产絮凝剂微生物的筛选及其对重金属废水的处理研究
xx学院 朱xx
摘要：
微生物絮凝剂絮凝范围广泛，产生菌种多，生物絮凝剂易被微生物降解，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等缺点，且具有高效、无毒、絮凝对象广泛，脱色效果独特等优点，对重金属废水的处理上，具有广阔应用前景。
关键词：微生物絮凝剂 重金属 污染 废水
经济飞速发展的进程中，我国环境问题面临巨大考验，其中重金属废水问题日趋严重，大量重金属进入生态环境，对农作物、动物、甚至人类造成直接或间接危害。重金属Cd2+、Pb2+、Cu2+、Cr6+等是一类带毒性的环境污染物，一旦这些金属离子进入食物链，就可能在人体内累积，对人体产生巨大危害。重金属的污染，还导致我国可用淡水资源的缺乏，据了解我国被列入世界13个贫水国家之一，人均占有淡水资源，916.3立方米[1]，仅为世界人均占有量1/4[2]。我们如果能高效的运用微生物絮凝剂对重金属废水处理，使排放废水达到标准，那就是对人类造福，符合可持续发展战略目标，为社会发展做出巨大贡献。絮凝剂是由细菌、真菌一类微生物在其生长过程中产生的，可以凝聚絮凝固体悬浮颗粒、降低颗粒表面电势、沉淀特殊的高分子颗粒、易于分离，具有良好除浊脱色性能的一种新型水处理药剂[3]。微生物絮凝剂(Microbial flocculants MBF)是80年代后期研究开发出的第三类絮凝剂。其絮凝范围广泛，产生菌种多，生物絮凝剂易被微生物降解，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等缺点，且具有高效、无毒、絮凝对象广泛，脱色效果独特等优点，因而具有广泛的应用前景[4]。
关于微生物絮凝剂的研究，最早报道的是Butterfield [5]，他于1935年从活性污泥中筛选得到一株絮凝剂产生菌。但真正深人的研究却开始于70年代。1976年，J.Nakamura等人从霉菌、酵母菌、细菌、放线菌等214种菌株中筛选出19种具有絮凝能力的微生物1985年H.Takagi等人研究出了对枯草杆菌、大肠杆菌、啤酒酵母等均具有良好沉降性能的Paecilomyces sp.I-1絮凝剂产生菌[6]。1986年，Ryuichiro Kurane等人，采用从自然界分离出的红球菌属微生物Rhodococcus erythropolis的S-1菌株，用特定培养基及培养条件，制成絮凝剂NOC-1，并且把它用于畜产废水处理、污泥膨胀处理、砖场生产废水处理和废水的脱色处理，都取得了良好的处理效果，被公认为目前发现的最好的微生物絮凝剂。在此之后的研究中，比较有代表性的是1997年Suh.H.H等人发现的DP-152微生物絮凝剂产生菌的筛选及初步应用研究絮凝剂[7]，是首次发现杆状细菌也能产生絮凝剂。
我国对微生物絮凝剂的研究起步较晚，开发和研制的生物絮凝剂数量和种类相对较少。台湾的邓德丰等人从废水处理场的废水中分离到C-62细菌菌株产生的微生物絮凝剂[8]。马放等利用纤维素为原料，采用多段发酵法生产复合型生物絮凝剂MFH [9]。李剑等人筛选得到一株产絮凝剂微生物KLE-1，利用乳品废水替代了传统培养基，并对其中试生产，利用红外光谱等对其组成及絮凝特性进行了研究，使微生物絮凝剂的应用向前推进了一大步。陆茂林，等所在的江苏微生物研究所在土壤和污泥中筛选出两株絮凝活性较高，并且絮凝活性稳定的诺卡氏菌。并对其适宜培养基、培养时间和培养液pH变化与絮凝活性之间的关系进行了研究[10]。李智良，等所在的中国科学院成都生物研究所用常规的细菌分离纯化方法从废水、土壤、活性污泥中分离筛选初步获得 6 株微生物絮凝剂产生菌，用其发酵离心上清液对造纸黑液，皮革废水,偶氮染料废水，硫化染料废水，电镀废水，彩印制板废水，石油化工废水，造币废水及蓝黑水，碳素墨水等进行的絮凝试验[11]。庄源益，等所在的南开大学环境科学系，在天津市区和郊区土壤中分离的多种菌标
中筛选出6 株对水中染料有较好的絮凝脱色作用的菌株， 利用其培养液对代表性的活性、酸性、直接、酸性媒介和直接耐晒等染料水溶液进行了探索性的絮凝实验。所筛菌种培养液对直接深棕染料，脱色率可达90% 以上[12]。宫小燕，等所在的大连理工大学环境科学与工程，在污水处理厂活性污泥中分离筛选获得 1株具有稳定絮凝性状的菌株，经初步鉴定为假单胞菌属，Pseudomonas SP&GX4- 1.并对影响该菌的絮凝活性条件进行了初步研究[13]。黄民生，等所在的上海大学环境科学系在污水处理厂的回流污泥及俞经浦底泥中分离，筛选出3 株絮凝剂产生菌。该菌株所产培养液可使土壤悬液浊度去除率达 99% 以上， 使碱性染料废水COD 去除率为 70% 左右，色度去除为 92% 左右[14]。能处理重金属的微生物絮凝剂有很多，但各种微生物絮凝剂处理重金属的种类和效率都不同，絮凝条件的不同也会很大程度上影响处理效率。要使微生物絮凝剂在重金属污染的实际治理中得到运用，就必须要对微生物絮凝剂处理重金属的絮凝效果和絮凝
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条件进行全面且深入的了解。
利用微生物絮凝剂对重金属废水的处理，是大可发展的研究方向，微生物絮凝剂以其无毒、高效、无二次污染、使用方便等特点展示了广阔的应用前景,大有取代传统絮凝剂的趋势。 因其具有超强的絮凝性能,可使一些难处理的高浓度废水得到絮凝,并明显降低、色度等指标,是一种有着良好发展前景的新型絮凝剂。 随着人们环保意识的不断加强,微生物絮凝剂的应用将会越来越广,尤其是在食品、医药和生物制品领域。 同时,水处理技术本身受到环境资源以及能源的制约和挑战,也存在着生产成本高、活体絮凝剂保存困难、絮凝剂处理功能单一等难题。尽管微生物絮凝剂独特的优越性已经显示了其广阔的应用前景,但到目前为止,微生物絮凝剂在实际生产中尚未得到推广应用。 生产成本过高一直成为障碍其推广的主要原因。
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