微生物絮凝劑是80年代後期研究開發的第三類絮凝劑,是一類由微生物產生的具有絮凝劑活性的代謝產物,主要有糖蛋白、多糖、蛋白質、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,通過微生物發酵、抽取、精製而得到的一種新型、高效、廉價的水處理劑,是一種無毒的生物高分子化合物。
國外關於微生物絮凝劑的報道主要有AJ7002微生物絮凝劑、PF101絮凝劑和NOC—1xuningjideng。xiangduijingdiandejiaotixixuningjijilieryan,shengwuxixuningjixuningjilihaibushihenqingchu,bijiaoyoudaibiaoxingdexuningjilibaokuobaowaijuhewuqiaojiaxueshuo、電性中和學說、體外纖維素纖絲學說,莢膜學說、疏水學說等。
目mu前qian一yi般ban以yi為wei,生sheng物wu高gao分fen子zi絮xu凝ning劑ji主zhu要yao通tong過guo橋qiao架jia作zuo用yong和he電dian中zhong和he作zuo用yong,使shi顆ke粒li和he細xi胞bao聚ju合he,其qi它ta的de絮xu凝ning作zuo用yong機ji理li如ru網wang撲pu作zuo用yong,粒li質zhi說shuo等deng可ke解jie釋shi部bu分fen絮xu凝ning現xian象xiang。實shi際ji上shang,絮xu凝ning是shi一yi個ge複fu雜za的de過guo程cheng,由you於yu絮xu凝ning劑ji的de種zhong類lei和he濃nong度du、分子構型、分子量大小、膠體表麵性質、pH等因素均能影響其絮凝性能。
微生物絮凝劑具有絮凝範圍廣、絮凝活性高、安全、無害、無汙染、脫色效果獨特等特點,加上絮凝劑產生菌的種類多、生長快、易於實現工業化,微生物絮凝劑的研究正成為當今世界絮凝劑方麵研究的重要課題。
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於常規絮凝劑。
2、安全無毒。采用微生物絮凝劑處理食品廢水,即可回收有用成分,又可減少排汙量,是食品行業廢水處理的發展趨勢。
3、無二次汙染。微生物產生的絮凝劑成分複雜多樣,隨菌種的不同而不同,具有可生化性,能夠自行降解,因而不會帶來二次汙染。
4、脫色效果顯著。對畜產廢水、泥漿廢水、染料廢水等有極好的絮凝及脫色效果。5、投放量相對較少。使用少量的微生物絮凝劑,就能實現大麵積淨化作用。6、熱穩定性強。有的微生物絮凝劑還具有不受PH條件影響,用量少等特點。
微生物絮凝劑是帶電荷的生物大分子,其絮凝機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、氫鍵和範德華力,同時吸附多個膠體粒子,在顆粒間產生架橋作用,從而形成網狀三維結構沉澱下來。
2、電中和作用:溶(rong)液(ye)中(zhong)帶(dai)有(you)多(duo)個(ge)電(dian)荷(he)的(de)多(duo)價(jia)電(dian)解(jie)質(zhi)能(neng)夠(gou)與(yu)顆(ke)粒(li)表(biao)麵(mian)帶(dai)的(de)相(xiang)反(fan)負(fu)電(dian)荷(he)發(fa)生(sheng)中(zhong)和(he),從(cong)而(er)減(jian)弱(ruo)顆(ke)粒(li)間(jian)彼(bi)此(ci)的(de)相(xiang)互(hu)排(pai)斥(chi)力(li),促(cu)進(jin)顆(ke)粒(li)絮(xu)凝(ning)沉(chen)降(jiang),為(wei)絮(xu)凝(ning)劑(ji)的(de)架(jia)橋(qiao)提(ti)供(gong)了(le)有(you)利(li)條(tiao)件(jian)。
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程中,猶如一個過濾網下降,迅速卷掃水中膠粒產生沉澱。
微生物絮凝劑是利用生物技術, 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、蛋白質和DNA等。因此其越來越受到人們的重視, 呈現出逐步取代傳統絮凝劑的趨勢。
