微生物絮凝剂的研究进展及其应用前景_王卫平

基金项目:浙江省农业科学院与中科院合作创新项目。作者简介:王卫平(1963-),男,河南新蔡人,副研究员,从事生物资源利用及农业环境保护研究。收稿日期:2009-08-17微生物絮凝剂的研究进展及其应用前景王卫平朱凤香陈晓旸洪春来薛智勇吴传珍(浙江省农业科学院环境资源与土壤肥料研究所,浙江杭州310021)摘要:综述了絮凝剂产生菌的种类、微生物絮凝剂的分类及其可能的絮凝机理、影响微生物絮凝剂形成的因素、影响絮凝效果的因素以及微生物絮凝剂的研究进展,介绍了微生物絮凝剂的实际应用,并就今后的发展趋势进行了探讨。关键词:微生物絮凝剂;絮凝微生物;絮凝机理;应用中图分类号Q939.9文献标识码A文章编号1007-7731(2009)19-45-04AdvancesinResearchandApplicationofMicrobialFlocculantsWangWeipingetal.(Instituteofenvironmentresourcesandsoilfertilizer,ZhejiangAgricultureAcademyofScience,Hangzhou310021,China)Abstract:Thispaperintroducessystematicallythespeciesoftheproducingbacteriaofmicrobialflocculants,expoundstheclassificationofmicrobialflocculantsandtheirflocculatingmechanism,analyzesthemainfactorsaffectingtheformationandflocculatingactivityofmicrobialflocculants,andprobesintotheproblemsinanddevelopingtrendsoftheresearchonMicro-bialflocculants.Inaddition,practicalapplicationsofmicrobialflocculantsarealsointroduced.Somesuggestionsconcerningthefutureresearchworkarepresented.Keywords:Microbialflocculants;flocculants-producingbacteria;flocculatingmechanism;application目前国内外用于提高水质处理效率的一种既经济又简便的水处理技术之一就是添加适宜的絮凝剂[1-2],絮凝剂被广泛应用于废水处理、食品加工和化工等工业过程。絮凝剂按其来源和性质可分为无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂和天然生物高分子絮凝剂。前2种絮凝剂不易降解,且其可能是神经毒剂和致癌、致突变因子,现在许多领域已禁止或限量使用。微生物絮凝剂(microbialflocculants,MBFs)是利用生物技术,从微生物体或其分泌物提取、纯化而获得的新型水处理剂,具有安全、高效、可生物降解、不污染环境、可消除二次污染等特点,具有其它絮凝剂无法比拟的优势,而且也易于实现工业化生产,所以MBFs取代大部分传统的无机和合成有机高分子絮凝剂将成为一种趋势。MBFs的研制正成为当今世界絮凝剂研究的重要课题。本文综述了最近10多年MBFs领域中的研究及应用,并对其发展趋势进行了展望。1MBFs的种类MBFs是一类由微生物产生的具有絮凝功能的高分子有机物,它是利用微生物技术,通过细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而成,主要由糖蛋白、粘多糖、纤维素和核酸等组成。从微生物获得的絮凝剂,根据其物质组成的不同,可分为3大类:一是直接利用微生物细胞的絮凝剂,如某些细菌、霉菌、放线菌和酵母,它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中;二是利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂,是微生物细胞分泌到胞外的代谢产物,主要是细菌的荚膜和粘液质,其主要成分为多糖、少量的多肽、蛋白质、脂类及其复合物;三是利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂,如酵母细胞壁的葡萄糖、甘露聚糖、蛋白质和N—乙酰葡萄糖胺等成分均可作为絮凝剂。2MBFs的絮凝机理MBFs是生物大分子,多数学者[3]认为MBFs絮凝作用的本质是有机高分子(如多聚糖、纤维素、蛋白质等)与目标物之间发生的相互作用,在MBFs絮凝机理方面目前只是提出了一些假说,如:电中和作用、Buterrfield黏质假说、架桥学说等,并分别得到了相关微生物菌株所产絮凝剂的印证,如王曙光等[4]从土壤中筛选出一株产气肠杆菌(Klebsiellamobilis),认为该菌株MBFs分子中所含阴离子基团较多,并且含有较多的吸附活性基团,所以其絮凝机理与高分子化学絮凝剂