絮凝沉淀是治理廢水常用的方法。絮凝沉淀中的絮凝劑包括化學(xué)絮凝劑和微生物絮凝劑兩大類(lèi)，其中常用的化學(xué)絮凝劑主要有無(wú)機(jī)高分子絮凝劑和有機(jī)高分子絮凝劑。無(wú)機(jī)高分子絮凝劑（如聚合硫酸鐵、聚合硫酸鋁等）一般用量較大，且添加到水體中的金屬鹽類(lèi)會(huì)對(duì)人體健康造成不利的影響，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生二次污染；而有機(jī)高分子絮凝劑（如聚丙烯酰胺等）在環(huán)境中的殘留物不易被自然降解，同時(shí)聚丙烯酰胺的單體有神經(jīng)毒性和“三致”效應(yīng)（致畸、致癌、致突變）[1]，因此這兩類(lèi)絮凝劑的使用都會(huì)對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生不利的影響。而微生物絮凝劑則是一種安全、可降解并對(duì)人體健康和環(huán)境無(wú)危害的新型水處理絮凝劑。

1 微生物絮凝劑

微生物絮凝劑是微生物代謝產(chǎn)生的各種機(jī)能性蛋白質(zhì)和機(jī)能性多糖類(lèi)等物質(zhì)。最早由Butterfield于1935 年從活性污泥中篩選出絮凝劑產(chǎn)生菌，1976年Nakamura 篩選出19 種具有絮凝活性的微生物，1985 年Takagi 研制成功微生物絮凝劑PF-101，1986 年Kurane 研制成功微生物絮凝劑NOC-1，近年來(lái)美國(guó)、日本、英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)、前蘇聯(lián)、芬蘭、韓國(guó)和中國(guó)對(duì)微生物絮凝劑研究都做了大量的工作，取得了一定的成績(jī)。

2 能產(chǎn)生絮凝劑的微生物

進(jìn)行微生物絮凝劑研究，首先是要篩選鑒定出具有產(chǎn)生絮凝劑活性的菌種。常用的絮凝微生物及其分類(lèi)見(jiàn)表1[2] ，這些已鑒定的絮凝微生物大量存在于土壤、活性污泥和沉積物中。

表1 絮凝微生物

3 微生物絮凝劑的化學(xué)組成及絮凝機(jī)理

從化學(xué)成分上講，主要是微生物代謝產(chǎn)生的具有絮凝活性的蛋白質(zhì)、多糖類(lèi)物質(zhì)，有些絮凝劑中還含有無(wú)機(jī)金屬離子[3，5]。從空間結(jié)構(gòu)上來(lái)看，已知的微生物絮凝劑微觀立體結(jié)構(gòu)有纖維狀結(jié)構(gòu)和球狀兩種。微生物絮凝劑的絮凝機(jī)理主要有橋聯(lián)作用、中和作用和卷掃作用。能被微生物絮凝劑絮凝的物質(zhì)包括各種微生物的培養(yǎng)物、活性污泥、微囊藻、泥漿、土壤固體懸液、底泥、煤灰、血細(xì)胞、活性炭粉末、硅膠粉末、氧化鋁、高嶺土和纖維素粉等[3，4]。

4 微生物絮凝劑的合成及影響因素

微生物絮凝劑的形成與微生物的代謝活性有關(guān)。大多數(shù)絮凝微生物在生長(zhǎng)后期才出現(xiàn)絮凝活性，這種絮凝活性與微生物生長(zhǎng)后期的代謝變化或自身溶解等因素有關(guān)。綜合研究表明，最大的絮凝劑產(chǎn)量是在細(xì)菌對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期的中后期或靜止期早期，此后，絮凝活性即使不下降也不會(huì)再有提高[6]。另外，微生物絮凝劑的合成還與碳源、氮源、溫度和pH值等因素有關(guān)。

5 微生物絮凝劑在污水處理中的應(yīng)用

5. 1 用微生物絮凝劑處理城市污水廠中的水體惡臭

美國(guó)生物細(xì)菌控制系統(tǒng)公司亞洲有限公司研制的高效生物凈水劑PX，處理2.2 萬(wàn)t/d 的市政污水，添加量為百萬(wàn)分之一，使臭味得到控制，BOD 去除率80%－90%，SS 去除率80%－92%；處理300 t/d 的酒店污水，添加量為1 g/t，3 d后臭味消失，7 d后出現(xiàn)明顯效果，隔油池積油消除，出水BOD為20 mg/L，COD為80 mg/L[1]。

