微生物絮凝剂
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：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
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
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
2.1 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
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、聚丙烯酰胺相比，微生物絮凝剂对活性污泥的絮凝速度最高，而且絮凝沉淀物容易过滤。
（3）无毒。微生物絮凝剂为微生物菌体或菌体外分泌的生物高分子物质，属于天然有机高分子絮凝剂，它安全无毒。
（4）可消除二次污染。微生物絮凝剂是微生物的分泌物，自然不会危害它自身，不会影响水处理效果，且絮凝后的残渣可被生物降解，对环境无害，不会造成二次污染。
（5）应用范围广泛，脱色效果独特。微生物絮凝剂能处理的对象有活性污泥、粉煤灰、木炭、墨水、泥水、河底沉积物、高岭土、印染废水等。而且，生物絮凝剂对悬浊液絮凝速度快、用量少，对胶体、溶液均有较好的絮凝效果，对富含有机物的屠宰废水和血水也有较好的去色效果。
（5）微生物絮凝剂价格较低。无论从生产成本还是处理技术总费用，微生物絮凝剂的价格都低于化学絮凝剂的价格。
不足之处是，生物絮凝剂的效果容易受到有毒物质的干扰，因此，被处理的废液中必须无妨害菌体生长的因素[8] 。
3 微生物絮凝剂的结构
为了深入了解微生物产生絮凝剂的原因和解释微生物絮凝剂的絮凝机理，需要对微生物絮凝剂絮凝基团的组成、结构进行研究。
3.1 微生物絮凝剂的化学结构
研究微生物絮凝剂的化学结构，大致有三种方法[2，9]：
( 1) 因子破坏法：通过测定纤维素酶、蛋白酶（如链霉蛋白酶）、金属阳离子螯合剂（如EDTA）和加热等处理对微生物絮凝能力的破坏，以判断絮凝剂的化学组成。
( 2) 化学分析法：能够有效地证明微生物絮凝剂的具体生化组成，包括多糖的单位成分、蛋白质的氨基酸构成等。
( 3) 再形成法：将与絮凝剂形成有关的成分分别提取出来，再把它们加在一起，如果可以形成絮凝物，絮凝剂的组成便得到证实。例如，先用EDTA 将金属离子去除，再添加金属离子，观察是否会恢复絮凝能力，如果恢复，那么金属离子的作用便得到充分的证实。3.2 微生物絮凝剂的微观结构
已知的微生物絮凝剂的微观结构有两种：
( 1) 纤维状：具有这种特殊结构的絮凝剂形成像丝绸一样的纤维，是絮凝体形成过程中的颗粒间连接物。
( 2) 球状：从酱油曲霉获得的絮凝剂有三种成分：聚己糖胺、蛋白质和2-葡糖酮酸。2-葡糖酮酸的作用是维持絮凝剂成球形，一旦丧失2-葡糖酮酸成分后，絮凝剂的微观结构就发生变化，且絮凝行为模式也由非离子型转变为阳离子型。
3.3 微生物絮凝剂的化学本质
根据多年的研究，可以初步确定，化学本质来讲，微生物絮凝剂主要是微生物代谢产生的各种多聚糖类[10]，这类多聚糖中有些是由单糖单体组成，有些是由多糖单体构成的杂多糖，有些微生物絮凝剂是蛋白质，或者是有蛋白质的参与。另外，一些絮凝剂专论与综述工业水处理中还含有无机金属离子，如Ca2+、Mg2+，A13+和Fe3+等。研究表明，生物絮凝剂的破坏对微生物的生长有一定的促进作用，这可能是因为游离细胞与培养液中营养物接触面积增加的缘故。这种现象说明，絮凝剂真正的生理意义并不在于使微生物产生絮凝，而是在于构成微生物的多糖荚膜，微生物的絮凝性也许是一种伴生性状。
4 微生物絮凝剂的絮凝机理
絮凝作用是一个复杂的物理化学过程，对于微生物絮凝剂的絮凝机理曾经先后提出过很多种学说：粘质说、电荷中和机理和离子键、氢键键桥学说[11] 。下面介绍主要的几种：
1) 架桥絮凝机理。这一机理认为，絮凝剂借助离子键、氢键、同时结合了多个颗粒上的分子，在颗粒间起了“中间桥梁”的作用，从而使悬浮物形成网状结构的絮凝物而沉淀下来。通常认为合成的高分子絮凝剂都是通过这种机理产生絮凝作用，微生物絮凝剂的絮凝机理与合成的高分子絮凝剂的作用机理是一致的。这种机理最为人们所认可。
2) 电性中和机理。这一机理认为胶体粒子的表面一般带有负电荷，当带有一定正电荷的链状生物大分子絮凝剂或其水解产物靠近这种胶粒时，会中和胶体表面上的部分电荷，使静电斥力减少，从而使胶粒间发生磁力碰撞而凝聚，向溶液中加入金属离子或调节pH 值可影响其絮凝效果。
3) 化学反应机理。这一机理认为生物大分子中某些活性基团与被絮凝物质相应基团反应，进而聚集成较大的分子而沉淀下来。通过对生物大分子进行改性处理，使其添加或丧失某些活性基团，絮凝活性发生变化而起作用。某些学者指出絮凝剂的活性主要是依赖于活性基团，即活性基团决定了絮凝剂的活性。
4) 卷扫作用机理。这一机理认为，当微生物絮凝剂的投加量一定且形成小颗粒絮体时，可以在重力作用下，迅速网捕，卷扫水中一些胶粒，从而产生沉淀。这种作用可看成是一种机械作用，实践证明，所需絮凝剂的量与原水中杂质悬浮体含量成正比。
从微生物絮凝剂的多样性及其表现出的絮凝范围的广谱性可以断定，絮凝机理肯定是多
样的。絮凝过程是一个复杂的过程，为了更好地解释机理，需要对特定絮凝剂和胶体颗粒的组成、结构、电核、构象及各种反应条件对它的影响进行更深入的研究。
5 絮凝能力的影响因素
除了被絮凝物质的性质外，影响微生物絮凝剂絮凝能力的因素还包括温度、p H 、无机金属离子和絮凝剂的分子量等。
5.1 温度
温度对一些微生物絮凝剂的活性有较大影响。主要是因为这些絮凝剂的蛋白质成分在高温变性后会丧失部分絮凝能力[12] ，所以由多聚糖构成的絮凝剂就不受温度的影响。例如，Aspergillus sojae产生的絮凝剂在温度为30~ 80 ℃时，活性最大，高于或低于这个温度活性便迅速下降，而Paecilomyces sp产生的聚半乳糖胺絮凝剂在0一1 0 ℃之间时, 絮凝活性几乎不变。
