1. 研究目的与意义
长期以来,在工业、制药、食品、环保等水处理中使用的絮凝剂主要是化学絮凝剂,其大致有两大类:以铝系和铁系混凝剂为代表的无机高分子类和以聚丙烯酞胺为代表的合成有机高分子絮凝剂,但这些化学絮凝剂往往对人体有害,同时又破坏环境。如铝盐具有毒性和不良环境效应(如诱发老年痴呆症、易使材料腐蚀),铁盐会造成处理水中带颜色,高浓度的铁也会对人类健康和生态环境产生不利影响;丙烯酞胺的单体具有神经毒性和三致效应(致畸、致癌、致突变)。因此,开发研制价廉、高效无毒的新型微生物絮凝剂十分重要。
我国水源污染严重,而水处理水质要求的提高和经济利益的要求使得常规的絮凝剂和混凝工艺已经不能满足要求。使用微生物絮凝剂不仅可以降低药剂的投加成本,而且可以改善生化处理的效果,这种不需要大量资金投入便可以解决水污染物问题的处理技术,可为保护水资源,解决水质性缺水问题,促进社会经济的进步发挥作用。以上这些构成我们研究工作的背景。利用微生物絮凝剂处理废水具有许多优于传统的絮凝净化技术及生化方法的特点,如:可提高被絮凝物质的沉降性,使之易于固液分离,形成沉淀物少;生物量浓度高,生化处理效果好,设备可小型化,占地面积小,废水停留时间短,能耗低;适用性广;无毒、不产生二次污染等。同时,能产生絮凝作用的微生物种类多、生长快、易于采取生物工程手段实现产业化,因此该项研究具有良好的开发价值和广阔的应用前景。
2. 国内外研究现状分析
国外研究概况：
自从70年代,日本学者在研究酞酸酷生物降解过程中发现了具有絮凝作用的微生物培养液以来,日本在微生物絮凝剂这一领域的研究工作一直处于领先的地位,发表了很多研究论文并获得了多项专利。80年代后期,日本的kurane等人从旱田土壤中分离筛选到一株r.尹即功尹即01155一l,制成了命名为noc一1的第一株微生物絮凝剂。到目前为止,noc-1仍是己发现的最好的微生物絮凝剂,它具有强而广泛的絮凝活性。noc一1也是目前研究最深入透彻的微生物絮凝剂,包括其产生菌的筛选、发酵条件的优化、分离纯化、分子结构的剖析以及应用条件的摸索等都进行了较为系统的研究。为了能将微生物絮凝剂no-1广泛应用到实际中,近年来,在继续深入研究应用对象的同时,更主要的是研究如何降低noc-1的生产成本,至今他们已经取得了一定的成果。此外,韩国、德国、美国和以色列等国家的学者也对微生物絮凝
剂进行了细致的研究,现已经获得了多株具有不同性能的微生物絮凝剂产生菌。
3. 研究的基本内容与计划
首先以校园绿地土壤、学校北大山下的土壤为筛选对象，筛选出能产生生物絮凝剂的微生物，在特定培养基中培养增殖，然后进行分离、筛选絮凝剂菌种并生产微生物絮凝剂。以高岭土悬浊液为处理对象，研究确定高效絮凝剂产生菌的絮凝特性。在此基础上，对培养条件进行优化，应用生物化学、微生物学、絮凝理论及方法，研究探讨微生物絮凝剂的絮凝特性。寻找开发廉价的替代培养基，利用高浓度有机废水作为絮凝剂产生菌的碳源和氮源，进一步降低微生物絮凝剂生产成本，以提高微生物絮凝剂的实用性和经济性。在上述研究的基础上，以生活污水、土壤悬浊液、水性油墨废水等实际废水为处理对象，研究该微生物絮凝剂的适用范围，探讨用微生物絮凝剂处理实际废水的条件。
计划：
1.微生物絮凝剂产生菌的筛选
4. 研究创新点
(l)筛选高效新型絮凝剂产生菌,优选原料和优化生产路线,降低微生物絮凝剂的生产成本;
(2)深入探讨絮凝剂的分子结构,剖析絮凝剂的产生和絮凝机理;
(3)利用现代分子生物学技术把获得高效絮凝基因转化到一些有一定酶活性或能降解污染物的微生物中,组建基因工程菌。
