絮凝剂产生菌的筛选及其发酵条件优化(2)
时间:2017-05-12 16:48 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
1.1 微生物絮凝剂的特点及分类 微生物絮凝剂与传统的无机和有机合成高分子絮凝剂相比，其具有许多特有的性质和优点。 （1） 无二次污染 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，其不仅安全无毒，而且凝聚后的残渣可以被生物降解，对人类居住的环境无害，不会有二次污染的产生[3]。 （2） 微生物絮凝剂的生产和使用比较经济 首先，微生物絮凝剂是靠生物发酵产生的，化学絮凝剂是人工合成的，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，这一点为国内外普遍认可。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处理费用低，大约可以节约三分之一的成本。 （3） 除油脱色效果显著 微生物絮凝剂对水中的油、无机超微粒子的去除以及脱色效果显著。如用Alcaligeneslatus（协腹产碱杆菌培养物）培养物处理某造纸厂的有色废水时，即可形成肉眼可见的絮凝体浮于水面，脱色率可以达到90%以上，而下层清水的透光率几乎与自来水相近。如用协腹产碱杆菌培养物，可以很容易地将棕榈酸从其乳化液中分离出来，在细小均一的乳化液中形成明显可见的油滴，下层清液的COD的去除率达48%，远高于无机絮凝剂和高分子絮凝剂的絮凝效果。 （4）有的微生物絮凝剂还具有不受pH值条件的影响、热稳定性强、用量小等特点。 另外，微生物絮凝剂还具有使用范围广，易于实现固液分离，形成沉淀少等特点。从来源来看，微生物絮凝剂主要有四种类型：直接利用微生物细胞、微生物细胞壁提取物、微生物细胞代谢产物以及通过克隆技术所获得的絮凝剂[4]。目前产生微生物絮凝剂的种群主要通过从土壤和活性污泥提取或直接购买纯微生物菌株获得。能产生絮凝剂的微生物种类很多，迄今为止，已发现的具有絮凝性的微生物多达50种以上[5]。 1.2 微生物絮凝剂的絮凝原理[6] 目前较为人们所接受的微生物絮凝剂的絮凝机理，大多还沿用DLVO理论来解释，主要有架桥作用、电性中和作用、网捕作用和化学反应作用，其中架桥作用最易被人们接受。 1.2.1 架桥作用 该学说可解释大多数微生物絮凝剂引起的絮凝现象，认为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，从而形成一种网状三文结构而沉淀下来 。但絮凝是一个复杂的过程，架桥作用并不能解释所有现象，絮凝剂的广谱活性也证明絮凝机理不是单一的。 1.2.2 电性中和作用 电性中和作用是指胶体粒子的表面带有负电荷，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胶粒表面或被吸附到胶粒表面时，将会中和胶粒表面上的一部分负电荷减少静电斥力，从而使胶粒间能发生碰撞而凝聚沉淀。 1.2.3 网捕作用 当微生物絮凝剂投量一定且形成小的粒絮体时，可以在重力作用下迅速网捕、卷扫水中胶粒，而产生沉淀分离。这种作用基本上是一种机械作用，所需絮凝剂量与原水杂质含量成反比。原水胶体杂质含量少时，所需絮凝剂量大，反之亦然。 1.2.4 化学反应作用 生物大分子中某些活性基团与被絮凝物质相应的基团发生了化学反应，聚集成较大分子而沉淀下来，通过对生物大分子改性处理，使其添加或丧失某些活性基团，其絮凝活性大受影响。这些絮凝剂的絮凝活性大部分依赖于活性基团。除上述4种机理外，国内外学者还先后提出过很多学说：如类外源絮凝聚素假说、Grabthee的PHB酯合学说、Friedman的菌体外纤文素纤丝学说等。但是这些学说不能解释大部分絮凝现象，因此不为人们所接受。 (责任编辑：qin) |