5.2 PH
絮凝剂的絮凝能力受PH 影响的原因，是酸碱度的变化改变生物聚合物的带电状态和中和电荷的能力以及被絮凝物质的颗粒表面性质(如带电情况)，如Paecilcnnyces sp产生的絮凝剂聚半乳糖胺, 在p H 为4~ 7.5 时，絮凝能力最强，当p H 为3 或8 时，絮凝能力急剧下降为0。
5.3 金属离子与其他无机离子
有些微生物絮凝剂中含有金属离子，金属离子可以加强生物絮凝剂的桥联作用[13]和中和作用，对微生物絮凝剂的絮凝活性有重要意义，甚至是必据的条件。即使对于不含有金属离子的微生物絮凝剂，添加一些金属离子也能够提高絮凝活性。容易受金属阳离子影响的多数是蛋白质(多肤)型的徽生物絮凝剂。例如, H.conomala的絮凝和非絮凝菌株细胞壁的脂肪酸和氮荃酸的组分与含量虽无较大差别，但其金属离子含量有着极大的差异, 前者Ca2+，Mg2+和N a+的含量远比后者高。
此外，各种离子在絮凝剂中的作用也得到较为深入的研究。具体来说：
Ca2+的作用：Ca2+ 可以显著提高微生物絮凝剂的活性。对于一些微生物来说, 形成絮凝体必须有Ca2+的参与，但对另一些微生物却不是这样。一般认为，钙离子的作用是起化学桥联作用，在絮凝微生物细胞之间联结细胞表面的蛋白质和多糖。
Mg2+的作用：添加Mg2+也能够提高微生物絮凝剂的活性。但关于镁离子的作用，一些研究者根据各自的研究结果得出的结论并不一致。
Na+的作用：Na+可以增加絮凝剂的活性，但达到一定浓度后，再提高N a+的浓度对增加絮凝活性的意义不大。
除上述3 种金属离子之外，Fe3+和Al3+对絮凝活性也有作用。但这两种离子在低浓度时可以提高微生物絮凝剂的活性，达到一定浓度后, 反而会抑制絮凝物的形成。
5.4 微生物絮凝剂的浓度
和其他絮凝剂一样，微生物絮凝剂的絮凝效率也受其浓度的影响，在较低浓度范围内，随絮凝剂浓度的提高，絮凝效率升高，但达到最高点后，再增加絮凝剂的浓度，絮凝效率反而降低。
5.5 微生物絮凝剂的分子量
微生物絮凝剂的分子量大小对絮凝剂的絮凝活性至关重要。分子量大，吸附位点就多，携带的电荷也多，中和能力也强，桥联作用和卷扫作用明显。目前已分离纯化的微生物絮凝剂都是多聚糖和蛋白质之类的生物大分子，除少数外，分子量大都在几十万到几百万。
分子量的减少会降低絮凝剂的絮凝活性，例如絮凝剂的蛋白质成分降解后，分子量减小，絮凝活性明显下降。
6 微生物絮凝剂的发展趋势和研究方向
鉴于目前国内外的研究状况，微生物絮凝剂的主要发展趋势体现在以下几个方面：
1、加大絮凝微生物的筛选力度和范围，从而筛选到更多的高效絮凝微生物；
2、从生产工艺的角度出发，选用廉价的工业废料作为培养基以降低培养基配制成本，建立高效生化反应器，优化发酵的运行条件，提高培养基效率，不断探索新工艺新方法，使微生物絮凝剂的生产真正实现产业化水平。例如在NOC-1 的培养基中，用豆饼、水产废水和牛血取代酵母浸膏后, 培养基的价格下降了2/ 3 以上[14]；Ci trobacter sp. TKF04 可以用乙酸作为惟一的碳源营养来合成絮凝剂[15]；2、加强对微生物絮凝剂的物质结构特性、絮凝特性等方面的基础性研究，深入研究微生物絮凝剂的絮凝机理以及它在处理不同水质废水时的共性与特性。拓宽微生物絮凝剂的应用范围，使之能够处理各种不同的废水。根据不同的废水水质研制具有针对性的高效微生物絮凝剂或复合絮凝剂，既能明显提高絮凝效果，还可大大降低絮凝剂投加量，从而降低处理成本, 这是使微生物絮凝剂实现工业应用的前提[16]；
3、利用现代分子生物学技术获得的高效絮凝基因，通过转基因技术，构建高产絮凝剂的工程菌，以期实现微生物絮凝剂的大规模生产；
4、将微生物絮凝剂拓展到概念更广的生物絮凝剂研究范畴。例如Haruhiko Yokoi 研究发现, 在厌氧条件下Enterobacter sp. BY-29 能够同时产生氢和絮凝剂[17]。将酶和激素等促进微生物生长的物质加载到絮凝剂上，实现生化反应与絮凝处理的有机结合，以保证水处理的出水水质的前提下，缩短生化系统启动和废水在生化系统的停留时间。
微生物絮凝剂的研制和应用方兴未艾，其特性和优势为水处理技术的发展提供了一个广阔的舞台，相信在不久的将来，随着对微生物絮凝剂研究的不断深入，微生物絮凝剂将会广泛地应用于工业废水处理、食品生产和发酵等工业中，并将有可能在未来取代或部分取代传统的无机高分子和合成有机高分子絮凝剂。我国的微生物絮凝剂研究起步较晚，层次还比较低，急需广大环境工作者投入更多的人力物力进行发展，为我国絮凝剂的发展奠定理论和物质基础。
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Microbial Flocculant
Abstarst:Microbial flocculant (MBF) is a kind of natural macro-molecular flocculants and is widely used for water treatment and flood fermentation industrial processing beacause of the properties of high effciency innocuity,without second-pollution,etc.This paper presents a review on the progresses of microbial flocculant studies and application,including microorganisms which produce flocculants,classification and characteristics,microstructure,mechanism of flocculation and ability of the microbial flocculants,as well as the influence factors and culture conditions for their production .
