生物絮凝劑與絮凝技術(shù)

本書內(nèi)容豐富、取材新穎很好地反映了生物絮凝劑的歷史、現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，可供水處理、環(huán)境保護、給排水、水利工程、化學工程、應(yīng)用化學等專業(yè)的研究人員、工程技術(shù)人員、管理人員、高校師生參考，也可作為環(huán)境科學、環(huán)境工程、市政工程、給排水、應(yīng)用化學、化學工程等相關(guān)專業(yè)的研究生、本科生選作教學用書或教學參考書。

本書對生物絮凝劑及相關(guān)知識做了較全面的介紹，內(nèi)容既包括與生物絮凝劑相關(guān)的一些基本知識、基本原理和基本技術(shù)，也包括生物絮凝劑及其相關(guān)絮凝科學與技術(shù)的最新進展和前沿動態(tài)。全書共分12章。第1章緒言。第2章水，內(nèi)容包括水的結(jié)構(gòu)，水的循環(huán)，廢水的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)。第3章絮凝技術(shù)，內(nèi)容包括絮凝技術(shù)中的各種重要概念。第4章絮凝科學基礎(chǔ)理論。第5章微生物學基礎(chǔ)，內(nèi)容包括細菌學、放線菌和真菌。第6章生物絮凝劑概況。第7章生物絮凝劑的制備。第8章生物絮凝劑產(chǎn)生菌的培養(yǎng)及其培養(yǎng)基。第9章生物絮凝劑的培養(yǎng)控制及其理化性質(zhì)。第10章生物絮凝劑絮凝性質(zhì)遺傳學研究。第11章生物絮凝劑加工工程。第12章生物絮凝研究及應(yīng)用現(xiàn)狀。

國外微生物絮凝劑的商業(yè)化生產(chǎn)始于20世紀90年代，因不存在二次污染，使用方便，應(yīng)用前景誘人。如紅平紅球菌及由此制成的NOC-1是目前發(fā)現(xiàn)的最佳微生物絮凝劑，具有很強的絮凝活性，廣泛用于畜產(chǎn)廢水、膨化污泥、有色廢水的處理。我國微生物絮凝劑的制品尚未見報導。

微生物絮凝劑主要包括利用微生物細胞壁提取物的絮凝劑，利用微生物細胞壁代謝產(chǎn)物的絮凝劑、直接利用微生物細胞的絮凝劑和克隆技術(shù)所獲得的絮凝劑。微生物產(chǎn)生的絮凝劑物質(zhì)為糖蛋白、粘多糖、蛋白質(zhì)、纖維素、DNA等高分子化合物，相對分子質(zhì)量在105以上。

微生物絮凝劑是利用生物技術(shù)，從微生物體或其分泌物提取、純化而獲得的一種安全、高效，且能自然降解的新型水處理劑。由于微生物絮凝劑可以克服無機高分子和合成有機高分子絮凝劑本身固有的缺陷，最終實現(xiàn)無污染排放，因此微生物絮凝劑的研究正成為當今世界絮凝劑方面研究的重要課題。

微生物絮凝劑的研究者早就發(fā)現(xiàn)，一些微生物如酵母、細菌等有細胞絮凝現(xiàn)象，但一直未對其產(chǎn)生重視，僅是作為細胞富集的一種方法。近十幾年來，細胞絮凝技術(shù)才作為一種簡單、經(jīng)濟的生物產(chǎn)品分離技術(shù)在連續(xù)發(fā)酵及產(chǎn)品分離中得到廣泛的應(yīng)用。

微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生的具有絮凝功能的高分子有機物。主要有糖蛋白、粘多糖、纖維素和核酸等。從其來源看，也屬于天然有機高分子絮凝劑，因此它具有天然有機高分子絮凝劑的一切優(yōu)點。同時，微生物絮凝劑的研究工作已由提純、改性進入到利用生物技術(shù)培育、篩選優(yōu)良的菌種，以較低的成本獲得高效的絮凝劑的研究，因此其研究范圍已超越了傳統(tǒng)的天然有機高分子絮凝劑的研究范疇。具有分泌絮凝劑能力的微生物稱為絮凝劑產(chǎn)生菌。

最早的絮凝劑產(chǎn)生菌是Butterfield從活性污泥中篩選得到。1976年，Nakamura j.等人從霉菌、細菌、放線菌、酵母菌等菌種中，篩選出19種具有絮凝能力的微生物，其中以醬油曲霉(Aspergillus souae)AJ7002產(chǎn)生的絮凝劑效果最好。

1985年，Takagi H等人研究了擬青霉素(Paecilomyces sp.l-1)微生物產(chǎn)生的絮凝劑PF101。PF101對枯草桿菌、大腸桿菌、啤灑酵母、血紅細胞、活性污泥、纖維素粉、活性炭、硅藻土、氧化鋁等有良好的絮凝效果。

1986年，Kurane等人利用紅平紅球菌 (Rhodococcuserythropolis)研制成功息生物絮凝劑NOC-1，對大腸桿菌、酵母、泥漿水、河水、粉煤灰水、活性碳粉水、膨脹污泥、紙漿廢水等均有極好的絮凝和脫色效果，是目前發(fā)現(xiàn)的最好的微生物絮凝劑。

絮凝劑的分子質(zhì)量、分子結(jié)構(gòu)與形狀及其所帶基團對絮凝劑的活性都有影響。一般來講，分子量越大，絮凝活性越高;線性分子絮凝活性高，分子帶支鏈或交聯(lián)越多，絮凝性越差;絮凝劑產(chǎn)生菌處于培養(yǎng)后期，細胞表面蔬水性增強，產(chǎn)生的絮凝劑活性也越高。處理水體中膠體離子的表面結(jié)構(gòu)與電荷對絮凝效果也有影響。一些報道指出，水體中的陽離子，特別是Ca2+、Mg2+的存在能有效降低膠體表面負電荷，促進"架橋"形成。另外，高濃度Ca2+的存在還能保護絮凝劑不受降解酶的作用。微生物絮凝劑高效、安全、不污染環(huán)境的優(yōu)點，在醫(yī)藥、食品加工、生物產(chǎn)品分離等領(lǐng)域也有巨大的潛在應(yīng)用價值。

微生物絮凝劑是一種新型可生物降解的水處理劑,其優(yōu)良的絮凝沉降性能和綠色環(huán)保特點,為今后大規(guī)模應(yīng)用打下良好基礎(chǔ)。我們相信隨著生物技術(shù)的發(fā)展,其本錢將會大幅度下降,應(yīng)用價值也必將逐年進步。

BC-208生物絮凝劑由三種功能成分構(gòu)成，在形成絮體，實現(xiàn)絮凝功能的同時，還可以分別實現(xiàn)降磷、降COD和降低氨氮含量的功能，可使污水在懸浮物、色度、磷酸鹽、COD及氨氮等指標大幅度降低。