微生物絮凝剂的最新研究进展
且用量低,易于过滤;1985年,Takagi H[6]用拟青霉属微生物生产出的絮凝剂PF101,对枯草杆菌、大肠杆菌、活性污泥、硅藻土、氧化铝等有良好的絮凝效果;1986年,Kurane R[7]等用红平红球菌生产出的絮凝剂NOC-1,对大肠杆菌、酵母菌、泥浆水、河水、粉煤水、活性炭粉水等均具有极好的絮凝和脱色效果;Yokoi等[8]分别在1997年和1998年分离出Enterobacter sp.和Pseudomonas sp.,这两株菌所产絮凝剂对有机悬浮液和无机悬浮液的絮凝效果都很好; Salehizadeh等[9]在2002年利用Bacillus firmus产生的絮凝剂处理染料废水、酵母废水,获得了良好的效果。
以红平红球菌得到的NOC-1是目前发现的絮凝效果最好的生物絮凝剂。这种细菌在日本旱田土壤中很常见,在沉淀良好的微生物相中约占2%。由Rhodococcus erythropolis所产生的生物絮凝剂现已用于各种生产和生活废水的处理中,并收到良好的效果。随着微生物絮凝剂研究的技术与手段的不断提高,近年来开始有大量的新的微生物絮凝剂的报道,对微生物絮凝剂的组成、结构,絮凝条件优化的了解不断加深,且对微生物絮凝剂的絮凝特性和作用机理的认识也不断深入。
2 微生物絮凝剂的研究现状
当前该领域的研究方向主要分为:絮凝机理和特性、产生絮凝剂的微生物种类研究、絮凝条件的优化、絮凝剂产生菌培养基质的研究、与传统有机无机絮凝剂的复配技术等。
2.1 微生物絮凝剂的絮凝机理和特性
目前对微生物絮凝剂的絮凝机理还没有统一的认识,由于絮凝剂产生菌种类多样,絮凝剂的作用主体多样,人们对微生物絮凝剂的絮凝机理提出很多假说。如Butterfield的粘质说、Grabtree的PHB酯合学说、Friedman的菌体外纤维素纤丝学说、化学反应机理、电中和机理、吸附架桥机理、离子键,氢键结合学说等。[10]但对于大多数絮凝剂而言,其反应机理主要是吸附架桥。刘紫鹃,徐桂云等人[11]从活性污泥里筛选得到一株巨大芽抱杆菌(Bacillusmegaterium)A25,研究表明其主要絮凝机理为吸附架桥,并认为该絮凝剂分子量大,富含-OH以及多分支结构是其具有较强絮凝活性的原因。湛雪辉[12]考察了微生物絮凝剂MBFXH的特性和机理,这种由霉菌产生的絮凝剂主要成分是多糖类,絮凝机理是吸附架桥,即MBFXH的分子链同时吸附在两个甚至多个微粒的表面,通过“架桥”将被吸附的几个粒子联系在一起,产生絮凝沉淀。王曙光,李剑等[13]从土壤中筛选出产气肠杆菌属,在乳品废水培养基下,生成的絮凝剂成分为多糖类,并含有羟基、羧基、氨基等官能团。采用红外扫描、zeta电位测定仪表明该絮凝剂主要以架桥作用为主。张金凤,远立江等[14]将两种芽孢杆菌属复配后,考察其产生的微生物絮凝剂的特性和机理。测定结果表明,絮凝剂CBF的主要成分为多糖类物质,与试验对象高岭土之间的作用力为离子键,絮凝过程中存在架桥作用。吴涓,倪晓宇[15]对优化培养条件后菌株C2所产生的生物絮凝剂MBF2的絮凝特性进行研究,发现絮凝剂MBF2对浓度为10mg/L的次甲基蓝溶液,2min内脱色率已达96.9%,10min时脱色率可达98%以上。初步认为生物絮凝剂MBF2起絮凝作用的部分是胞外蛋白。Jin He等[16]研究了深海生物突变体Halomonas sp.产生的生物絮凝剂HBF-3的絮凝特性和机理。HBF-3的主要成分是多糖,同时含有羟基、羧基等基团,对浓度为5g/L的高岭土的絮凝率达96.9%。另外,在温度为5-40℃,PH3.0-11.0范围内,HBF-3的絮凝活性依然超过80%,显示了很好的适应性。对絮凝机理的分析认为是在Ca的中介作用下,絮凝剂分子与高岭土颗粒间通过吸附架桥实现的。Daolun L.Feng等[17]分析了由芽孢杆菌属产生的生物絮凝剂
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