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微生物絮凝劑的介紹
微生物絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)
微生物絮凝劑絮凝機(jī)理
微生物絮凝劑在水處理中的應(yīng)用
微生物絮凝劑的發(fā)展趨勢(shì)
微生物絮凝劑是80年代后期研究開(kāi)發(fā)的第三類(lèi)絮凝劑，是一類(lèi)由微生物產(chǎn)生的具有絮凝劑活性的代謝產(chǎn)物，主要有糖蛋白、多糖、蛋白質(zhì)、纖維素和DNA以及有絮凝劑活性的菌體等。該絮凝劑是利用生物技術(shù)，通過(guò)微生物發(fā)酵、抽取、精制而得到的一種新型、高效、廉價(jià)的水處理劑，是一種無(wú)毒的生物高分子化合物。
國(guó)外關(guān)于微生物絮凝劑的報(bào)道主要有AJ7002微生物絮凝劑、PF101絮凝劑和NOC—1絮凝劑等。相對(duì)經(jīng)典的膠體系絮凝劑機(jī)理而言，生物系絮凝劑絮凝機(jī)理還不是很清楚，比較有代表性的絮凝機(jī)理包括胞外聚合物橋架學(xué)說(shuō)、電性中和學(xué)說(shuō)、體外纖維素纖絲學(xué)說(shuō)，莢膜學(xué)說(shuō)、疏水學(xué)說(shuō)等。
目前一般以為，生物高分子絮凝劑主要通過(guò)橋架作用和電中和作用，使顆粒和細(xì)胞聚合，其它的絮凝作用機(jī)理如網(wǎng)撲作用，粒質(zhì)說(shuō)等可解釋部分絮凝現(xiàn)象。實(shí)際上，絮凝是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，由于絮凝劑的種類(lèi)和濃度、分子構(gòu)型、分子量大小、膠體表面性質(zhì)、pH等因素均能影響其絮凝性能。
微生物絮凝劑具有絮凝范圍廣、絮凝活性高、安全、無(wú)害、無(wú)污染、脫色效果獨(dú)特等特點(diǎn)，加上絮凝劑產(chǎn)生菌的種類(lèi)多、生長(zhǎng)快、易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，微生物絮凝劑的研究正成為當(dāng)今世界絮凝劑方面研究的重要課題。
1、高效性。同等用量情況下，微生物絮凝劑的使用效率明顯高于常規(guī)絮凝劑。
2、安全無(wú)毒。采用微生物絮凝劑處理食品廢水，即可回收有用成分，又可減少排污量，是食品行業(yè)廢水處理的發(fā)展趨勢(shì)。
3、無(wú)二次污染。微生物產(chǎn)生的絮凝劑成分復(fù)雜多樣，隨菌種的不同而不同，具有可生化性，能夠自行降解，因而不會(huì)帶來(lái)二次污染。
4、脫色效果顯著。對(duì)畜產(chǎn)廢水、泥漿廢水、染料廢水等有極好的絮凝及脫色效果。5、投放量相對(duì)較少。使用少量的微生物絮凝劑，就能實(shí)現(xiàn)大面積凈化作用。6、熱穩(wěn)定性強(qiáng)。有的微生物絮凝劑還具有不受PH條件影響，用量少等特點(diǎn)。
微生物絮凝劑是帶電荷的生物大分子，其絮凝機(jī)理主要是吸附架橋作用、電中和作用、卷掃作用。
1、吸附架橋作用：絮凝劑大分子借助離子鍵、氫鍵和范德華力，同時(shí)吸附多個(gè)膠體粒子，在顆粒間產(chǎn)生架橋作用，從而形成網(wǎng)狀三維結(jié)構(gòu)沉淀下來(lái)。
2、電中和作用：溶液中帶有多個(gè)電荷的多價(jià)電解質(zhì)能夠與顆粒表面帶的相反負(fù)電荷發(fā)生中和，從而減弱顆粒間彼此的相互排斥力，促進(jìn)顆粒絮凝沉降，為絮凝劑的架橋提供了有利條件。
3、卷掃作用：形成小粒絮體的絮凝劑在重力作用下沉降的過(guò)程中，猶如一個(gè)過(guò)濾網(wǎng)下降，迅速卷掃水中膠粒產(chǎn)生沉淀。