Key words:Microbial flocculant;flocculating mechanism;research progress
微生物絮凝剂在水处理中的应用 摘要：微生物絮凝剂法广泛应用于水处理中。本文主要论述了微生物絮凝剂的分类，絮凝机理，影响絮凝活性的因素及在水处理中的应用。关键词：微生物絮凝剂；水处理；应用 1 前言 随着水处理技术的发展,絮凝剂的研究和应用越来越受到重视。微生物絮凝剂是某些微生物在特定的培养条件下，生长到一定阶段而产生的有絮凝活性的次生代谢物质，可作为一种新型水处理剂，具有安全、高效、易生物降解等特性[1]。微生物絮凝剂多数相对分子质量较大(104~106)，分离纯化的微生物絮凝剂主要有多聚糖、糖蛋白、糖脂、脂蛋白、DNA、RNA、纤维素等，其中以多聚糖和糖蛋白类物质占绝大多数[2]。 2 微生物絮凝剂的分类 1) 直接利用微生物细胞的絮凝剂，如某些细菌。其中霉菌、放线菌和酵母，它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中。 2) 利用微生物细胞提取物的絮凝剂，如酵母细胞壁的葡聚菌、甘露聚糖、蛋白质和N-乙酸葡萄糖胶等成分均可以作为絮凝剂。 3) 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，主要有细菌的荚膜和粘液质，除水分外，其余主要成分为多糖及少量的多肽、蛋白质、脂类及复合物，其中多糖在某种程度上可作为絮凝剂[3]。 3 微生物絮凝剂的絮凝机理 微生物絮凝剂在液体介质中主要通过其电荷性质和高分子特性使胶体脱稳、絮凝沉淀、固液分离。研究工作者已经提出多种絮凝机理，其中以“桥联作用”机理最为人们所接受。 3.1 “桥联作用”机理 该学说认为微生物絮凝剂大分子借助离子键、氢键和范德华力，同时吸附多个胶体颗粒,在颗粒间产生“架桥”现象，并形成一种网状的三维结构而沉淀下来。Lee等以吸附等温线和ζ电位测定表明，环圈项圈藻PCC-6720所产生的絮凝剂对膨润土絮凝过程是以“桥联作用”机理为基础的。电镜照片显示细菌之间有胞外聚合物搭桥相连，正是这些桥使细胞丧失了胶体的稳定性而紧密聚合并在液体中沉淀下来。 3.2 “电性中和”机理
微生物絮凝剂 摘要：生物絮凝剂(MBF) 是一种高效、无毒、无二次污染、能自行降解,使用 范围广泛的新一代絮凝剂。本文从絮凝剂的来源和分子组成两方面对生物絮凝剂进行了系统分类, 综述了生物絮凝剂产生菌的筛选模型以及生物絮凝剂在水处理和发酵工业中的应用, 详细阐述了目前国内外提出的几种不同的生物絮凝剂絮凝机理, 进而在此基础上剖析了目前生物絮凝剂研究工作中仍然存在的问题, 并提出生物絮凝剂今后的主要研究方向。 关键词:微生物絮凝剂, 絮凝机理，水处理, 应用 引言： 絮凝剂是用来使溶液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒产生絮状沉淀的物质。被广 泛应用于化工、矿业、环保等领域,在固液分离和水处理过程中,用以提高微细固体物的沉降和滤效果等 。随着工业的发展,水污染的情况日益严重,水的净化处理就显得越来越重要。尽管水处理的方法有许多种,如生化、离子交换、吸附、化学氧化、电渗析等,但目前“絮凝沉淀法”被普遍认为是一种较为有效的预处理方法。随着科学技术的蓬勃发展,絮凝剂的种类也日益丰富,根据化学成分的不同,可分为无机、有机和微生物絮凝剂。本文主要论述微生物絮凝剂。微生物絮凝剂作为一种新型絮凝剂与传统的絮凝剂相比有安全无毒无二次污染而且等特在目前快速发展的絮凝剂市场中有着广阔的发展情景。它是通过直接利用微生物细胞,或细胞提取物,或代谢产物,发酵提取精制而得到的有絮凝活性的物质。由于微生物絮凝剂可以克服无剂本身固有的成本高,絮凝效果有限,存在二次污染且对人体有害的缺陷。目前,国内有不少大学和研究机构纷纷把新型微生物絮凝剂的研发作为今后科研的一个重点方向。本文主要从生物絮凝剂产生菌的筛选、生物絮凝剂的分子组成、性质、絮凝机理以及应用等方面对国内外已经和正在研究的生物絮凝剂进行系统全面综述, 并在此基础上对目前生物絮凝剂研究中仍然存在的问题进行了分析论证, 提出可能的解决方案①★★。 1.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, 具有很多独特的性质和优点 ①高效性 ②无毒无害,安全性高 ③易被微生物降解,无二次污染 ④ 应用范围广,脱色效果好 ⑤ 易于固液分离,形成的沉淀物少 ⑥有的MBF 还具有不受 PH条件影响,稳定性强,用量少等特点 ⑦ 产生絮凝剂的微生物绝大多数来自土壤中,资源极其丰富,获得的方法也较简单,成本低廉 2微生物絮凝剂的主要成分和类型 MBF 的主要成分有:蛋白质、多糖、脂质和 等大分子物质。某些菌的代谢物—PHB, 聚γ-2谷氨酸, 多聚磷酸盐, 等在特定条件下亦具有较强的絮凝活性[10]②★。迄今发现的絮凝剂多达25 种以上,它们主要分布于放线菌、霉菌和酵母菌中。 根据絮凝剂物质组成的不同，微生物絮凝剂可分为三类③★★： 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，它们大量存在于土 壤，活性污泥和沉积物中。
微生物絮凝剂γ-聚谷氨酸的生产及应用研究进展 邵颖;赵彩凤;邵赛;张乐平 【摘要】γ-聚谷氨酸(γ-polyglutamic acid,γ-PGA)是由L-谷氨酸或D-谷氨酸通过肽键结合形成的一种多肽高分子,具有良好的水溶性、生物相容性、水解性、生物可降解性、无毒等优良特性.文章综述了微生物合成γ-PGA生产工艺,如生产菌株、培养基优化、发酵工艺和固定化技术等,介绍了γ-PGA在废水处理方面的应用,并指出了其发展方向.