微生物絮凝剂在水处理中的应用
冯文龙（广东工业大学材料与能源学院 广州 510000）
摘要：微生物絮凝剂安全性的高效、无毒、无二次污染，可用于高浓度有机废水、印染废水、活性污泥、高浓度无机物悬浮废水等水处理中。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，因此微生物絮凝剂是最具发展潜力的新型高效环保型絮凝剂。 关键词：微生物絮凝剂 水处理 二次污染
前言
微生物絮凝剂是一类由微生物或其分泌物产生的代谢产物，它是利用微生物技术，通过细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而得的，是具有生物分解性和安全性的高效、无毒、无二次污染的水处理剂。自从70年代, 日本学者在研究酞酸酯生物降解过程中发现了具有絮凝作用的微生物培养液以来, 日本在生物絮凝剂这一领域的研究工作一直处于遥遥领先的地位。我国关于生物絮凝剂的研究工作只是90年代后才刚刚涉足, 目前仍处于起步阶段。尽管如此, 我国的研究者在这一领域仍然取得了一定的成绩, 并且已经有越来越多的人开始认识到生物絮凝剂的开发潜力及其必要性, 正在积极投入到这方面的工作中, 前景可喜。
1 微生物絮凝剂
1.1 微生物絮凝剂化学组成及微观结构
微生物絮凝剂是一类由微生物或其分泌物产生的代谢产物，它是利用微生物技术，通过细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而得的，是具有生物分解性和安全性的高效、无毒、无二次污染的水处理剂。微生物产生的絮凝剂物质为糖蛋白、粘多糖、蛋白质、纤维素、DNA等高分子化合物，相对分子质量在10以上。
1.2 微生物絮凝剂的絮凝机理
关于微生物絮凝剂的作用机理目前较为普遍接受的是\桥联作用\机理。该机理认为，絮凝剂大分子借助离子键、氢键和范德华力，同时吸引多个胶体颗粒，因而在颗粒中起了\中间桥梁\的作用，形成一种网状三维结构而沉淀下来。该理论可以解释大多数微生物絮凝剂引起的絮凝现象，以及一些因素对絮凝的影响。絮凝体的形成是一个复杂的过程，\桥联\机理并不能解释所有的现象，絮凝剂的广谱活性说明它是由多种机理共同起作用。为了更进一步解释絮凝机理，还需作更深入地研究。 1.3 微生物絮凝剂的优点
目前广泛应用的絮凝剂有以下几类：是无机盐类物质，如铝盐、铁盐，处理效果不理想。其聚合物处理效果虽良好，但用量大，对环境有二次污染。有机合成高分子类物质，如聚丙烯酰胺及其衍生物等，具有用量少、絮凝速度快的优点，但残留物不易被生物降解，且其单体有强烈的神经毒性和致癌、致畸、致突变效应，造成二次污染。
与传统的絮凝剂相比较，微生物絮凝剂有以下的优点：表面积大，转化能力强，繁殖速度快，易变异，
5分布广等特点，来源广，高效，无毒，可消除二次污染，应用范围广泛，价格较低。 1.4 微生物絮凝剂的合成
至今发现的具有絮凝性的微生物达32个种，其中细菌18种，分别为粪产碱菌属、协腹产碱杆菌、渴望德莱氏菌、芽孢杆菌属、棒状杆菌、暗色孢属、草分枝杆菌属、红平红球菌、铜绿假单胞菌属、荧光假单胞菌属、粪便假单胞菌属、发酵乳杆菌、嗜虫短杆菌、金黄色葡萄球菌、土壤杆菌属、环圈项圈蓝细菌、厄式菌属和不动细菌属;真菌9种，分别为酱油曲酶、棕曲酶、寄生曲酶、赤红曲霉、拟青霉属、棕腐真菌、白腐真菌、白地霉和栗酒裂殖酵母；放线菌5种，分别为椿象虫诺卡式菌、红色诺卡式菌、石灰壤诺卡式菌、灰色链霉菌和酒红链霉菌。由它们生产的微生物絮凝剂中，最具代表性的为以下三种：1976年NakamuraJ.用酱油曲霉生产的絮凝剂AJ7002；1985年，H.Takagi用拟青霉属生产的絮凝剂PF101，对啤酒酵母、血红细胞、活性污泥、纤维素粉、活性炭、硅藻土和氧化铝等有良好的絮凝效果；1986年R.Kurane等人利用红平红球菌研制成功微生物絮凝剂NOC-1，对大肠杆菌、酵母、泥浆水、河水、粉煤灰水、活性炭粉水、膨胀污泥和纸浆废水等均有极好的絮凝和脱色效果，是目前发现的絮凝效果最好的微生物絮凝剂。
2 微生物絮凝剂在水处理中的应用
2.1 高浓度有机废水
高浓度有机废水处理高浓度有机废水主要包括畜产废水及其它一些食品加工厂废水，此类废水在生化处理之前一般加絮凝等预处理过程。微生物絮凝剂比SPA的絮凝效果更好，还指出如果同时将微生物絮凝剂和少量SPA混合后，对味精废水的预处理效果可进一步提高，且药剂的总投加量明显减少。 2.2 印染废水
印染废水的脱色印染废水因其色泽深，组分复杂，含有染料、浆料、助剂、纤维、果胶、蜡质、无机盐等多种物质，仍为国内现行工业废水治理上的几大难题之一。其处理难点一是COD高,而B/C值较小，可生化较差；二是色度高且组分复杂。处理印染废水关键在于脱色，在各种处理方法中以絮凝法因其投资费用低、设备占地少、处理容量大、脱色率高而被普遍采用。同聚铁类絮凝剂类相比微生物絮凝剂不仅具有良好的絮凝沉淀性能，而且具有良好的脱色效果，在印染废水中有着一般絮凝剂不具有的优势。 2.3 高浓度无机物悬浮废水
高浓度无机物悬浮废水的处理高浓度无机悬浮废水是一类不可生化降解的废水，传统工艺一般采用化学絮凝及处理法。微生物絮凝剂也可用于高岭土、泥水浆、粉煤灰等水样处理中，在试验中通过用微生物絮凝及处理陶瓷厂废水，釉药废水和坯体废水。 2.4 活性污泥
活性污泥处理系统的效率常因污泥的沉降性能变差而降低，在活性污泥中加入微生物絮凝剂时，可使污泥容积指数能很快下降，防止污泥解絮，消除污泥膨胀状态，从而恢复活性污泥沉降能力，提高整个处理系统的效率。
参 考 文 献
1 朱晓江，尹双凤，桑军强.微生物絮凝剂的研究和应用.中国给水排水，2001 2 吕向红.微生物絮凝剂.化工环保，1995