微生物絮凝劑是利用生物技術(shù), 從微生物或其分泌物中提取、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, 包括糖蛋白、多糖、纖維素、蛋白質(zhì)和DNA等。因此其越來(lái)越受到人們的重視, 呈現(xiàn)出逐步取代傳統(tǒng)絮凝劑的趨勢(shì)。
現(xiàn)在微生物絮凝劑開(kāi)始適用于處理高濁度有機(jī)廢水及染料廢水的脫色、處理高濃度無(wú)機(jī)懸浮廢水及恢復(fù)活性污泥沉降能力等方面。
1、在給水處理中的應(yīng)用。試驗(yàn)表明, 用分離篩選得到的硅酸鹽芽孢桿菌產(chǎn)生的絮凝劑MBFA9處理高濁度河水, 技術(shù)指標(biāo)優(yōu)于PAM等常規(guī)絮凝劑。
2、畜產(chǎn)廢水的處理。畜產(chǎn)廢水是含BOD較高的難處理有機(jī)廢水，采用合成有機(jī)絮凝劑雖然有較好的效果，但存在二次污染。豬糞尿廢水采用NOC-1加Ca+處理10min后，廢水的上清液變成幾乎透明液體，廢水中的TOC由處理前的8200mg/l降為2980mg/l，去除率達(dá)67.2%。
3、消除污泥膨脹。在活性污泥中加入微生物絮凝劑, 污泥容積指數(shù)會(huì)很快下降, 消除污泥膨脹狀態(tài), 從而恢復(fù)活性污泥的沉降能力。
4、印染廢水的降解、脫色：印染廢水成分復(fù)雜, 水質(zhì)變化大, 色度高, 并含有難降解的表面活性劑, 用白腐真菌處理染料廢水是目前研究的熱點(diǎn)。
5、重金屬的富集：很多絮凝劑產(chǎn)生菌都具有吸附重金屬離子的能力。
微生物絮凝劑以其無(wú)毒、高效、無(wú)二次污染、使用方便等特點(diǎn)展示了廣闊的應(yīng)用前景，大有取代傳統(tǒng)絮凝劑的趨勢(shì)。因其具有超強(qiáng)的絮凝性能，可使一些難處理高濃度廢水得到絮凝，并明顯降低COD、色度等指標(biāo)，是一種有著良好發(fā)展前景的新型絮凝劑。隨著人們環(huán)保意識(shí)的不斷加強(qiáng)，微生物絮凝劑的應(yīng)用將會(huì)越來(lái)越廣。同時(shí)水處理技術(shù)本身受環(huán)境資源及能源的制約和挑戰(zhàn)，也存在生產(chǎn)成本高、活體絮凝劑保存困難、絮凝劑處理功能單一等難題。
目前來(lái)看，絮凝劑的研究主要集中在高分子絮凝劑方面，但伴隨著微生物絮凝劑的深入研究，微生物絮凝劑取代部分傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑和合成有機(jī)高分子絮凝劑將成為一種趨勢(shì)。國(guó)外對(duì)于微生物絮凝劑的研究已很廣泛，而國(guó)內(nèi)的研究則還處于菌種的篩選階段，主要是存在成本較高、處理功能單一、活性保存有困難、難以產(chǎn)業(yè)化等缺點(diǎn)，因此今后努力的方向應(yīng)該是：
① 對(duì)絮凝機(jī)理、動(dòng)力學(xué)、絮凝劑的理化性質(zhì)等的研究。
② 尋找廉價(jià)高效的碳源、氮源，制備價(jià)格低廉的高效培養(yǎng)基；優(yōu)化生產(chǎn)條件，降低生產(chǎn)成本，探索研制新技術(shù)、新工藝，選育高效菌種。
③ 拓展絮凝劑的應(yīng)用范圍，利用基因工程技術(shù)，將污染物降解質(zhì)粒引入到微生物菌種中，使絮凝、沉降、降解系于一體。
④ 研制微生物絮凝劑和其它絮凝劑的復(fù)合品，做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，增強(qiáng)效能。
⑤ 利用高濃度含氮有機(jī)廢水及廉價(jià)原料進(jìn)行微生物絮凝劑制備的工藝研究。
總之，研制新型、高效、安全、經(jīng)濟(jì)的絮凝劑是絮凝劑生產(chǎn)發(fā)展的必然方向。