%γ-polyglutamic acid is a polypeptide composed of L-glutamic acid or D-glutamic acid by peptide bond formation. γ-PGA is a promising environmental friendly material with outstanding water solubility, biocompatibility, hydrolysis, biodegradability and non-toxic. This paper reviews the microbial synthesis of γ-PGA production processes, such as the production of strains, medium optimization, fermentation technology and immobilization technology. Meanwhile, it focuses on the application of γ-PGA in wastewater treatment, and points out the development direction in the future. 【期刊名称】《湖南农业科学》 【年(卷),期】2017(000)008 【总页数】4页(P123-126) 【关键词】γ-聚谷氨酸;生物合成;废水;应用;综述 【作者】邵颖;赵彩凤;邵赛;张乐平
絮凝剂的种类及作用 1 无机絮凝剂无机絮凝剂也称凝聚剂, 主要应用于饮用水、工业水的净化处理以及地下水、 废水淤泥的脱水处理等。无机絮凝剂主要有铁盐系和铝盐系两大类, 按阴离子成分又可分为盐酸 系和硫酸系, 按相对分子量又可分为低分子体系和高分子体系两大类。 1.1 无机低分子絮凝剂传统的无机絮凝剂为低分子的铝盐和铁盐, 其作用机理主要是双电层 吸附[4]。铝盐中主要有硫酸铝(Al(SO4)3·18H2O)、明矾(Al2(SO4)3·K2SO4·24H2O)、铝酸钠(NaAlO3)。铁盐主要有三氯化铁(Fe-Cl3·6H2O)、硫酸亚铁(FeSO4·6H2O)和硫酸铁(Fe2(SO4)3·2H2O )。硫酸铝絮凝效果较好, 使用方便,但当水温低时, 硫酸铝水解困难, 形成的絮凝体较松散, 效果不及铁盐。三氯化铁是另一种常用的无机低分子絮凝剂, 具有易溶于水, 形成大耳中的絮体、沉降性能好、对温度、水质和pH 的适应范围广等优点, 但其腐蚀性较强, 且有刺激性气味, 操作条件差[5～9]。无机低分子絮凝剂的优点是经济、用法简单, 但用量大、残渣多。絮凝效果比高分子 絮凝剂的絮凝效果低 1.2 无机高分子絮凝剂 无机高分子絮凝剂是20 世纪60 年代以来在传统的铁盐和铝盐基础上发展起来的一类新型 水处理药剂。其絮凝效果好, 价格相对较低, 已逐步成为主流絮凝药剂。在日本、西欧和中国, 目前都已有相当规模的无机高分子絮凝剂的生产和应用, 其产量约占絮凝剂总产量的30%～ 60%[10]。近年来, 我国高分子絮凝剂的发展趋势主要是向聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂方向发展, 并已逐步形成系列: 阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)等; 阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS);无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚硅酸硫酸铝(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASI)、聚合硅酸铁(PFSI)、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。生物聚合铁(BPFS) 2 有机高分子絮凝剂 有机高分子絮凝剂是20 世纪60 年代开始使用的第二代絮凝剂。与无机高分子絮凝剂相比,有 机高分子絮凝剂用量少, 絮凝速度快, 受共存盐类、污水pH 值及温度影响小, 生成污泥量少, 节约用水。强化废(污)水处理, 并能回收利用。但有机和无机高分子絮凝剂的作用机理不相同, 无机高分子絮凝剂主要通过絮凝剂与水体中胶体粒子间的电荷作用使N 电位降低, 实现胶体粒 子的团聚, 而有机高分子絮凝剂则主要是通过吸附作用将水体中的胶粒吸附到絮凝剂分子链上, 形成絮凝体。有机高分子絮凝剂的絮凝效果受其分子量大小、电荷密度、投加量、混合时间和絮 凝体稳定性等因素的影响。目前有机高分子絮凝剂主要分两大类, 即合成有机高分子絮凝剂和天然改性高分子絮凝剂。2.1 合成有机高分子絮凝剂 合成有机高分子絮凝剂以聚乙烯、聚丙烯类聚合物及其共聚物为主, 其中聚丙烯酞胺类用量 最大, 占有机高分子絮凝剂的80%左右。目前, 国内外有关阳离子型合成高分子絮凝剂的报导比 较多主要是季胺盐类、聚胺盐类以及阳离子型聚丙烯酞胺等, 其中研究与应用最多的是季胺盐类。它们均己研制成功并在工业水处理中得到了广泛的应用。龙柱等人利用协同增效原理将聚和 氯化铝与有机合成高分子复合, 制得一种新型有机—无机复合高分子絮凝剂, 处理造纸废水, 效果优于单独使用聚和氯化铝。由于有机合成高分子絮凝剂的生产成本高, 产品或残留单体有毒, 使其广泛应用受到限制。 2.2 天然改性高分子絮凝剂 天然高分子絮凝剂的使用远小于合成的有机高分子絮凝剂, 原因是其电荷量密度较小, 分子 量较低, 且易发生生物降解而失去其絮凝活性。而经改性后的天然有机高分子絮凝剂与合成的有 机高分子絮凝剂相比, 具有选择性大、无毒、价廉等显著特点。这类絮凝剂按其原料来源的不同, 大体可分为淀粉衍生物、纤维素衍生物、植物胶改性产物、多糖类及蛋白质改性产物等[11] 。由于天然高分子物质具有分子量分布广、活性基团点多、结构多样化等特点, 易于制成性能优良的
生物絮凝剂 生物絮凝剂是一种用于水处理的化学药剂，它具有凝聚与沉降的作用，可以将水中的悬浮颗粒及固体颗粒、有机物质等凝聚成为较大的颗粒，从而使得这些颗粒可以在水中沉降下来，从而达到水质净化的目的。生物絮凝剂具有环保、经济、高效等优点，在水处理工程中得到了广泛的应用。 生物絮凝剂的原理是利用一些微生物物种来进行聚合反应，产生一些有机物分子，这些有机物分子会聚集在水中的悬浮物上形成高分子化合物，从而使这些悬浮物凝聚成为颗粒，然后通过重力沉降，最终达到水质净化的目的。 生物絮凝剂的主要成分包括菌群、菌种、微生物营养物质等，其中微生物营养物质是生物絮凝剂的核心成分，它负责维持细菌的生长与繁殖，促进菌群生长，从而使得生物絮凝剂效果更加显著。 生物絮凝剂的使用方法一般是将药剂均匀地加入水中，并进行搅拌，使药剂可以充分溶解，然后经过一定时间的沉淀和沉降后，就可以得到经过净化的水。生物絮凝剂的应用范围非常广泛，可以用于市政水处理、工业废水处理、农业水利、养殖业等各个领域。 生物絮凝剂的优点主要包括以下几点： 1.生态环保：生物絮凝剂采用生物方法进行净化，不会对环境造成污染，具有很好的环保效益。 2.经济高效：生物絮凝剂生产成本低，可以大规模生产，价格相对于传统絮凝剂较为优惠。而且生物絮凝剂能够在较短
