摘要: 介紹了微生物絮凝劑物質(zhì)屬性和組成，絮凝的幾種機理，對產(chǎn)生絮凝的微生物的營養(yǎng)條件進(jìn)行了簡要的說明，對現(xiàn)在微生物絮凝劑的應(yīng)用范圍作了歸納，在此基礎(chǔ)上剖析了生物絮凝劑的研究前景和方向。

關(guān)鍵詞: 微生物絮凝劑?? 絮凝機理? 絮凝微生物? 污水處理

絮凝劑是一類可是水體中不易沉降的懸浮顆粒凝聚沉淀的物質(zhì)。絮凝劑有三類：一類為有機高分子絮凝劑或助凝劑，如聚丙烯酰胺；二類為無機絮凝劑如硫酸鋁、硫酸亞鐵、三氯化鐵等；三類為微生物絮凝劑。生物絮凝劑是利用生物技術(shù)，通過微生物發(fā)酵、提取、精制而得到的一種新型、高效、廉價的水處理藥劑[2]。

1. 微生物絮凝劑的種類

在這里我只介紹一下按化學(xué)組成分類

蛋白質(zhì)：Asp.sojae AJ7002合成的絮凝劑的主要活性成分是蛋白質(zhì)和已糖胺；生物絮凝劑NOC-1億是一種蛋白質(zhì)，并且該蛋白質(zhì)分子中含有較多的疏水氨基酸。

多糖：目前已經(jīng)堅定的生物絮凝劑有很多種屬于多糖類物質(zhì)。Alcaligenes cupidus KT201代謝的AL-201

脂類：Kurane首次從R.drythropolis S-1的培養(yǎng)液中分離到了一種脂類絮凝劑。這是目前發(fā)現(xiàn)的唯一的脂類絮凝劑[3]。

國外研究者借助各種技術(shù)手段對多種絮凝劑組成與性質(zhì)進(jìn)行了分析,我選取部分如表1所示DNA：高分子量的天然雙鏈DNA是Pesudomonas C-120菌體細(xì)胞凝集的直接原因。

2. 微生物絮凝劑的絮凝機理

在用微生物絮凝劑進(jìn)行水處理中，往往因機理不清楚，而導(dǎo)致不必要的資源浪費。微生物絮凝劑是帶有電荷的生物大分子，下列機理其中以橋聯(lián)激勵學(xué)說最為人們接受[4]。

2.1橋聯(lián)作用

絮凝劑借助離子鍵、氫鍵，同時結(jié)合了多個顆粒分子，因而在顆粒建立起了橋梁作用，把這些顆粒直接連接在一起，從而使之形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)沉淀下來。有實驗表明，絮凝劑絮凝膨潤土過程時，通過測定等溫線和Zeta電位發(fā)現(xiàn)絮凝劑確實是以“橋聯(lián)方式”絮凝的[5]。

2.2“類外源需凝聚素”假說

“類外源需凝聚素”假說很好地解釋了酵母菌的絮凝機理：絮凝酵母細(xì)胞壁上的特定表面蛋白與其他酵母細(xì)胞表面的甘露糖殘基之間的專一性結(jié)合引起絮凝。

2.3“菌體外纖維素纖絲”學(xué)說

“菌體外纖維素纖絲”學(xué)說則主要是針對纖維素類絮凝劑的絮凝機理提出的，由于部分引起絮凝產(chǎn)生菌體外有纖絲，因而該學(xué)說認(rèn)為是由于胞外纖絲聚合形成絮凝物。這兩種假說對非游離態(tài)生物絮凝劑的作用機理做出了合理解釋。

表1 一些絮凝劑產(chǎn)生菌的分子組成和性質(zhì)

3影響微生物絮凝劑產(chǎn)生的營養(yǎng)因素

3.1碳源

微生物不同，產(chǎn)生絮凝劑所需的碳源也不同。產(chǎn)生NOC-1的紅平紅球菌以葡萄糖、果糖、山梨糖等水溶性碳源如橄欖油則活性下降[6]，Junji nakamura[7]等報道產(chǎn)絮凝劑的通用發(fā)酵培養(yǎng)基中有酪蛋白作為碳源和氮源時效果明顯；Alcaligenes cupidus KT201產(chǎn)生絮凝劑時以葡萄糖、半乳糖胺、蔗糖等作為碳源較好；Aspergillus sojae AJ7002對碳源要求條件低；Rhuichiro kurane[8]報導(dǎo)，在工業(yè)生產(chǎn)上酒精也是很好的碳源物質(zhì)。

3.2 氮源

產(chǎn)生NOC-1的紅平紅球菌所需得無機氮源硫酸銨最好；有機氮源以尿素、酵母糕、酪蛋白、氨基酸為最佳； Aspergillus sojae AJ7002產(chǎn)絮凝劑時以酵母浸液、氨基酸類為最佳氮源。

