微生物絮凝剂的发展史和变化现状？

微生物絮凝剂是一类由微生物或其分泌物产生的代谢产物，它是利用微生物技术，通过细菌、真菌等微 生物发酵、提取、精制而得的，是具有生物分解性和安全性的高效、无毒、无二次污染的水处理剂． 它主要由 微生物代谢产生的各种多聚糖类、蛋白质，或是蛋白质和糖类参与形成的高分子化合物，能产生微生物絮凝 剂的微生物种类很多，它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中． J．Nak~m,ra等从霉菌、细菌、放线菌、酵母菌等菌株中筛选出l9种具有絮凝能力的微生物．H．Takagi 等n 人研究了拟青素微生物生产的絮凝剂PF01，对活性污泥、啤酒酵母等许多物质具有良好的絮凝效果．红 平红球菌生产的絮凝剂NOC-1，是目前发现絮凝效果最好的微生物絮凝剂．K．toeda和K．UraneL9 从土壤中分离出革兰氏阴性菌——产碱性菌Alcaligenecupidus A1 201，它在含有蔗糖的培养基中生长并分泌絮凝物质．我国也已涉及这方面的研究，但起步较晚．南开大学庄源益们筛选出6株对水中染料有较好的絮凝作 用的菌株(NAT一1至NAT一6)，用NAT型生物絮凝剂处理直接黑染料生产废水，其脱色率可达60％．从微生 物组织中提取的7一谷氨酸聚合物具有一定的絮凝作用n ，如从bacillus sp．PY一90中提取的聚7一谷氨酸， 在浓度为20nv,／L时，对高岭土悬浊液絮凝效果最好，当加入c 、M 、Fd 时，可提高其絮凝效果；从B． subtillis IFO 3335和B．1icheniformis CCRC 12826中提取的聚7一谷氨酸，对不同的无机和有机悬浊液均具有 较好的絮凝作用． 絮凝剂通过离子键、氢键的作用与悬浮颗粒结合，由于絮凝剂的分子量很大，一个絮凝剂分子可同时与 几个悬浮颗粒结合，在适宜条件下迅速形成网状结构而沉积，从而表现出很强的絮凝能力．微生物絮凝性与 分子结构、分子量、活性基团等多种内部环境因素有关，另外，外界环境因素如pH值、温度、离子种类、离子 强度等对微生物絮凝剂的活性也有影响． 微生物絮凝剂广泛应用于畜产废水处理、染料废水的脱色、高浓度 无机物悬浮液废水的处理、活性污泥的沉降性能的改善、污泥脱水、浮化液的油水分离等方面．然而目前微 生物絮凝剂的研究还处于菌种筛选的实验室研究阶段，所用成本较高，一些工艺条件不太成熟，离工业化生 产还有一定的距离．2 复合絮凝剂 复合型絮凝剂是近年才开始研制的新型絮凝剂，能克服使用单一絮凝剂的许多不足，适应范围广，对低 浓度或高浓度水质、有色废水、多种工业废水都有良好的净水效果，脱污泥性好，pH使用范围大．然而复合在 有机合成制备上手续复杂，成本较高，并有可能存在二次污染． 目前还未见复合絮凝剂有工业化生产和使用 的报道． 污水或活性污泥中，有机固体颗粒带负电荷，无机固体颗粒带正电荷，混合固体颗粒呈电中性。所以有 机污水或污泥加阳离子型絮凝剂，对无机污水或污泥加阴离子型絮凝剂，对混合污水或污泥加非离子型絮 凝剂．赵立志等用含单宁45％的落叶松胶与甲醛、二甲胺在弱酸性条件下进行曼尼希反应，使单宁胺甲基 化，制成的絮凝剂与无机、聚丙烯酰胺联用，可提高絮凝效果． 带有PAM的聚合氯化铝、聚合氯化铁，为无机有机高分子聚合物，它们具有无机、有机的双重优点，又避 免了两者的不足，还具有某些独特的优点，使净水效果得到高度发挥．无机离子使悬浮颗粒发生絮凝并沉 淀，高分子有机阳离子的高度架桥又促进了絮凝吸附速度，故能达到快速净水的目的．江霜英等以天然高 分子物质甲壳素制备壳聚糖，并用壳聚糖、聚合铝和三氯化铁制成了高效复合型絮凝剂CAF，其净水效果优 于无机絮凝剂聚合铝和三氯化铁，成本更低．

　　发展史：
　　微生物絮凝剂的研究者早就发现，一些微生物如酵母、细菌等有细胞絮凝现象，但一直未对其产生重视，仅是作为细胞富集的一种方法。
　　近十几年来，细胞絮凝技术才作为一种简单、经济的生物产品分离技术在连续发酵及产品分离中得到广泛的应用。微生物絮凝剂是一类由微生物产生的具有絮凝功能的高分子有机物。主要有糖蛋白、粘多糖、纤维素和核酸等。能产生微生物絮凝 剂的微生物种类很多，它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中。
　　　　从其来源看，也属于天然有机高分子絮凝剂，因此它具有天然有机高分子絮凝剂的一切优点。同时，微生物絮凝剂的研究工作已由提纯、改性进入到利用生物技术培育、筛选优良的菌种，以较低的成本获得高效的絮凝剂的研究，因此其研究范围已超越了传统的天然有机高分子絮凝剂的研究范畴。具有分泌絮凝剂能力的微生物称为絮凝剂产生菌。最早的絮凝剂产生菌是Butterfield从活性污泥中筛选得到。
　　1976年，Nakamura j.等人从霉菌、细菌、放线菌、酵母菌等菌种中，筛选出19种具有絮凝能力的微生物，其中以酱油曲霉(Aspergillus souae)AJ7002产生的絮凝剂效果最好。1985年，Takagi H等人研究了拟青霉素(Paecilomyces sp.l-1)微生物产生的絮凝剂PF101。PF101对枯草杆菌、大肠杆菌、啤酒酵母、血红细胞、活性污泥、纤维素粉、活性炭、硅藻土、氧化铝等有良好的絮凝效果。

　　　　1986年，Kurane等人利用红平红球菌 (Rhodococcuserythropolis)研制成功息生物絮凝剂NOC-1，对大肠杆菌、酵母、泥浆水、河水、粉煤灰水、活性碳粉水、膨胀污泥、纸浆废水等均有极好的絮凝和脱色效果，是目前发现的最好的微生物絮凝剂。

　　性质变化：
　　絮凝剂的分子质量、分子结构与形状及其所带基团对絮凝剂的活性都有影响。一般来讲，分子量越大，絮凝活性越高；线性分子絮凝活性高，分子带支链或交联越多，絮凝性越差；絮凝剂产生菌处于培养后期，细胞表面疏水性增强，产生的絮凝剂活性也越高。处理水体中胶体离子的表面结构与电荷对絮凝效果也有影响。一些报道指出，水体中的阳离子，特别是Ca2+、Mg2+的存在能有效降低胶体表面负电荷，促进“架桥”形成。另外，高浓度Ca2+的存在还能保护絮凝剂不受降解酶的作用。微生物絮凝剂絮凝范围广、絮凝活性高，而且作用条件粗放，大多不受离子强度、pH值及温度的影响，因此可以广泛应用于污水和工业废水处理中。微生物絮凝剂高效、安全、不污染环境的优点，在医药、食品加工、生物产品分离等领域也有巨大的潜在应用价值。