时间内解决水质问题，净化效果显著。 3.稳定性强：生物絮凝剂在水处理过程中，具有稳定性 强的特点，即使在复杂水质条件下，仍然具有较好的净化效果。 4.使用方便：生物絮凝剂不会对水源造成二次污染，易 于使用，操作简单。 当然，生物絮凝剂也存在着一些缺点，主要包括以下几点： 1.生物絮凝剂的净化效果受到微生物物种和菌种的影响，因此需要针对不同的污水进行选择性应用，使得药剂的效果更加显著。 2.生物絮凝剂的生产、运输和存储过程中需要注意保持 其活性和稳定性，避免出现药效降低的情况。 3.如果在生产过程中没有经过严格的控制，可能会出现 有毒物质的产生，对环境和人体健康造成危害。 综合来看，生物絮凝剂是一种具有很好水质净化效果的 化学药剂，能够帮助人们有效解决水质污染问题，提高水资源的利用率，对于保护环境和促进经济发展具有非常重要的作用。未来，随着技术的不断提高和研究的深入，相信生物絮凝剂将会逐渐得到更广泛的应用和推广。
微生物絮凝剂 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：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 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
微生物絮凝剂的介绍、应用及前景 微生物絮凝剂的介绍 微生物絮凝剂是80年月后期讨论开发的第三类絮凝剂，是一类由 微生物产生的具有絮凝剂活性的代谢产物，主要有糖蛋白、多糖、 蛋白质、纤维素和DNA以及有絮凝剂活性的菌体等。该絮凝剂是利 用生物技术，通过微生物发酵、抽取、精制而得到的一种新型、高效、廉价的水处理剂，是一种无毒的生物高分子化合物。 国外关于微生物絮凝剂的报道主要有AJ7002微生物絮凝剂、 PF101絮凝剂和NOC1絮凝剂等。相对经典的胶体系絮凝剂机理而言，生物系絮凝剂絮凝机理还不是很清晰，比较有代表性的絮凝机理包 括胞外聚合物桥架学说、电性中和学说、体外纤维素纤丝学说，荚 膜学说、疏水学说等。 目前一般以为，生物高分子絮凝剂主要通过桥架作用和电中和作用，使颗粒和细胞聚合，其它的絮凝作用机理如网扑作用，粒质说 等可解释部分絮凝现象。实际上，絮凝是一个简单的过程，由于絮 凝剂的种类和浓度、分子构型、分子量大小、胶体表面性质、pH等 因素均能影响其絮凝性能。 微生物絮凝剂具有絮凝范围广、絮凝活性高、平安、无害、无污染、脱色效果独特等特点，加上絮凝剂产生菌的种类多、生长快、 易于实现工业化，微生物絮凝剂的讨论正成为当今世界絮凝剂方面 讨论的重要课题。
微生物絮凝剂的优点 1、高效性。同等用量状况下，微生物絮凝剂的使用效率明显高于 常规絮凝剂。 2、平安无毒。采纳微生物絮凝剂处理食品废水，即可回收有用成分，又可削减排污量，是食品德业废水处理的进展趋势。 3、无二次污染。微生物产生的絮凝剂成分简单多样，随菌种的不 同而不同，具有可生化性，能够自行降解，因而不会带来二次污染。 4、脱色效果显著。对畜产废水、泥浆废水、染料废水等有极好的 絮凝及脱色效果。5、投放量相对较少。使用少量的微生物絮凝剂， 就能实现大面积净化作用。6、热稳定性强。有的微生物絮凝剂还具 有不受PH条件影响，用量少等特点。 微生物絮凝剂絮凝机理 微生物絮凝剂是带电荷的生物大分子，其絮凝机理主要是吸附架 桥作用、电中和作用、卷扫作用。 1、吸附架桥作用：絮凝剂大分子借助离子键、氢键和范德华力， 同时吸附多个胶体粒子，在颗粒间产生架桥作用，从而形成网状三
随着人类经济活动的不断发展和生活水平的日益提高，相应产生出越来越多的各种生产生活废弃物，对环境造成了巨大的破坏作用。废水、废气、固体废弃物三大公害污染物中以废水的危害尤为突出，世界各国对于由污染而引起的水环境质量恶化现象十分重视，各种污水治理方法不断地被开发应用，其中污水的絮凝处理得到了广泛的认可和推广，絮凝剂也被广泛地应用于给水净化、工业用水与废水及城市污水处理以及污泥脱水等水处理工艺中，而且在发酵工业后处理、食品工业、选矿等的固液分离中也得到了较好的应用。 水处理工程中常用的絮凝剂有无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂和天然高分子絮凝剂。无机及有机高分子絮凝剂都具有一定的毒性，且会对环境造成二次污染等，会对人类健康与生态系统产生严重影响[1]。在给水处理中使用最多的无机絮凝剂主要是无机铝盐，如聚合氯化铝（PAC），其对与原水浊度的去处有很好效果，但也会造成处理后出水中铝离子含量过高而易引起老年痴呆症等问题，聚丙烯胺（PAM）作为合成有机高分子絮凝剂的代表，虽然用量少，絮体沉降速度快等优点，但其单体有强烈的神经毒性和佷强的致畸、致癌、致突变效应，在应用上也受到很大的限制［2］。许多国家已禁止或限制使用此类絮凝剂。同样无机铁盐也是无机絮凝剂的主要代表，但在其使用过程中的不安全性和对环境的潜在二次污染越来越引起人们的重视。在实际应用中使用无机絮凝剂会导致处理后的水中残留金属离子，同时产生大量的含铁等污泥，处理处置难度大。此外铁盐有一定腐蚀性，而且容易残留铁离子，使被处理后的水带有颜色，影响水质感官。市场上已有被替代的趋势。有机合成高分子絮凝剂往往需要进行化学改性，而且其絮凝效能大都不如合成高分子絮凝剂，在研究和应用上有较大的局限性。因此，研究开发安全无毒，絮凝活性高效，廉价，易于降解，不造成二次污染，和对环境友好的新型絮凝剂具有特别重要意义。所以，微生物絮凝剂已成为该领域的研究热点，为水处理技术研究提供了一个新方向，幷引起国内外环保工作者的高度重视。天然生物高分子絮凝剂对人体无害，可以被生物降解，对生态环境无不利影响，远比无机絮凝剂与有机合成高分子絮凝剂安全。目前对微生物絮凝剂的研究大多都停留在实验室研究阶段，远未达到大规模的应用和工业化生产阶段。主要制约微生物絮凝剂未来发展的关键问题在于生产成本过高和产量过低。由于微生物絮凝剂可以克服无机高分子界絮凝剂方面研究的重要课题。
