微生物絮凝劑發(fā)展前景

中國是水資源短缺及污染嚴(yán)重的國家，不同層面的水污染問題已經(jīng)對我國的 經(jīng)濟(jì)同社會(huì)發(fā)展造成了嚴(yán)重的影響。工業(yè)生產(chǎn)排放物和大量的生活垃圾的產(chǎn)生，化肥和農(nóng)藥的廣泛應(yīng)用等問題，都使水資源受到了嚴(yán)重的威脅。飲用水質(zhì)的惡化和長期接觸受污染水源，給人們的身體健康帶來極大損害。在工業(yè)與農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)過程中，包括醫(yī)藥、食品、釀酒和其他工業(yè)用水的污染，這些都將成為人們的困擾。作為一個(gè)發(fā)展中國家，水資源問題已經(jīng)成為制約中國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的主要因素之一。因此，要解決水資源問題，除了節(jié)約用水之外，更應(yīng)該加強(qiáng)對污水 的處理。

在水處理過程中，絮凝沉淀法作為一種較為有效的預(yù)處理方法，已得到了廣泛的應(yīng)用。絮凝劑效果的優(yōu)劣直接決定著后續(xù)單元過程的運(yùn)行工況、處理費(fèi)用及最終出水的水質(zhì)。而絮凝劑的選擇又直接影響絮凝效果。深入開展絮凝基礎(chǔ)理論研究、開發(fā)新型高效絮凝劑、優(yōu)化絮凝過程控制都是化學(xué)工程與環(huán)境工程領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)問題。

目前，絮凝劑主要分為兩大類，分別是傳統(tǒng)絮凝劑和微生物絮凝劑。傳統(tǒng)的絮凝劑包含無機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑兩大類。無機(jī)絮凝劑主要包括三價(jià)的鋁鹽類和三價(jià)的鐵鹽類，其他的還包括碳酸鎂、硫酸鋅和氯化鋅等。無機(jī)絮凝劑具有價(jià)格低廉、絮凝效果好的特點(diǎn)，使用范圍非常廣泛。 

有機(jī)絮凝劑的發(fā)展也十分迅速。有機(jī)絮凝劑主要分為兩大類，包括天然高分子的絮凝劑和人工合成的有機(jī)絮凝劑。對天然高分子絮凝劑的應(yīng)用歷史，可以追溯到兩千年以前的中國和古埃及。天然的高分子絮凝劑包括纖維素衍生物類、動(dòng)物骨膠、淀粉、蛋白質(zhì)和多糖類等的衍生物。但天然的有機(jī)高分子容易受酶解作用，電荷密度較小，分子量低，逐漸就被人工合成的高分子絮凝劑所取代了。

微生物絮凝劑是一類由微生物或其分泌物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，它是利用微生物技術(shù)，通過細(xì)菌、真菌等微生物發(fā)酵、提取、精制而得的，是具有生物分解性和安全性的高效、無毒、無二次污染的水處理劑。由于微生物絮凝劑可以克服無機(jī)高分子和合成有機(jī)高分子絮凝劑本身固有的缺陷，最終實(shí)現(xiàn)無污染排放，因此微生物絮凝劑的研究正成為當(dāng)今世界絮凝劑方面研究的重要課題。

絮凝劑在重金屬廢水處理中的潛在應(yīng)用價(jià)值已經(jīng)得到了研究和驗(yàn)證。能夠去除重金屬的絮凝劑包含各種無機(jī)、有機(jī)、天然改性以及微生物絮凝劑，它們均表現(xiàn)出顯著的重金屬去除效果，其中一些研究甚至取得了超過90%的重金屬去除率。針對重金屬在溶液中的不同存在形式，合理選用絮凝劑是取得高去除率的前提條件。一般絮凝劑均具有良好的吸附沉降、卷掃絮凝性能，無機(jī)高分子絮凝劑作為應(yīng)用較廣的絮凝材料，在單獨(dú)處理重金屬廢水時(shí)往往效果不佳，而復(fù)合絮凝劑則能在彌補(bǔ)這一不足的同時(shí)降低絮凝成本。人工合成高分子以及改性天然高分子絮凝劑因具有可與重金屬離子螯合配位的特征官能團(tuán)，在研究中表現(xiàn)出對溶液中重金屬離子的高效去除能力。而實(shí)際重金屬廢水成分較為復(fù)雜，在一定程度上限制了它們捕集重金屬的效率，甚至可能會(huì)增加后續(xù)處理單元的負(fù)荷。這使得開發(fā)具有pH廣泛適應(yīng)性、高聚合度以及大官能團(tuán)量的新型高分子螯合絮凝劑尤為迫切。作為傳統(tǒng)重金屬絮凝劑的替代物，微生物絮凝劑是一類無毒、可生物降解的聚合物，具有絮凝效率高、剪切穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，但其應(yīng)用受到高額成本的篩選和培育過程的限制，未來可期望于利用基因工程強(qiáng)化對優(yōu)良絮凝劑產(chǎn)生菌株進(jìn)行誘變育種，同時(shí)通過基因控制改善其穩(wěn)定性，提高其保存能力。