5. 2 用微生物絮凝劑去除污水中的懸浮物

向焦化廢水中添加2%的Alcaligenes latus 培養(yǎng)物和適量的鈣離子后，該水懸浮物去除率達(dá)78%，而用聚合硫酸鐵處理同樣廢水去除率為47%[6]。

5. 3 微生物絮凝劑用于污水脫色用Alcaligenes latus 培養(yǎng)物和1%的聚氨基葡萄糖處理造紙廠的有色廢水脫色率為94.6%。馬希晨等用MF 微生物絮凝劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，脫色率達(dá)91%[7]。

5. 4 用微生物絮凝劑改善污泥沉降性能

微生物絮凝劑能有效改善活性污泥的沉降性能，防止污泥解絮，提高處理效率。如向已發(fā)生膨脹的活性污泥中添加從Rhodobon erythropolis 中分離的絮凝劑，可使處理后的污泥SVI (污泥體積指數(shù))從290 下降到50，大連輕工業(yè)學(xué)院的馬希晨等用MF 微生物絮凝劑處理已膨脹的活性污泥，可使處理后的污泥SVI(污泥體積指數(shù))從281 下降到54，處理率為80.8%[7]。但在活性污泥中添加絮凝微生物可以促進(jìn)污泥的沉降, 不會(huì)降低有機(jī)物的去除效率[8]。

5. 5 用微生物絮凝劑處理陶瓷污水

包括坯體廢水和釉藥廢水，微生物絮凝劑都能有效治理。大連輕工業(yè)學(xué)院的馬希晨等用MF微生物絮凝劑處理陶瓷污水，使坯體廢水的光密度由1.3 下降到0.051，去除率為96.1%，釉藥廢水的光密度由16.7 下降到0.49，去除率為97.1%[7]。添加由R.erythropolis 產(chǎn)生的絮凝劑5 min 后, 坯體廢水的OD660 從1.40 降為0.043,釉藥廢水的OD660 從17.20 降為0.35[9]。

5. 6 用微生物絮凝劑處理畜產(chǎn)污水

馬希晨等用MF 微生物絮凝劑處理畜產(chǎn)污水，使污水的總有機(jī)碳（TOC）從8 100 mg/L 下降到2 990 mg/L，去除率為63.1%，光密度由15.5 下降到0.91，去除率為94.1%[7]。向畜牧廢水中加入1%濃度的Ca2+ 溶液和R.erythropolis 的培養(yǎng)物, 可以使TOC從原來(lái)的1 420 mg/L下降到425 mg/L, 使TN 從420 mg/L降為215 mg/L, 去除率為70%和40%。同時(shí)廢水的OD660 值從8.6 降為0.02[10]。

5. 7 用微生物絮凝劑處理淀粉污水

鄧述波等用微生物絮凝劑A-9 處理淀粉廢水并與其他絮凝劑相比，結(jié)果見(jiàn)表2。用微生物絮凝劑A-9處理淀粉污水去除率高、沉降速度快，回收的蛋白因沒(méi)受到金屬離子的污染還可以用做動(dòng)物飼料[11]。

表2 不同絮凝劑處理淀粉黃漿廢水的效果比較*

注：處理前的指標(biāo)為pH 4.3、OD660 為3.38、CODCr 為6 222 mg/L、SS為2 090 mg/L。

微生物絮凝劑是一種廣譜、無(wú)毒、不產(chǎn)生二次污染的新型絮凝劑，在屠宰、焦化、陶瓷、含油、制藥及食品廢水等都有成功的實(shí)驗(yàn)和良好的應(yīng)用前景。但目前微生物絮凝劑大都處于實(shí)驗(yàn)階段，降低微生物絮凝劑的生產(chǎn)成本，提高微生物絮凝劑的生產(chǎn)率和在大規(guī)模工業(yè)化水處理中運(yùn)用是今后研究的重點(diǎn)。

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[作者簡(jiǎn)介] 王健為（1964-），男，高級(jí)工程師，從事環(huán)境監(jiān)測(cè)工作。

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