微生物絮凝剂的研究进展及应用现状 微生物絮凝剂的研究进展及应用现状 绪论 微生物絮凝剂是一种能够促使悬浮液中微小悬浮颗粒结合成较大颗粒的生物产物。由于其高效、环保、低成本等优点，近年来受到了科研工作者的广泛关注。本文将从微生物絮凝剂的研究进展、应用现状以及未来的发展方向等方面进行分析和探讨。 一、微生物絮凝剂的研究进展 1. 研究方法 微生物絮凝剂的研究主要通过从自然环境中分离出具有絮凝能力的微生物菌株，并通过培养和筛选等方法获得原料菌株。随着分子生物学和生物工程技术的快速发展，研究者们可以通过基因克隆和重组技术来改良和合成新的微生物絮凝剂，提高其絮凝效果和使用寿命。 2. 絮凝机理 微生物絮凝剂的絮凝机理主要包括生物胶凝、表面吸附和胞外多糖等。其中，生物胶凝是指微生物细胞通过分泌胶态物质使悬浮颗粒聚集在一起；表面吸附是指微生物细胞表面的特异性吸附作用，使悬浮颗粒结合在细胞表面上；胞外多糖是微生物细胞分泌的聚合物，能够与悬浮颗粒发生化学反应，形成较大的絮凝群。 二、微生物絮凝剂的应用现状 1. 污水处理领域 微生物絮凝剂在污水处理中具有较为广泛的应用。通过加入微生物絮凝剂，可以促使悬浮颗粒聚集成大颗粒，便于沉淀或过滤，从而达到净化水质的目的。此外，微生物絮凝剂还可以降
低处理过程中的能耗和化学药剂的使用量，具有较好的环保效益。 2. 污泥脱水领域 污泥脱水是污水处理过程中重要的一环。微生物絮凝剂作为一种生物脱水剂，可以与污泥中的水分结合形成饼状物，在离心或压滤后将水分从污泥中分离出来。相比于传统的化学脱水剂，微生物絮凝剂具有较低的成本和较好的环境友好性。 三、微生物絮凝剂的未来发展方向 1. 结合纳米技术 利用纳米技术来改善微生物絮凝剂的絮凝效果是未来的一个发展趋势。通过调控微生物絮凝剂中纳米颗粒的形态和结构，可以提高絮凝效率和抗腐蚀性能，拓宽微生物絮凝剂的应用范围。 2. 基于遗传工程的改良 通过遗传工程技术，可以改良微生物细胞内的絮凝相关基因，提高微生物絮凝剂的絮凝效果和稳定性。此外，遗传工程还可以设计并合成全新的微生物絮凝剂，使其具有更广泛的适应性和更高的絮凝效率。 结论 微生物絮凝剂作为一种具有潜力的新型生物絮凝剂，在水处理领域具有广阔的应用前景。随着研究方法的不断改进和技术的不断推陈出新，相信微生物絮凝剂将在未来得到更广泛的应用，为环境保护和可持续发展做出更大的贡献 综上所述，微生物絮凝剂在水处理领域具有重要的应用前景。它不仅可以高效地去除悬浮物和胶体颗粒，降低处理过程中的能耗和化学药剂的使用量，还可以在污泥脱水领域发挥重要作用。此外，结合纳米技术和遗传工程的发展，微生物絮凝
絮凝剂的工作原理 绪论： 絮凝剂是一种常用的水处理剂，广泛应用于污水处理、饮用水净化、工业废水 处理等领域。它能够有效地去除悬浮物、胶体物质和微生物等杂质，使水体澄清透明。本文将详细介绍絮凝剂的工作原理及其应用。 一、絮凝剂的定义和分类 絮凝剂是一种能够使悬浮物聚集成团而形成较大的颗粒的物质。根据其化学性 质和来源，絮凝剂可以分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。无机絮凝剂主要包括铝盐、铁盐、钙盐等，有机絮凝剂主要包括聚合铝、聚合硅酸铝等。 二、絮凝剂的工作原理 絮凝剂的工作原理主要有两种：物理吸附和化学凝聚。 1. 物理吸附 絮凝剂通过其分子结构上的特殊吸附性能，能够吸附水中的悬浮物和胶体物质。这是由于絮凝剂分子表面带有电荷，能够与水中的带电颗粒发生静电作用，使颗粒相互吸引形成团簇。此外，絮凝剂的分子结构还具有一定的亲水性，能够吸附水分子，增加水中悬浮物的相对浓度，促进颗粒之间的碰撞和聚集。 2. 化学凝聚 絮凝剂通过与水中的悬浮物和胶体物质发生化学反应，形成较大的沉淀物，从 而实现凝聚效果。无机絮凝剂主要通过与水中的颗粒发生氢键、离子键等化学反应，形成沉淀物；有机絮凝剂则通过与水中的颗粒发生共价键结合，形成较大的凝聚物。 三、絮凝剂的应用
絮凝剂广泛应用于水处理领域，主要包括以下几个方面： 1. 污水处理 在污水处理过程中，絮凝剂可以有效地去除污水中的悬浮物、胶体物质和有机物等。它能够促进颗粒的聚集和沉降，提高污水的澄清度和处理效果。 2. 饮用水净化 在饮用水净化过程中，絮凝剂可以去除水中的悬浮物、胶体物质和微生物等有害物质。它能够使水体澄清透明，提高水质的安全性和口感。 3. 工业废水处理 在工业废水处理过程中，絮凝剂可以去除废水中的悬浮物、胶体物质和重金属等有害物质。它能够提高废水的处理效果，减少对环境的污染。 4. 水资源回收利用 在水资源回收利用过程中，絮凝剂可以去除水中的悬浮物和胶体物质，使水质符合再利用的要求。它能够提高水资源的利用效率，减少对自然水源的依赖。 结论： 絮凝剂是一种重要的水处理剂，具有物理吸附和化学凝聚的工作原理。它能够有效地去除水中的悬浮物、胶体物质和微生物等杂质，使水体澄清透明。絮凝剂广泛应用于污水处理、饮用水净化、工业废水处理和水资源回收利用等领域，发挥着重要的作用。随着科技的进步和需求的增加，絮凝剂的研究和应用将会得到进一步的推广和发展。
微生物絮凝剂及其在污水处理上的应用 微生物絮凝剂是一种天然高分子絮凝剂，因其无毒、可生物降解、无二次污染等独特的性质而被广泛的应用于污水处理、给水工艺等。 标签：微生物絮凝剂污水处理应用 絮凝剂是用于将水中的溶质胶体或悬浮物颗粒形成絮状物沉淀的物质。分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。 微生物絮凝剂是一类由微生物或其分泌物产生的代谢产物，它是利用微生物技术，通过细菌、真菌等生物发酵、提取、精制而得的，是具有生物分解性和安全性的高效、元毒、无二次污染的水处理剂[1]。主要是细菌的荚膜和粘液质，包括蛋白质、糖类、脂类、纤维素、等高分子聚合物。能产生絮凝剂的微生物有细菌、放线菌、真菌以及藻类等，它们大量存在于土壤活性污泥中。 1微生物絮凝剂的研究进展 微生物絮凝剂的研究在我国起步较晚，山东大学的王镇通过设计实验从污泥中分离出高絮凝性菌株，此外，在我国微生物还有如下几方面的研究进展，中科院成都生物研究所分离到P.alcaligenes产生的絮凝剂，武汉城市建设学院通过设计实验得到普鲁兰絮凝剂[2]。台湾的邓德丰分离到C-62细菌产生的微生物絮凝剂，目前，国内微生物絮凝剂的研究还没有大规模生产，大多数停留在进行探索阶段。 2微生物絮凝剂的特点 （1）繁殖速度快，容易产生可遗传的变异。 （2）微生物絮凝剂对活性污泥的絮凝速度高 （3）微生物絮凝剂属天然生物高分子絮凝剂，安全无毒。 （4）絮凝后的残渣可被生物降解，不会影响水处理效果，对环境无害，不会造成二次污染[3]。 （5）微生物絮凝剂能处理的对象有活性污泥粉、河底沉积物、印染废水等[4]。 3微生物絮凝剂的絮凝机理 吸附架桥学说认为：絮凝剂大分子借助离子键、氢键和范得华力，同时吸附多个胶体颗粒，在颗粒间产生“架桥”，从而形成一种网状的三维结构而沉淀下来。
