水处理(论微生物絮凝剂的现状及在水处理中的应用)

[论文]关键词：微生物絮凝剂；水处理；微生物絮凝机理[论文摘要]:综述了微生物絮凝剂、微生物絮凝剂产生菌、微生物絮凝机理及其在水处理中的应用研究进展，并展望了微生物絮凝剂领域未来的研究重点。微生物絮凝剂是一种新型的水处理剂，具有生物降解性和安全性，高效、无毒、无二次污染。它能凝集和沉淀液体中难以降解的固体悬浮颗粒、细菌细胞和胶体颗粒，在废水脱色和高浓度有机物去除方面具有独特的效果。一、微生物絮凝剂的优点目前广泛使用的絮凝剂有几种：(1)无机盐，如铝盐和铁盐，处理效果差。(2)聚合物处理效果好，但用量大，对对环境有二次污染。(3)有机合成聚合物，如聚丙烯酰胺及其衍生物，具有用量少、絮凝速度快的优点，但其残留物不易生物降解，其单体具有很强的神经毒性和致癌、致畸、致突变作用，造成二次污染。与传统絮凝剂相比，微生物絮凝剂具有以下优点：比表面积大、转化能力强、繁殖速度快、易变异、分布广、来源广、高效、无毒、消除二次污染、适用范围广、价格低廉。2.微生物絮凝剂产生菌迄今为止，已发现32种絮凝微生物[1，2]，其中包括18种细菌，它们是粪产碱杆菌、腹型产碱杆菌、德莱氏菌、芽孢杆菌、棒状杆菌、解囊菌、草分枝杆菌、红球菌、绿脓杆菌、荧光假单胞菌、粪假单胞菌、发酵乳杆菌和昆虫短杆菌。真菌有9种，它们是酱油曲、褐曲、寄生曲、红曲霉、拟青霉、褐腐真菌、白腐真菌放线菌有5种，分别是椿象虫诺卡-type菌、红色诺卡氏菌、钙质诺卡氏菌、灰色链霉菌和酿酒链霉菌。在它们生产的微生物絮凝剂中，最具代表性的有：絮凝剂AJ7002中村在1976年用大豆曲霉生产；1985年，高木利用拟青霉、对啤酒酵母、红细胞、活性污泥、纤维素粉、活性炭、硅藻土和氧化铝生产的絮凝剂PF101，絮凝效果良好。1986年，Kurane等人利用红球菌成功地开发了微生物絮凝剂NOC-1。对大肠杆菌、酵母、泥水、河水、粉煤灰水、活性炭粉水、膨胀污泥和纸浆废水均具有良好的絮凝脱色效果，是目前发现的最佳微生物絮凝剂。3.微生物絮凝剂在水处理中的应用众所周知，微生物絮凝剂不仅高效安全，而且不会对对环境造成二次污染。它用量少，适用范围广，适用条件广，是传统絮凝剂的良好替代品。从国内外对微生物絮凝剂在对应用范围的研究来看，它不仅可以替代传统絮凝剂用于水处理，或用于医药、食品加工和发酵行业的固液分离，而且在高浓度难降解废水的除浊、重金属去除、脱色和除油方面也显示出相当大的优势。在上述废水处理中，添加微生物絮凝剂相当于预处理过程，去除了废水中相当一部分有机物、浊度、色度和油脂，降低了后续处理单元的负荷，提高了处理效率和处理能力。此外，传统活性污泥工艺系统运行中经常出现污泥膨胀或污泥活性低的情况，微生物絮凝剂可以改善活性污泥的性能。(1)高浓度有机废水的处理畜禽废水是难处理的高化学需氧量有机废水。合成有机絮凝剂虽然效果好，但存在二次污染。

微生物絮凝剂能有效去除畜禽废水中的总有机碳和总氮。在80毫升畜禽废水中加入100毫升浓度为1%的氯化钙溶液和5毫升红球菌培养液，可使总有机碳从1420毫克/升降至425毫克/升，总氮从420毫克/升降至215毫克/升，去除率分别为70%和40%。同时，废水的OD660值从8.6降至0.02，出水基本无色澄清[5]。猪粪废水经NOC-1和Ca2处理10分钟后，废水上清液几乎变成透明液体，废水中总有机碳由处理前的8200毫克/升变为2980毫克/升，去除率为63.7%，OD660由处理前的15.7变为0.86，浊度去除率达到94.5%[4]。(2)给水处理邓述波等人用含糖醛酸、中性糖和氨基糖的多糖絮凝剂处理河水。与海藻酸钠和明胶絮凝剂相比，该絮凝剂絮体大，沉降快，上清液浊度低，处理后化学需氧量值最低。(3)畜禽废水的处理畜禽废水是一种高生化需氧量的难降解有机废水。合成有机絮凝剂虽然效果好，但存在二次污染。(4)建筑材料废水的处理建筑材料加工废水中含有高悬浮物，也是一种难以处理的废水，如陶瓷厂废水，主要包括胚料废水和釉药废水。(5)消除污泥膨胀许多工业废水用活性污泥处理，形成的活性污泥容易膨胀，影响处理效率。如果添加微生物絮凝剂，将获得良好的效果。例如，当NOC-1微生物絮凝剂添加到甘草，制药废水生化处理中形成的膨胀污泥中时，污泥的SVI值迅速从290降低到50，这消除了污泥的膨胀并恢复了活性污泥的沉降能力。(六)水的脱色用活性污泥法技术去除废水中的生化需氧量并不困难，但对对，的脱色几乎没有具体的方法，特别是对对的可溶性色素，用微生物絮凝剂NOC-1、对油墨、糖蜜废水、造纸黑液和色素废水进行的实验表明，处理后的上清液无色透明。庄源益等人[7]利用天然微生物絮凝剂直接絮凝黑色染料生产废水，脱色率可达60%。4.微生物絮凝剂的研究开发重点由于微生物絮凝剂的独特优势，替代传统絮凝剂是未来不可阻挡的趋势。然而，要实现这一步，就目前的研究状况而言，仍有许多限制性的“瓶颈”需要克服。具体来说，主要有以下几点：快速发现和筛选絮凝剂产生菌的方法研究。自然界中有许多微生物，其中许多能产生絮凝剂。但是要找到它们，按照目前的方法，既困难又低效。因此，有必要寻找一种能够快速鉴定微生物絮凝剂产生菌的方法。降低培养基成本。目前，微生物絮凝剂的使用成本相对较高，主要受培养基成本的影响。为了广泛使用微生物絮凝剂，有必要寻找价廉物美的培养基。深入了解微生物絮凝剂的作用机理，正确指导其制备和使用。从分子生物学的角度，阐明了微生物絮凝剂的基因，并考虑通过基因工程生产微生物絮凝剂。