現在微生物絮凝劑開始適用於處理高濁度有機廢水及染料廢水的脫色、處理高濃度無機懸浮廢水及恢複活性汙泥沉降能力等方麵。
1、在給水處理中的應用。試驗表明, 用分離篩選得到的矽酸鹽芽孢杆菌產生的絮凝劑MBFA9處理高濁度河水, 技術指標優於PAM等常規絮凝劑。
2、畜產廢水的處理。畜產廢水是含BOD較高的難處理有機廢水,采用合成有機絮凝劑雖然有較好的效果,但存在二次汙染。豬糞尿廢水采用NOC-1加Ca+處理10min後,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67.2%。
3、消除汙泥膨脹。在活性汙泥中加入微生物絮凝劑, 汙泥容積指數會很快下降, 消除汙泥膨脹狀態, 從而恢複活性汙泥的沉降能力。
4、印染廢水的降解、脫色:印染廢水成分複雜, 水質變化大, 色度高, 並含有難降解的表麵活性劑, 用白腐真菌處理染料廢水是目前研究的熱點。
5、重金屬的富集:很多絮凝劑產生菌都具有吸附重金屬離子的能力。
微生物絮凝劑以其無毒、高效、無二次汙染、使shi用yong方fang便bian等deng特te點dian展zhan示shi了le廣guang闊kuo的de應ying用yong前qian景jing,大da有you取qu代dai傳chuan統tong絮xu凝ning劑ji的de趨qu勢shi。因yin其qi具ju有you超chao強qiang的de絮xu凝ning性xing能neng,可ke使shi一yi些xie難nan處chu理li高gao濃nong度du廢fei水shui得de到dao絮xu凝ning,並bing明ming顯xian降jiang低diCOD、sedudengzhibiao,shiyizhongyouzhelianghaofazhanqianjingdexinxingxuningji。suizherenmenhuanbaoyishidebuduanjiaqiang,weishengwuxuningjideyingyongjianghuiyuelaiyueguang。tongshishuichulijishubenshenshouhuanjingziyuanjinengyuandezhiyuehetiaozhan,yecunzaishengchanchengbengao、活體絮凝劑保存困難、絮凝劑處理功能單一等難題。
目mu前qian來lai看kan,絮xu凝ning劑ji的de研yan究jiu主zhu要yao集ji中zhong在zai高gao分fen子zi絮xu凝ning劑ji方fang麵mian,但dan伴ban隨sui著zhe微wei生sheng物wu絮xu凝ning劑ji的de深shen入ru研yan究jiu,微wei生sheng物wu絮xu凝ning劑ji取qu代dai部bu分fen傳chuan統tong的de無wu機ji高gao分fen子zi絮xu凝ning劑ji和he合he成cheng有you機ji高gao分fen子zi絮xu凝ning劑ji將jiang成cheng為wei一yi種zhong趨qu勢shi。國guo外wai對dui於yu微wei生sheng物wu絮xu凝ning劑ji的de研yan究jiu已yi很hen廣guang泛fan,而er國guo內nei的de研yan究jiu則ze還hai處chu於yu菌jun種zhong的de篩shai選xuan階jie段duan,主zhu要yao是shi存cun在zai成cheng本ben較jiao高gao、處理功能單一、活性保存有困難、難以產業化等缺點,因此今後努力的方向應該是:
① 對絮凝機理、動力學、絮凝劑的理化性質等的研究。
② 尋找廉價高效的碳源、氮源,製備價格低廉的高效培養基;優化生產條件,降低生產成本,探索研製新技術、新工藝,選育高效菌種。
③ 拓展絮凝劑的應用範圍,利用基因工程技術,將汙染物降解質粒引入到微生物菌種中,使絮凝、沉降、降解係於一體。
④ 研製微生物絮凝劑和其它絮凝劑的複合品,做到優勢互補,增強效能。
⑤ 利用高濃度含氮有機廢水及廉價原料進行微生物絮凝劑製備的工藝研究。
總之,研製新型、高效、安全、經濟的絮凝劑是絮凝劑生產發展的必然方向。
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