微生物絮凝性产生菌的筛选 一、引言 微生物絮凝剂是一类由微生物产生的有絮凝性的次级代谢产物，如糖蛋白，粘多糖，蛋白质，纤维素，和DNA等，是一种高效、安全、能自然降解的新型水处理剂。 二、材料和方法 1.、菌种来源：河南大学金明校区池塘污水一份、河南大学金明校区池塘淤泥一份、河南大学金明校区旁农田土壤一份 2、实验器材：超净工作台、恒温振荡培养箱、离心机、721型分光光度计、高压灭菌锅。 3、培养基配制： 分离培养基：牛肉膏3 g，蛋白胨10 g，NaCl 5 g，琼脂15~20 g，水1000 mL ，pH 7.0~7.2，121℃灭菌20 min。 发酵培养基：葡萄糖20 g，KH2PO4 0.2 g，K2HPO4 0.5 g，(NH4)2SO4 0.2 g，NaCl 0.1 g，脲0.5 g，酵母膏0.5，MgSO4 0.2 g，水1000 mL，pH 7.0~7.2，121℃灭菌30 min。 三、菌种的筛选 1、样品的预处理： （1）用烧杯量取污水一份，用六层纱布过滤除去不溶性杂质。 （2）称取土样10g,放入盛90mL无菌水并带有玻璃珠的三角烧瓶中，振摇约20min，使土样与水分混合，使细胞分散，制成土壤菌悬液。 （3）淤泥同上 2、初筛 ①分离：取4个灭菌试管，分别加9mL灭菌水。取1ml水样注入第一管灭菌水中，摇匀，在自第一管取1mLl至下一管灭菌水中，如此稀释到第四管，稀释度分别为10-1 、10-2、10-3、10-4 。取稀释度10-2、10-3、10-4 的菌悬液0.2mL置分离平板中涂布均匀，37℃倒置培养24h。 ②筛选：在超净工作台中，用接种环挑取所要筛选的菌种，接种于装有50mL发酵培养基的250mL三角瓶中，在37℃，120r/min恒温振荡器中摇瓶培养72h，培养结束后取培养液5mL在3000r/min下离心15min。取2mL上清液加入100ml的4g/L高岭土悬浮液中，振荡均匀，同时以不加培养液的高岭土悬浮液进行对照，观察现象，以絮凝出现时间和程度作判断絮凝活性的高低进行初筛。 3、复筛 将初筛所得的菌落在分离培养基上进行划线分离，获得单菌落，将该单菌落接种于装有50mL发酵培养基的200mL三角瓶中，在37℃，120r/min恒温振荡器中摇瓶培养72h，培养结束后取培养液5mL在3000r/min下离心20min。取150mL的量筒加人0.4g高岭土，5mLCaC12，2mL发酵上清液，然后加水至100mL，调整pH至7.0~7.2,搅匀后静置3min，同时以不加发酵液的高岭土悬浮液为对照。用721型分光光度计在550nm处测定其上清液的光密度。通过絮凝率来表示絮凝活性，公式如下 絮凝率=（A一B）/A X IOO％ 式中A—对照上清液的光密度值; B—样品上清液的光密度值。
微生物絮凝剂在污水处理上的应用 摘要：在城市建设不断发展扩大下，各行业的污水处理技术更值得人们关注。当前城市污水类型主要包括生活污水、工业废水和畜业废水等。随着污水的产生，排放量不断增加，对于污水的处理技术要求也越来越高。因此，完善污水处理技 术势在必行。通过微生物技术处理污水具有较好的效果，在微生物技术的使用中，絮凝剂的处理效果较有较强的优势，该技术已经受到很多企业的关注和支持，本 文针对微生物絮凝剂的特点、具体应用以及未来的发展方向进行初步探讨。 关键词：微生物絮凝剂；污水处理；应用；发展 引言：城市在不断地发展，环境污染问题受到城市发展也变得越来越严峻， 特别是工业污水排放对水环境造成的恶化影响。因此，越来越多的化工和矿业等 领域开始使用絮凝剂，通过对该物质的使用可以将固体悬浮物凝聚并且完成下沉，使污水变得更加清洁，但在传统絮凝剂使用工作中，其效果不佳，同时还消耗大 量财力，伴随生物技术的快速发展，已研发出全新高分子絮凝剂，保证整体工作 效果更加显著，受到了国内外的一致好评。 1微生物技术在城市污水处理中的作用 1.1代谢 微生物技术在城市污水中起到代谢作用，在微生物的生命活动中，微生物以 污水水中的各种有机物作为代谢能源，可以与有机物发生一系列的生化反应，从 而代谢掉污水中的污染物。微生物代谢时，可以选择各种杆菌和放线菌。完成对 污水中各种污染物质的代谢，微生物以有机物作为能源，在污水处理工作中，起 到了较好的效果，同时也防止出现二次污染问题。 1.2降解 微生物技术的降解作用是指，在城市污水处理中，微生物将有机物转化为无 机物的代谢过程。微生物技术在污水中降解，使得各种无机物元素的科学化循环，
微生物絮凝是一种利用微生物（通常是细菌）来促使悬浮在水中的微小颗粒物质聚结成较大的絮体，以便更容易被沉淀或过滤除去的处理过程。这种水处理技术主要用于净化污水、饮用水和工业废水。以下是对微生物絮凝的详细解答： 1. 基本原理： 微生物絮凝的基本原理是利用微生物产生的生物高聚物（生物胶）或胞外聚合物，将微粒聚结成絮体。这些生物高聚物通常包括多糖类、蛋白质和胞外聚合物等，具有黏附性，能够将微粒捕获并固定在一起。 2. 微生物的选择： 不同类型的微生物对不同种类的颗粒物质有不同的絮凝能力。常用的絮凝微生物包括某些细菌（如聚草芽孢杆菌、硫酸还原菌等）和蓝藻等。 3. 絮凝剂的生成： 微生物在生长繁殖的过程中产生的胞外聚合物或者分泌的絮凝剂是关键的。这些分泌物质通过形成胶状物质，促使微粒和胞外聚合物发生相互作用，形成絮体。 4. 絮凝过程： 微生物絮凝的具体过程包括： •微生物生长：提供适宜的环境条件，让絮凝微生物繁殖生长。 •产生絮凝剂：微生物在生长的过程中产生胞外聚合物或絮凝剂。 •捕获微粒：胞外聚合物黏附在微粒表面，将微粒捕获。 •絮体形成：微粒在胞外聚合物的作用下聚结成较大的絮体。 •沉降或过滤：形成的絮体通过沉降或过滤等方式被除去。 5. 应用领域： 微生物絮凝广泛应用于水处理领域，包括： •污水处理：用于去除废水中的悬浮物、有机物和微生物。 •饮用水处理：用于改善水质，去除悬浮物和胶体颗粒。 •工业废水处理：适用于工业废水中的悬浮物和废弃物的去除。
