微生物絮凝剂

微生物絮凝剂摘要：摘要：微生物絮凝剂是一种具有广阔应用前景的天然高分子絮凝剂，因其具有高效、无毒、无二次污染等性质而备受人们的关注，并广泛应用于水处理、食品加工和发酵工业。本文综述了微生物絮凝剂的研究与应用进展，包括合成絮凝剂的微生物种类、微生物絮凝剂的分类及特点、结构、微生物絮凝剂的絮凝机理和絮凝能力的影响因素，最后提出了微生物絮凝剂的发展趋势。关键词：关键词：微生物絮凝剂；絮凝机理；研究进展絮凝剂被广泛地应用于工业废水处理、食品生产和发酵等工业中。一般把絮凝剂分为3类：1、无机絮凝剂，如硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁等；2、有机合成高分子絮凝剂，如聚丙烯酰胺及其衍生物、聚乙烯亚胺、聚苯乙烯磺酸盐等；3、天然高分子絮凝剂，如改性淀粉、聚氨基葡萄糖、壳聚糖、藻酸钠、几丁质和微生物絮凝剂[1]。人们逐渐认识到：无机絮凝剂一般使用量较大，容易造成二次污染。如水中残留铝离子过多，不但对水生生物和植物有害，还可造成老年人的铝性骨病及痴呆症。铁离子虽对人体无害，但铁离子会使处理的水呈现红色，并刺激铁细菌繁殖，从而加速对金属设备的微生物腐蚀。目前使用的PAM等高分子有机絮凝剂，通常价格昂贵，在水中的残留物不易降解，而且有些聚合物单体具有毒性和致癌作用。随着人们生活水平的提高，以及对卫生及环境的关注，急需研究和开发絮凝效果好、价格低廉、易降解、环境友好、应用范围广、无二次污染的新型絮凝剂。当今国内外对絮凝剂研究和发展方向是由无机向有机、低分子向高分子，单一向复合、合成型向天然型发展。基于生物多样性，开展了微生物絮凝剂的研究。微生物絮凝剂是一类由微生物在生长过程中产生的，可以使水体中不易降解的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体粒子等凝集、沉淀的特殊高分子聚合物。是一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒、廉价的水处理剂，近些年来受到极大关注,有逐步取代传统絮凝剂的趋势[2]。1合成絮凝剂的微生物种类合成絮凝剂的微生物种类能产生絮凝剂的微生物有很多种类，细菌[3，5]、放线菌[4]、真菌[5]以及藻类[6]等（见表1）都可以产生絮凝剂。这些已经鉴定的絮凝微生物，大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中，从这些微生物中分离出的絮凝剂不仅可以用于处理废水和改进活性污泥的沉降性能，还能用在微生物发酵工业中进行微生物细胞和产物的分离。表1一些能产生絮凝剂的微生物微生物种类Microorganisms絮凝剂主要成分Componentsofflocculats细菌BacteriaRhodococcuserythropolis蛋白质ProteinAlcaligeuescupidus酸性聚多糖AcidpolysaccharidePseudomouassp粘多糖MucopolysaccharideLactobacillusfermeutum蛋白质ProteinFlavobacteriumsp蛋白质ProteinZoogoleasp氨基多糖Animopolysaccharide放线菌AntinomycesNocardiaamarae蛋白质ProteinStreptomycesgriseus蛋白质Protein真菌FungiAspergillussojae多聚糖胺Poly-hexosamineSaccharomycescerevisiae多肽Polypeptide藻类AlgaeAnabaenopsisccircularis酸性聚多糖Acidpolysaccharide这些微生物的絮凝能力有较大差异，因未进行过全面的比较试验，尚不能确定絮凝能力最强或絮凝剂产率最大的究竟是哪一种微生物。2微生物絮凝剂的分类及特点微生物絮凝剂的分类及特点2.1微生物絮凝剂的分类微生物絮凝剂的分类根据近些年对微生物絮凝剂的研究与报道，可把它分为4大类：（1）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，大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中。（2）利用微生物细胞提取物的絮凝剂：如酵母细胞壁的葡聚糖、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。（1）利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂：微生物细胞分泌到细胞外的代谢产物，主要是细菌的荚膜和黏液质，除水分外，其余主要成分为多糖及少量的多肽、蛋白质、脂类及其复合物。（4）利用克隆技术所获得的絮凝剂。这类絮凝剂是用基因工程技术和现代分子生物学，把高效絮凝基因转移到便于发酵的菌中，构造高效遗传菌株，克隆絮凝基因能在多种降解中产出有效的微生物絮凝剂[7]。2.2微生物絮凝剂的特点微生物絮凝剂的特点与无机或有机高分子絮凝剂相比，微生物絮凝剂具有许多独特的性质。（1）微生物具有比表面积大、转化能力强、繁殖速度快、易变异、分布广等特点，且生物絮凝剂的来源广，这样生物絮凝剂的生产周期会非常短且效率高。（2）高效。同等用量下，与现在常用的铁盐、铝盐、聚丙