微生物絮凝剂在废水处理中的应用

第42卷第9期2013年9月化工技术与开发Technology&DevelopmentofChemicalIndustryV01．42No．9Sep．2013微生物絮凝剂在废水处理中的应用张超，陈文兵，武道吉(山东建筑大学市政与环境工程学院，山东济南250101)摘要：生物絮凝剂是近年来研究的新型水处理剂。本文从研究历程、絮凝特点、废水处理中的应用等几个方面，综述了国内外最新研究成果。最后，展望了微生物絮凝剂的研究发展方向。关键词：生物絮凝剂；研究历程；絮凝特点；水质净化中图分类号：X703文献标识码：A文章编号：1671-9905(2013)09-0049-04我国是水资源短缺和污染比较严重的国家之一。目前城市缺水严重，已造成严重的经济损失和社会环境问题。要解决水资源短缺问题，除节约用水外，加强对污水的处理是目前亟待解决的问题。现代水处理技术按原理可分为物理处理法、化学处理法、物理化学法和生物处理法4大类。在众多废水处理方法中，絮凝沉降在水处理中占有极其重要的地位。絮凝剂是一类可使液体中不易降解的悬浮颗粒(粒径l0一～10cm)凝聚、沉降的物质】。国内外的工业废水处理，使用絮凝处理的比例占60％一70％，而自来水工业几乎都使用絮凝处理作为净水手段。20世纪60年代开发了无机盐类的絮凝剂(如硫酸铝、氯化铝、氯化铁等)，但其处理效果不理想；进而研制的高分子聚合无机盐型絮凝剂(如聚合氯化铝、聚合硫酸铁等)在水处理中收到了很好的效果，但在其使用过程中会对环境产生二次污染。因此，人们越来越迫切地希望找到一些具有对人体无害、絮凝效果好、易生物降解、不引起二次污染等特点的新型絮凝剂。微生物絮凝剂就是具有这些特点的新型絮凝物质，它是通过发酵、提取、纯化而获得的一种安全、高效、具生物降解性、使用无二次污染的生物大分子产品。1微生物絮凝剂国内外研究历程微生物的絮凝作用首先是由路易斯·巴斯德于1876年在酵母菌中观察到的，2年后类似现象亦在细菌中发现。1935年，Butterfield从活性污泥中分离筛选到了有絮凝作用的菌种。1976年，Naknmura等对能产生絮凝效果的霉菌、酵母菌、细菌、放线菌等多种微生物进行了研究，发现了酱油曲霉产生的絮凝剂AJ7002[3】，由此掀开了微生物絮凝剂的研究热潮。1986年，日本仓根隆一郎等从土壤中分离出红平红球菌S-1，并利用该菌研制开发了絮凝剂NOC．1，该絮凝剂对泥浆水、河水、粉煤灰水、膨胀污泥、纸浆废水等均有良好的絮凝和脱色效果，被认为是目前发现的最好的微生物絮凝剂【4】。美国生物絮凝剂的商品化始于20世纪9O年代，在市场上有多种牌号的生物絮凝剂粉末制品和生物活性液销售，用于废水处理、快速清除下水道淤塞和解决污泥膨胀问题等】。我国对微生物絮凝剂的研究起始于2O世纪90年代，并取得了一定的成绩。如台湾邓德丰等从污水中分离到了定名为c．62的产絮凝剂微生物，该絮凝剂对猪粪尿废水和红豆加工厂废水具有良好的絮凝作用；邓述波发现的硅酸盐芽胞杆菌变种，其产生的絮凝剂A．9絮凝率达99．2％[6-81。2微生物絮凝剂的特点与传统的无机和有机合成高分子絮凝剂相比，生物絮凝剂不但没有传统絮凝剂的缺点，而且还具有许多优点。2．1高效性与现在常用的各类絮凝剂如铁盐、铝盐和聚丙烯酰胺相比，生物絮凝剂在同等用量下的使用效率明显高于常规絮凝剂。基金项目：国家水体污染控制与治理科技重大专项资助项目(2008ZX074220041作者简介：张超(1978-)，男，山东济南人，在读博士，讲师，研究方向：生物絮凝剂，E-mail：zhangmeili8292@sina—com收稿日期：2013-07．18化工技术与开发第42卷2．2安全无毒性微生物絮凝剂为微生物菌体或菌体分泌的高分子物质，属于天然有机高分子絮凝剂，相关毒理学实验证明其安全无毒。2-3无二次污染目前使用的絮凝剂如铝盐、铁盐及其聚合物、聚丙烯酰胺及其衍生物等，经过絮凝之后形成的废渣不能或难以被生物降解，严重污染水体和土壤，造成二次污染。微生物絮凝剂为微生物菌体或菌体分泌的高分子物质，易被微生物降解，不会影响水处理效果，且絮凝后的残渣可被生物降解，对坏境无害，不会造成二次污染。2．4用途广泛微生物絮凝剂可以广泛地应用于给水处理、废水处理、食品发酵和生物制药等方面，具有良好的除浊和脱色性能等[9-11]~2．5生产、使用成本较低首先，从生产所用原材料、生产能耗等方面考虑，微生物絮凝剂应是经济的；其次，采用微生物絮凝剂处理废水时，其处理费用较目前的化学絮凝剂处理费用低【】；最后，利用微生物絮凝剂处理易于实现固液分离，形成沉淀物少。3微生物絮凝剂在废水处理中的应用3．1废水悬浮颗粒的去除在实际研究和应用中，大多数生物絮凝剂对悬浮物废水有优良的澄清除浊效果。因此，废水中悬浮物的去除成