6. 优势与挑战： •优势：相对于传统的化学絮凝剂，微生物絮凝更环保，对环境影响较小。•挑战：微生物絮凝受到温度、pH值、氧气浓度等环境因素的影响，对操作条件有一定要求。 微生物絮凝是一种可持续、环保的水处理技术，对于提高废水处理的效果和减少对化学絮凝剂的依赖具有重要意义。
絮凝剂国标 絮凝剂国标是我国针对絮凝剂产品制定的一部强制性技术规范。它对絮凝剂的分类、性能、技术要求以及应用范围等方面做出了详细的规定，为我国水处理行业提供了重要的参考依据。 一、絮凝剂国标概述 絮凝剂国标（GB/T 15816-2017）主要包括了絮凝剂的定义、分类、性能指标、技术要求、试验方法、检验规则以及标志、包装、运输和贮存等内容。该标准适用于各类絮凝剂产品，旨在规范絮凝剂的生产和使用，提高水处理效果，保障水质安全。 二、絮凝剂的分类与性能 根据絮凝剂的成分和性能，国标将其分为有机絮凝剂、无机絮凝剂和微生物絮凝剂三大类。有机絮凝剂主要包括聚丙烯酸盐、聚丙烯酸酰胺、聚电解质等；无机絮凝剂包括铝盐、铁盐、硅盐等；微生物絮凝剂则是指通过微生物发酵产生的具有絮凝活性的物质。 三、国标中对絮凝剂的技术要求 国标对絮凝剂的技术要求主要包括以下几个方面： 1.外观：絮凝剂应为均匀、稳定的粉末或液体。 2.粒度：絮凝剂颗粒尺寸应符合相关要求，以保证其在水中具有良好的分散性和絮凝效果。 3.成分：有机絮凝剂中的聚合物含量、无机絮凝剂中的金属离子含量等应符合标准要求。
4.性能：絮凝剂应具有较好的絮凝效果、沉降速度、脱水性能等。 5.稳定性：絮凝剂在储存、运输过程中应保持稳定，不易分解、沉淀、结块等。 四、国标在絮凝剂应用中的实用性 絮凝剂国标在实际应用中具有很高的实用性。通过对絮凝剂的分类、性能和技术要求的规定，用户可以根据实际需求选择合适的絮凝剂产品，确保水处理效果。同时，国标还对絮凝剂的试验方法、检验规则等方面进行了详细规定，有利于规范市场秩序，提高产品质量。 五、结论与建议 絮凝剂国标为我国水处理行业提供了重要的参考依据，有助于规范絮凝剂的生产和使用。建议相关部门加强对絮凝剂国标的宣传和推广，提高用户对国标的认识和遵循程度，从而确保水质安全，促进水处理行业的健康发展。
无机絮凝剂 1.1 无机絮凝剂的分类和性质 无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两大类；铝盐以硫酸铝、氯化铝为主，铁盐以硫酸铁、氯化铁为主。后来在传统的铝盐和铁盐的基础上发展合成出聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等新型的水处理剂，它的出现不仅降低了处理成本，而且提高了功效。这类絮凝剂中存在多羟基络离子，以OH-为架桥形成多核络离子，从而变成了巨大的无机高分子化合物，相对分子质量高达1×105。无机聚合物絮凝剂之所以比其他无机絮凝剂能力高、絮凝效果好，其根本原因就在于它能提供大量的如上所述的络合离子，能够强烈吸附胶体微粒，通过粘附、架桥和交联作用，从而促使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化，中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了Zeta电位，使胶体粒子由原来的相斥变成相吸，破坏了胶团的稳定性，促使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状混凝沉淀，而且沉淀的表面积可达(200-1000)m2/g，极具吸附能力。也就是说，聚合物既有吸附脱稳作用，又可发挥黏附、桥联以及卷扫絮凝作用。 1.2 改性的单阳离子无机絮凝剂 除常用的聚铝、聚铁外，还有聚活性硅胶及其改性品，如聚硅铝(铁)、聚磷铝(铁)。改性的目的是引入某些高电荷离子以提高电荷的中和能力，引入羟基、磷酸根等以增加配位络合能力，从而改变絮凝效果，其可能的原因是：某些阴离子或阳离子可以改变聚合物的形态结构及分布，或者是两种以上聚合物之间具有协同增效作用。 近年来国内相继研制出复合型无机絮凝剂和复合型无机高分子絮凝剂。聚硅酸絮凝剂(PSAA)由于制备方法简便，原料来源广泛，成本低，是一种新型的无机高分子絮凝剂，对油田稠油采出水的处理具有更强的除油能力，故具有极大的开发价值及广泛的应用前景。聚硅酸硫酸铁(PFSS)絮凝剂，发现高度聚合的硅酸与金属离子一起可产生良好的混凝效果。将金属离子引到聚硅酸中，得到的混凝剂其平均分子质量高达2×105，有可能在水处理中部分取代有机合成高分子絮凝剂。聚磷氯化铁(PPFC)中PO43-高价阴离子与Fe3+有较强的亲和力，对Fe3+的水解溶液有较大的影响，能够参与Fe3+的络合反应并能在铁原子之间架桥，形成多核络合物；对水中带负电的硅藻土胶体的电中和吸附架桥作用增强，同时由于PO43-的参与使矾花的体积、密度增加，絮凝效果提高。聚磷氯化铝(PPAC)也是基于磷酸根对聚合铝(PAC)的强增聚作用，在聚合铝中引入适量的磷酸盐，通过磷酸根的增聚作用，使得PPAC产生了新一类高电荷的带磷酸根的多核中间络合物。聚硅酸铁(PSF)它不仅能很好地处理低温低浊水，而且比硫酸铁的絮凝效果有明显的优越性，如用量少，投料范围宽，矾花形成时间短且形态粗大易于沉降，可缩短水样在处理系统中的停留时间等，因而提高了系统的处理能力，对处理水的pH值基本无影响。 1.3 改性的多阳离子无机絮凝剂 聚合硫酸氯化铁铝(PAFCS)在饮用水及污水处理中，有着比明矾更好的效果；在含油废水及印染废水中PAFCS比PAC的效果均优，且脱色能力也优；絮凝物比重大，絮凝速度快，易过滤，出水率高；其原料均来源于工业废渣，成本较低，适合工业水处理。铝铁共聚复合絮凝剂也属这类产品，它的生产原料氯化铝和氯化铁均是廉价的传统无机絮凝剂，来源广，生产工艺简单，有利于开发应用。铝盐和铁盐的共聚物不同于两种盐的混合物，它是一种更有效地综合了PAC和FeCl3的优点，增强了去浊效果的絮凝剂。 随着人们对水处理认识的不断提高，残留铝对生物体产生的毒害作用倍受人们的关注，如何减少二次污染的问题已经越来越引起重视。国内现有生产方法制得的饮用水中铝含量比原水一般高1-2倍。饮用水中残留铝等含量高，原因可能是絮凝过程不完善，导致部分铝以氢氧