废水领域微生物絮凝剂的应用现状和研究方向

节能与环保DOI:10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2018.02.010废水领域微生物絮凝剂的应用现状和研究方向曹焕义湖州航天精细化工有限责任公司摘要：简述了微生物絮凝剂主要类型、絮凝特性，分类阐述了微生物絮凝剂以其良好的生物降解性、絮凝高效性、安全无毒的环境友好性在各类污水处理中的广泛应用，并针对应用中存在的问题提出了微生物絮凝剂的研究方向。关键词：废水；微生物絮凝剂；水处理1引言十三五规划中推进生态文明建设是实现中国梦的基础之一，而水资源中各类废水的整治更是重中之重。废水处理过程中常规絮凝剂的使用带来的二次污染已经越来越被人们清醒的认知。无机絮凝剂的毒性[1-4]和有机絮凝剂的“三致”效应和难降解性[5-7]迫切需要开发出没有二次污染的絮凝剂。微生物絮凝剂是以其良好的生物降解性、絮凝高效性、安全无毒的环境友好性且在工业上易于生产等优异的性能逐渐复合或代替传统的絮凝剂。在二次污染控制要求日益提高的背景下，微生物絮凝剂的广泛应用将成为一种必然的发展趋势，在废水处理中有着广阔的应用前景[8]。2微生物絮凝剂的主要类型微生物絮凝剂(microbialfocculants，简称MBF)是一类由微生物产生的具有絮凝功能的高分子有机物。它是由蛋白质、纤维素、糖蛋白、脂类、核酸等组成[9-11]，是一类利用微生物技术，生产制得的一种絮凝效果好、安全无毒且高效的水处理剂[12-13]。根据微生物来源来看，MBF主要有4种类型[14-15]：(1)以菌体细胞本身为微生物絮凝剂。包括细菌、霉菌、酵母菌和放线菌等，这些微生物自身的菌体细胞具有絮凝活性，可直接利用删选出高效的微生物絮凝剂。(2)以菌体细胞壁成分作为絮凝剂。包括丝状真菌细胞壁中的多糖、酵母细胞壁中的葡萄糖、蛋白质、N-乙酰葡萄糖等以及褐藻细胞壁中的褐藻酸等，都是絮凝剂的主要成分。(3)以菌体的代谢产物作为絮凝剂。微生物的胞外分泌物具有絮凝活性，一部分在细胞体内储存作为内源代谢物，另一部分分泌到胞外作为絮凝剂。微生物的代谢产物中含有具有絮凝活性的多糖。絮凝剂的外表面有胞外微纤维或荚膜间质，而这些菌体外的聚合物可作为絮凝剂参与絮凝过程。（4）利用细胞克隆制备的微生物絮凝剂。3微生物絮凝剂的特性（1）高效性:同等用量下,微生物絮凝剂的使用效率明显高于常规絮凝剂。（2）安全无毒性:采用微生物絮凝剂处理食品废水,即可回收有用成分,又可减少排污量,是食品行业废水治理的发展趋势。（3）无二次污染:微生物产生的絮凝剂成份复杂多样,且随菌种的不同而不同，具有可生化性,即能够自行降解,因而絮凝后不会带来二次污染。（4）用途广泛、脱色效果独特，对泥浆水、畜产废水、染料废水等有极好的絮凝和脱色效果。（5）投放量相对少:使用少量微生物絮凝剂,就能实现大面积污水的净化作用。（6）热稳定性强：有的生物絮凝剂还具有不受pH条件影响,用量小等特点[16]。4微生物絮凝剂的应用4.1重金属废水中的处理应用重金属废水中许多金属离子具有毒性，在生物链中易积累，大量排放该废水不但会危害人体健康，也会流失稀有贵金属，因此，重金属废水的治理和贵金属资源的回收已成为生态环境治理的一个热点；微生物絮凝刑因其具有来源广、处理效果佳、适用性强、易于回收等特点现己广泛应用在重金属废水治理领域。姜彬慧[17]等从土壤中筛选得到一株类芽孢杆菌A9，所产微生物絮凝剂MBFA9对水中Pb2+具有较高的去除作用，并进一步考察了MBFA9对Pb2+的吸附动力学和热力学过程.结果表明:当水中初始Pb2+质量浓度为56.20mg/L，MBFA9吸附25min后的去除率最高可达92.73%。4.2印染废水中的处理应用印染废水是指印染加工过程中所有工序所排放的废水混合而成的混合废水。印染废水成分复杂，主要是以芳烃和杂环化合物为母体，并带有显色基团(如:-N=N-、-N=O)及极性基团(如:-SO3、Na、-OH、-NH2)。由于染料生产品种多，从而使染料废水处理起来有很大的难度。刘若瀚[18]应用微生物絮凝剂产生菌HHE-P7、HHE-A8，在复合培养成球的条件下，对模拟活性艳蓝KN-R印染废水进行脱色试验，形成的菌丝球对活性艳蓝KN-R染料具有较好的脱色效果；培养菌丝球对模拟印染废水作吸附动力学试验，吸附开始10min内脱色率达78.09%，60min时脱色率达到最高的94.14%。4.3造纸废水的处理应用制浆造纸行业发展与环境保护之间的矛盾日益突出,造纸废水是排放量很大、耗氧量高、降解难度大、污染性高的有机废水[19]。微生物絮凝剂作为新一代絮凝剂，以其有益的特性逐渐被应用到造纸废水的处理。周英勃[20]6等从活性污泥中筛选微生物絮凝剂产生菌W-2，选取白醋废水为廉价培养基培养出了微生物絮凝剂，对造纸废水加以处理，絮凝率达96.77