3.3無機鹽及其他

綜合來看，無機鹽以KH2PO4? 、K2HPO4 、Mg SO4等為主[9]。

4微生物絮凝劑的應(yīng)用現(xiàn)狀

4.1廢水處理

4.1.1畜產(chǎn)廢水? 畜產(chǎn)場廢水中有含有較高濃度的總有機碳(????? TOC)和總氮(TN)，是一類較難處理的有機廢水，采用合成高分子絮凝劑處理時效果不好，而用微生物絮凝劑NOC-1處理則效果很好，處理10min后，上清液接近透明，其TOC由1420mg/L降為425mg/L，TN從420mg/L降為215mg/L，廢水的澄清度(OD660)從15.7降為0.85[10]。

4.1.2建材廢水? 含有高懸浮物的建筑材料加工廢水也是較難處理的一類廢水。

4.1.3鞣革廢水? 在鞣革工業(yè)廢水中加入C-62菌株產(chǎn)生的絮凝劑，其濁度去除率可達(dá)96.7%[11]。

4.1.4廢水脫色? 目前使用的絮凝劑難以去除廢水中的有色物質(zhì)，而用NOC-1對墨水、糖蜜廢水、造紙廢水和染料廢水等進(jìn)行了實驗，處理后上清夜變成無色透明。用P.alkaligenes8724菌株產(chǎn)生的絮凝劑在實驗室對紙漿黑夜和氯霉素等顏色較深的廢水進(jìn)行脫色處理，脫色率分別達(dá)95%和98%以上[10]。

4.2膨脹污泥處理

在采用活性污泥法處理工業(yè)廢水過程中，形成的活性污泥容易發(fā)生膨脹，從而影響處理效率，若添加微生物絮凝劑，則會取得良好的效果。如甘草制藥廢水生化處理過程中形成的膨脹活性污泥，當(dāng)在其中添加NOC-1后，消除了污泥的膨脹，恢復(fù)了活性污泥的沉降性能[12]

4.3乳化液油水分離

用Alcaligenue latus培養(yǎng)物可以很容易地將棕擱酸從其乳化液中分離出來。向100mL含體積分?jǐn)?shù)=0.25%的乳化液中假如10mL的Alcaligenue latus培養(yǎng)物和1mL的聚氨基葡萄糖后，在細(xì)小均一的乳化液中及形成明顯可見的油滴，這些油滴負(fù)于廢水表面，有明顯的分層。下曾清液的COD值從原來的450mg/L下降為235mg/L，去除率為48%。無論是無機絮凝劑還是人工合成的有機高分子絮凝劑都未達(dá)到過這樣的絮凝效果[13]。

4.4、其他方面應(yīng)用

以有研究表明，微生物絮凝劑可以包括細(xì)菌、真菌、放線菌以及藻類在內(nèi)的大多數(shù)微生物產(chǎn)生的具有絮凝作用的物質(zhì)。因此，微生物絮凝劑不僅可以應(yīng)用于廢水的處理，還可以成為發(fā)酵工業(yè)和食品工業(yè)中安全有效的絮凝劑，為取代傳統(tǒng)工藝中離心和過濾分離細(xì)胞的方法提供了可能[10]。

5? 總結(jié)

微生物絮凝劑是一種有很多優(yōu)點的絮凝劑，與現(xiàn)在常用的一些絮凝劑相比它是極其高效的，在同樣的用量下，微生物絮凝劑對活性污泥的絮凝速度最大，而且絮凝沉淀比較容易用過濾除去。它是沒有毒性的，在健康第一的當(dāng)今社會，天然性是其最大的長處，微生物絮凝劑是微生物菌體或菌體分泌的生物高分子物質(zhì)，屬于天然有機絮凝劑，它不會像無機類等化學(xué)絮凝劑一樣殘留各種有毒離子如鋁離（已被證實引起老年癡呆癥的最主要元素），也不會像高分子絮凝劑一樣有造成二次污染的可能性，不會危害其他的生物和影響到生態(tài)環(huán)境。微生物絮凝劑的絮凝對象也很廣，有活性污泥、粉煤灰、應(yīng)用水等等而其他的絮凝劑會由于自身的特性而在具體運用時受到限制。微生物絮凝劑還有很大的發(fā)展空間，現(xiàn)在國內(nèi)外對于絮凝劑的研究隨著其他科學(xué)的發(fā)展也得到很多的幫助，可以利用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)獲得的高效絮凝基因，通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)等，構(gòu)建高產(chǎn)絮凝劑的工程菌，以實現(xiàn)絮凝劑的大規(guī)模生產(chǎn)。微生物絮凝劑的這些特性，以及其廣闊的發(fā)展前景相信，微生物絮凝劑將越來越廣泛的應(yīng)用于工業(yè)廢水處理、發(fā)酵等工業(yè)生產(chǎn)中，并最終取代無機絮凝劑和有機共分子絮凝劑。

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