凈水處理劑-微生物絮凝劑實際應用

微生物絮凝劑是指利用生物技術，通過細菌等微生物發酵抽提、精制而成的一種絮凝劑，它是微生物產生的覆蓋在菌體外一種高分子聚合物。

鋅被譽為"生命之花"，是維持機體正常生長發育、新陳代謝的重要物質。但是，大量鋅的存在會降低人體的免疫功能，使人體對疾病易感性増加。目前，我國已成為世界鋅的生產和消費大國，所以保護水資源，治理鋅運染水體是關系到國計民生的重大問題。傳統治理重金屬廢水的方法一般采用物理和化學的方法。這兩種方法具有一定的效果，但耗資大而且容易造成二次污染。

近年來，利用生物法處理金屬廢水是國內外一個新的研究領域，具有速度快、選擇性高、吸附容量大等優點。國外已開始研究利用微生物除鋅的方法，采用自然界分布十分廣泛的厭氧和兼性厭氧微生物處理含鋅廢水。對鋅的去除就已達到80%左右,大大縮短了反應周期。從環境效益、經濟效益和社會效益等各方面都具有實際操作的可行性。

在廢水處理中，投加微生物絮凝劑相當于預處理工序，除去廢水中相當一部分有機物、濁度、色度和油脂等，減輕后續處理單元的負荷，提高處理效率和能力。另外，在傳統的活性污泥工藝系統運行中常常會出現污泥膨脹或污泥活性不高等現象，微生物絮凝劑可以很好地改善活性污泥的性能。

微生物絮凝劑的架橋效果與絮凝劑分子的大小有關，相對分子質量大的絮凝劑比相對分子質量小的絮凝劑有更多的吸附點、更強的架橋作用和更好的絮凝活性。

畜產場廢水中含有較高濃度的總有機碳（TOC)和總氮（TN),是一類較難處理的有機廢水，采用合成高分子絮凝劑處理時效果不好，而用微生物絮凝劑NOC-1處理則效果很好，處理10min后，上清液接近透明，其TOC由1420mg/L降為425mg/L。目前常用的絮凝劑難以去除有色廢水中的有色物質，而用的培養基處理某造紙廠有色廢水時，即可在廢水中形成肉眼可見的絮凝體，浮于水面，脫色率達94.6%,畜產廢水是含COD較高的難處理有機廢水，采用合成有機絮凝劑雖然有較好的效果，但存在二次污染。微生物絮凝劑用于處理豬糞尿廢水經10min后，廢水的上清液變成幾乎透明的液體，廢水中的去除率達63.7%,濁度去除達94.5%?

含有高懸浮物的建筑材料加工廢水是較難處理的一類廢水，例如陶瓷廠廢水，主要包括胚體廢水和釉藥廢水兩種，前者主要含有較多的黏土顆粒，后者除含黏土顆粒外，還有相當數量的釉藥。當添加微生物絮凝劑后5min,油度去除率分別為96.6%和97.9%,幾乎可得到透明的上清液。

高濃度難降解有機工業廢水中污染物分散狀態可分為三類：粗分散系、膠態分散系和高分散系。上述污染物，除高分散系不易形成膠體顆粒外，大部分以膠體狀態或懸浮、乳液狀態存在于污水中。粗分散系顆粒和膠態分散系顆粒是廢水中COD。濃度的主要組成部分，占到了廢水中COD總濃度的70%~90%甚至更多，是這類廢水難生物降解的重要原因。

微生物絮凝劑在高濃度難降解廢水的除濁、除重金屬、脫色和除油等方面也表現出相當的優勢。在廢水處理中，投加微生物絮凝劑相當于預處理工藝，除去廢水中相當一部分有機物、濁度、色度和油脂等，減輕后續處理單元的負荷，提高處理效率和能力。另外，在傳統的活性污泥工藝系統運行中常常會出現污泥膨脹或污泥活性不高等現象，微生物絮凝劑可以很好地改善活性運泥的性能。另外，微生物絮凝劑還用于墨水、糖蜜廢水和顏料廢水等廢水的脫色處理。

絮凝劑是用途廣泛的水處理劑，是絮凝法水處理技術的關鍵和核心基礎。微生物絮凝劑具有絮凝性好、效果穩定等特性，可以克服無機絮凝劑和人工合成有機高分子絮凝劑本身固有的缺陷，最終實現無污染排放。用于處理廢水、快速清除下水道淤塞和解決污泥膨脹問題等。

我國是一個紡織印染大國，同時也是一個印染廢水排放大國，隨著紡織品市場不斷擴大，紡織印染產品的花色品種層出不窮，眾多結構復雜且穩定的染料、新型助劑、表面活性劑的加入，導致印染廢水水質復雜且易變化，有機物質繁多，色度深，堿度高，用固定化細胞技術進行印染廢水脫色研究，脫色率在80%以上，CODc的去除效果良好，這預示著固定化細胞技術在處理印染廢水方面同樣具有廣闊的應用前景。

生化法仍然是國內大多數高濃度難降解有機工業廢水處理工程實踐中的必選方法，也只有生化法才能在組合工藝的末端，較經濟地滿足我國目前"分散治理、達標排放"所要求的較低排放濃度。

在工業廢水中往往存在多種金屬離子共存的情況，對多金屬離子的同時吸附所用的微生物主要是桿菌類細菌，經過用強堿溶液處理，以提高金屬富集率：用水洗滌脫除殘余的堿；在用聚乙烯胺和戊二醛脹制的珠粒中固定。

生物絮凝劑有別于化學絮凝劑，它是微生物在其代謝過程中分泌的能使液體中不易沉降的固體顆粒沉降，繼而凝集的高分子代謝產物。生物絮凝劑現已被應用于高濃度有機廢水、粉煤灰、高嶺土、泥漿水與印染廢水等的處理工藝中。

