[摘要] 介绍了目前微生物絮凝剂的特点、种类及其研究情况。讨论了影响微生物絮凝剂的絮凝活性的主要因素，包括絮凝剂分子的性质和胶体颗粒的性质。文章还进一步研究了微生物絮凝剂的絮凝机理，它包括连桥作用、电荷中和机理和卷扫作用，同时指出了微生物絮凝剂在水处理中的应用。最后，指出微生物絮凝剂的应用前景。

　　[关键词] 微生物 絮凝剂 絮凝机理 水处理

　　水处理混凝剂的发展速度很快，新产品层出不穷。第一代絮凝剂为以铝离子为代表的无机盐及其高分子聚合物， 第二代为以聚丙烯酰胺为代表的有机高分子絮凝剂，这两代絮凝剂(有机和无机类)均存在不同的缺点。近年来，人们开发出了一类由微生物产生的、具有高效混凝作用的天然高分子有机物(生物树脂)，称为微生物絮凝剂，应用效果好、适用范围广、易生物降解、安全可靠，处理后的污水最终能实现无污染排放等特点而被称之为第三代絮凝剂。

　　1 微生物絮凝剂的概述

　　絮凝剂又称沉降剂。作为一类可使液体中不易沉降的固体悬浮微粒(粒径10—3— 10—7cm)凝聚、沉淀的物质，己广泛应用于废水处理、污泥脱水、发酵工艺等方面。絮凝剂在给水与废水处理过程的固液分离中占有重要的地位。首先，絮凝能有效脱除80%一95% 的悬浮物质和65%一95% 的胶体物质，对降低水中COD值有重要作用;再者，絮凝对除去水中的细菌病毒效果稳定，通过絮凝净化，一般能把水中90%以上的微生物和病毒一并转人污泥，使得对水进行消毒、杀菌变得容易。微生物絮凝剂是利用生物技术，从微生物体或其分泌物提取、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。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，最终实现无污染排放.因此微生物絮凝剂的研究正成为当今世界絮凝剂方面研究的重要课题。

　　2 微生物絮凝剂的种类

　　微生物絮凝剂是一类由微生物产生的絮凝代谢产物。按利用微生物的不同部分，微生物絮凝剂可分为直接利用微生物细胞的絮凝剂、从微生物细胞提取的絮凝剂以及微生物细胞代谢产生的絮凝剂，如GS一7 。按产微生物絮凝剂的菌株情况，微生物絮凝剂又可分为纯种菌株及其产生的微生物絮凝剂，国内研究的多属此类;混合菌株及其产生的微生物絮凝剂，如Kurane等分离的产微生物絮凝剂的微生物R一3就是4种菌株的混合体;基因复合型菌株，不仅具有絮凝的功效且有降解污染物质的能力。另外，有人正在研究微生物无机复合絮凝剂，董军芳等人把微生物与硫酸铝复配使用，比单用其中任何一种絮凝剂的絮凝效果都要好，但目前未见把这两种絮凝剂做成复合絮凝剂对实际废水进行处理的实例。复合是当前人们普遍应用的技术，能克服使用单一絮凝剂的许多不足，但在有机合成制备上手续复杂，成本较高，并有可能存在二次污染问题，有待进一步研究。我国对微生物絮凝剂的研究则从最近几年才开始，且主要停留在实验室研究阶段。

　　3 微生物絮凝剂絮凝机理

　　微生物絮凝剂的形成与其代谢活动有关，细菌对数生产期后期或静止早期是收获絮凝剂的最佳时期。一般情况下，在温度为30°C，pH值=6-9.5的条件下以果糖为碳源，尿素和硫酸胺为氮源作培养基，并在培养初期采取较大的通气量，而在后期减少通气量，将有利于提高絮凝剂的产量。絮凝剂加入水中后，主要通过吸附架桥作用、电荷中和作用和网捕作用使颗粒问排斥能降低，最终发生凝聚和絮凝。

