面活性剂,是目前难处理的工业废水之一。

用白腐真菌处理染料废水是目前研究热点之一,其作用分为染料的吸附、富集阶段和生物降解三个阶段。

染料的细菌降解又包括两个步骤,首先是染料透过细菌细胞壁进入质膜,其次是在膜上的传递,并通过细菌的生命活动,使其降解成简单的无机物或转化成细菌所需要的营养物质。

4.2 重金属的收集和发酵工业微生物絮凝剂成功地用于黄金、白钨矿以及其它矿物质等贵重稀有金属类化合物的富集提取。

除此之外,很多絮凝剂产生菌都具有吸附重金属离子的能力。

微生物絮凝剂表现出的对微生物细胞广谱良好的絮凝沉降效果为其在发酵工业后处理中的实际应用奠定了基础。

利用絮凝剂来沉降菌体细胞可使能耗大大减少,而且操作简单,因而可望成为取代传统的离心或过滤方法的新手段。

5 存在问题及发展趋势5.1 问题尽管微生物絮凝剂独特的优越性已显示了其广阔的应用前景,但微生物絮凝剂在实际生产中尚未得到推广应用。

主要原因为:1)原材料价格过高,葡萄糖和果糖是絮凝剂合成的最佳碳源,酵母膏和牛肉膏、酪蛋白、酪氨酸往往是絮凝剂合成的最适氮源,这些为高价值原材料。

2)絮凝剂产量低,絮凝活性弱是导致其生产成本过高的根本原因。

主要原因为菌株自身潜力差,产絮凝剂能力弱,菌株絮凝剂合成的最佳营养条件(主要指培养基组成)、合成的最佳发酵条件(通气量、温度等)及最佳的絮凝条件均未达到。

5.2 发展趋势综合分析微生物絮凝剂的研究和应用,今后微生物絮凝剂领域的发展:1)研究微生物絮凝剂与无机、有机絮凝剂的配合使用,也是微生物絮凝剂发展的另一方向。

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