含油污水的來源較廣，從工業生產以至家居生活無所不有。排入水環境中的油，能阻止空氣中的氧溶于水中，使水中浮游生物等因缺氧而死亡，并導致魚和貝等變味，不宜食用，而且在水體表面的聚結油還有可能燃燒而產生安全問題。

根據含油廢水中油的存在狀態，一般將其分為3類，即游離油、分散油和乳狀油。含油污水處理技術，按其作用原理和去除對象可分為機械法、化學法、物理化學法和生物法：這些凈化方法的選擇取決于含油污水的性質、環境和經濟的要求，通常是幾種方法工藝設備的合理組合。本文介紹生物處理技術在含油廢水處理中的作用。

難降解有害含油廢水經高級氧化技術處理后具有毒性低、可生化性好等特點。生化處理法降解有機廢水是利用微生物的代謝作用將有機物質轉化為無害小分子物質排放。

從目前國際上的發展趨勢來看，將細胞與分子生物學原理、方法和基因工程技術及光生物技術等現代生物技術手段應用于微生物菌種的基因重組與改造，提高微生物的代謝能力，含油污水的生物處理技術并結合化工行業高效、低耗的多相流生物碰器技術，已經成為環保技術改造與革新的一個主要發展方向，其中操作簡單、定向變異率高、輻射損傷輕、無運染等優點而倍受國內外學者青睞。

含酚廢水是石化、合成等工業產生的常見有毒廢水，采用固定化細胞技術可有效降解廢水中的酚類。

農藥廢水是一類難治理的高濃度有毒有機化工廢水。我國是農藥生產大國，由于缺乏完善的處理技術造成嚴重的環境污染。用聚乙烯醇包埋活性炭和微生物的固定化技術對有機碟農藥水胺硫碟進行降解的結果表明，經固定的微生物對溫度、pH值和水樣水胺硫磷濃度的適應范圍擴大。

微生物絮凝劑具有許多獨特的性質和優點，如對大腸桿菌、酒精酵母等微生物及有混合培養系的活性污泥有顯著的絮凝效果，對無機物如高嶺土、火力發電廠的粉煤灰及粉末活性炭等具有優異的絮凝效果；對泥漿水、含有機物的繅絲也有顯著的絮凝效果。除此之外，它不受pH的條件影響，熱穩定性較強，而且用量少，使用安全、方便，對環境和人類無毒、無害。產生絮凝劑的微生物有很多種類，細菌、放線菌、真菌以及藻類等都可以產生絮凝劑。這些微生物大量存在于土壤、活性污泥和沉積物中，在分離和生產過程中，對人類不會造成不良后果。在含有大量極細微懸浮固態顆粒的焦化廢水懸浮液中，加入2%培養基，廢水中即形成肉眼可見的絮凝體。這些絮凝體能有效地自行沉降而去除，去除率達78%。

染料廢水色度高，成分復雜，有毒有害有機物多，使用常規的物化方法處理成本高。利用微生物對染料脫色和降解被認為是行之有效的方法，且生物法處理成本較低。固定化細胞生物系統雖然脫色速度較慢，其受溶解氧和pH影響較小，長時間運行也能保持較高的反應效率，且可重復使用性好，更適合實際工業應用。另外，在活性艷紅濃度超過500mg/L時，以PAA為載體的生物系統脫色效率遠大于另外兩種固定化細胞系統；相反，在染料濃度較低時，以CA、CGN為載體的生物系統反應效果優于PAA為載體的系統。

鉻（特別是六價鉻）的很多化合物對人有致癌、致崎作用。六價鉻在廢水中一般以水溶性離子狀態存在，所以容易被動植物吸收，嚴重地危害了生態系統。但當六價鉻被還原成二價鉻后，其毒性大大降低，而且三價鉻一般很容易形成沉淀從水體中分離。因此，把有毒性的六價鉻還原成三價鉻，是工業上處理含鉻廢水最常用的方法之一。

治理含鉻廢水，傳統的方法主要有化學還原、電解、滲析、離子交換法等，這些方法雖然能直接、快速除鉻，但是生成的污泥量特別大，使得污泥很難回收而易造成二次污染，處理能耗大、費用高，與傳統的方法相比，用細菌處理含鉻廢水有獨特的優點：因在運行過程中細菌可不斷的生長、繁殖，從而去除的金屬離子量可隨生物量的増加而増加，不會出現反應飽和的現象，也就不需要加入大量的化學藥劑。此外，這種方法不需特殊的防腐設施，設備簡單、投資少。

隨著工農業生產的發展，人口的不斷増加，環境污染問題日趨嚴重。其中水體接納了工業生產中排放的大量高濃度有機污染物和有毒有害污染物，目前國內外已普遍采用微生物法降解石油、農藥、合成洗滌劑、多氯聯苯、偶氮化合物、氰、亞硝銨類等，幾乎包括人類所面臨的所有污染物。現在將飛速發展的基因工程技術和傳統微生物學有機結合，研究在自然環境中具競爭優勢的特種微生物已成為水處理中新的熱點。

生物修復技術近年來隨水處理中有廣泛的研究和應用。人工濕地法能處理市政、工業和農業等多種來源的含氯廢水。這種新技術可為世界特別是發展中國家提供一種廉價而穩定的污水處理方法。

含氧廢水處理作為"三廢"治理中的一個重要問題而受到人們廣泛的重視，并已得到了迅速的發展。但隨著近年來處理量的増大和對處理要求的不斷提高，含氧廢水處理又面臨著新的挑戰，相信通過傳統工藝的改進和新途徑、新工藝的開發，含氧廢水處理技術將不斷為人們帶來更大的社會效益和經濟效益。