　　3.1 桥联作用机理

　　在絮凝剂生物大分子浓度较低时，吸附在某个微粒表面上的生物分子长链可能同时吸附在另一个微粒的表面上，通过架桥方式将两个或更多的微粒联在一起从而导致絮凝。架桥的必要条件是微粒上存在空白表面。一般来说，微生物絮凝剂的分子量越大对架桥越有利，絮凝效率高，但因为架桥过程中也发生链段问的重叠，从而产生一定的排斥作用，若分子量过高，则这种排斥作用会削弱架桥作用，使絮凝效果变差;另一方面，若生物分子絮凝剂的带电符号与微粒相反则絮凝剂的离解程度就大，电荷密度越高，分子越易扩展，越有利于架桥。如Levy等人以吸附等温线和电位(颗粒的表面电动电势)测定环圈藻PCC-6720RN U TG R絮凝剂就是以“桥联”机制为基础而产生活性的。絮凝的形成是一个复杂的过程，但其并非万能，吸附机理也不是单一的。

　　3.2 电荷中和机理

　　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胶粒表面或被吸附到胶粒表面上时，将会中和胶粒表面上的一部分负电荷，减少静电斥力，从而使胶粒问能发生碰撞而凝聚。

　　3.3 卷扫作用

　　当微生物絮凝剂投加量一定且形成小粒絮体时，可以在重力作用下迅速网捕，卷扫水中胶粒，而产生沉淀分离，称为卷扫或网捕作用。这种作用基本上是一种机械作用，所需絮凝剂量与原水杂质含量成反比。原水胶体杂质含量少时，所需絮凝剂量大，反之亦然。还有其它一些絮凝机理——如粘质说，合学说等，可解释部分絮凝现象。从微生物絮凝剂的多样性以及表现出絮凝范围的广谱性可以断定，絮凝机理肯定是多样的。

　　4 微生物絮凝剂在水处理中的应用

　　前面已叙述了微生物絮凝剂的种种特征、性质，现仅以以下几点来说明其在水处理中的应用。

　　4.1 消除污泥膨胀

　　工业废水在采用活性污泥法处理的过程中，活性污泥易发生膨胀，影响处理效果，若加入微生物絮凝剂，会消除膨胀，收到良好的效果。如甘草制药废水生化处理过程的污泥膨胀，添加NOC-1微生物絮凝剂后，污泥的SVI值很快从290下降到50，消除了污泥的膨胀，恢复丁污泥的沉降能力。

　　4.2 水的脱色

　　活性污泥法除去废水中的BOD并非难事，但对于脱色几乎还没有特效的方法，特别是对于那些可溶性色素很难处理，使用微生物絮凝剂NOC-1对造纸黑液、颜料废水处理后上清液几乎变为无色透明。

　　4.3 特殊废水的处理

　　这里所谓的特殊废水指较难处理或易产生二次污染的废水，如畜产废水和建材废水，采用微生物絮凝剂可以使废水中的TOC等的去除率大为提高，浊度去除达到95%以上。

　　5 微生物絮凝剂的应用前景

　　目前微生物絮凝剂的应用还大多处于菌种筛选阶段，且存在着生产成本较高的缺点，无法适应工业化生产的需要，因此，今后这方面研究工作将主要集中于：

　　(1)筛选微生物絮凝剂的高产菌株及培养条件的优化;

　　(2)微生物絮凝剂的化学组成和理化性质的测定，絮凝机理的研究;

　　(3)微生物絮凝剂的絮凝活性分布和絮凝性能测定，影响絮凝性能因素以及絮凝动力学的研究;

　　(4)高浓度含氮有机废水及廉价原料进行微生物絮凝剂制备的工艺研究。随着对微生物絮凝剂絮凝机理和絮凝遗传控制的深入研究，微生物絮凝剂必将显示出其巨大的应用价值。

 1/2    1 2 下一页 尾页