微生物絮凝剂及其絮凝微生物的研究进展_陶然
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微生物絮凝剂及其絮凝微生物的研究进展
陶然,杨朝晖*,曾光明,邓恩建
(湖南大学环境科学与工程系,湖南长沙410082)
摘要介绍了近几年来国内外微生物絮凝剂和絮凝微生物的一些发展概况,列举了近几年发现的一些微生物絮凝剂的物质属性和组成,重点讨论了胞外絮凝剂和絮凝酵母的絮凝机理,详细综述了絮凝微生物的遗传学方面的研究进展,分析讨论微生物絮凝剂的应用概况,提出微生物絮凝剂的发展趋势和研究方向。
关键词微生物絮凝剂;絮凝机理;絮凝微生物;絮凝基因
中图分类号X703.3文献标识码A文章编号1005-7021(2005)04-0082-07
Advance in Microbial Flocculant and Flocculent Microbe
TAO Ran,YANG Zhao-hui,ZENG Guang-ming,DENG En-jian
(Dept.of En vironm.Sci.&Engin.H unan Univ.Changsha410012)
Abstract T he development survey of microbial flocculant and flocculent microbe are introduced.Some microbial flocculants discovered in recent years were listed w ith their properties and components.Discussion o f extr acellular flocculant and flocculent yeast are emphasized.G enet ic study on flocculant micr obe w as summarized in detail.A nd the sur vey of the application of microbial flocculant w as analy zed.And the development and study tendency of micro-bial flocculant were put for ward.
Keywords microbial flocculant;flocculation mechanism;flocculent microbe;flocculent gene
絮凝剂被广泛地应用于工业废水处理、食品生产和发酵等工业中。
一般把絮凝剂分为3类:¹无机絮凝剂,如硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁等;º有机合成高分子絮凝剂,如聚丙烯酰胺及其衍生物、聚乙烯亚胺、聚苯乙烯磺酸盐等;»天然高分子絮凝剂,如改性淀粉、聚氨基葡萄糖、壳聚糖、藻酸钠、几丁质和微生物絮凝剂[1]。
在这些絮凝剂中,有机合成高分子絮凝剂由于其良好的絮凝效果和低成本而被广泛应用于实际生产之中。
聚丙烯酰胺是较为常用的一种,但其具有难降解性,有证据表明丙烯酰胺单体是一种强致癌物,且具有强烈的神经毒性,残留于环境中的丙烯酰胺单体易造成二次污染。
目前许多国家已禁止或限制使用此类絮凝剂。
无机絮凝剂的使用会给食品和发酵工业的处理液中带入大量的无机离子,过量的无机离子不仅影响产品的风味和口感,也不利于人的健康,尤其是Al3+的摄入,与目前日益增多的老年痴呆症的引发有直接关系;Fe3+具有强腐蚀性,且易残留,能使被处理的水带有颜色,影响水质。
壳聚糖、藻酸钠、几丁质等天然高分子絮凝剂虽无毒、能安全降解,但其絮凝活性较弱、成本较高,限制了其广泛应用[2]。
微生物絮凝剂是一类由微生物在生长过程中产生的,可以使水体中不易降解的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体粒子等凝集、沉淀的特殊高分子聚合物。
它易于分离,沉降效率高,可降解,其降解产物对环境无毒无害,不会产生二次污染,适应范围广,具有很好的除浊和脱色作用,是一种高效安全的絮凝剂。
能够产生絮凝剂的微生物种类多,生长快,易于采取生物工程的手段实现产业化
收稿日期:2004-08-20
作者简介:陶然男,硕士研究生。
现主要研究方向为微生物絮凝剂。
基金项目:国家自然科学基金资助项目(50478053);湖南省自然科学基金资助项目(04J J3004);
湖南省自然科学基金重点资助项目(05JJ2004)
*通讯作者
82微生物学杂志2005年7月第25卷第4期JO U RNAL OF M ICRO BIO LOG Y July2005V ol.25N o.4
生产,因而微生物絮凝剂具有广阔的应用前景,越来越受到各国研究者的关注。
1 微生物絮凝剂的种类
微生物的絮凝作用最先由法国的Louis Pas -teur 在1876年研究酵母菌Levure casseeuse 时发
现。
此后的研究发现能够产生絮凝剂的微生物种类很多,广泛分布于细菌、真菌和藻类中,有文献报道的絮凝微生物种类已达50多种[2]。
按照来源不同,微生物絮凝剂主要可分为3类[3]:¹直接利用微生物细胞的絮凝剂。
如某些细菌、霉菌、放线菌和酵母,它们普遍存在于土壤、活性污泥中;º利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂。
如丝状真菌的细胞壁含有一种重要的多糖)))几丁质,几丁质经碱水解后产生带正电荷、高
效无毒的脱乙酰几丁质,对许多微生物菌体及其他带负电荷的粒子有极强的絮凝能力。
目前用作絮凝剂的褐藻酸也是某些褐藻细胞壁的成分;»利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂。
絮凝微生物分泌到胞外的絮凝物质除水分外,其主要成分为多糖及少量的多肽、蛋白质、脂类及其复合物。
可用作絮凝剂的主要是多糖类物质。
目前国内外研究的微生物絮凝剂大多为游离于发酵液中的絮凝物质。
如Kurane 开发的NOC -1,T akagi 研制的PF -101等。
2 微生物絮凝剂的物质结构和组成
不同的絮凝微生物产生的絮凝剂的物质组成
不同,表1列出了近几年一些研究的较深入的微生物絮凝剂的物质属性、组成和相对分子质量。
表1 微生物絮凝剂的物质属性、组成和相对分子质量
絮凝剂产生菌
絮凝剂物质属性絮凝剂的组成
相对分子量haloalkalophilic 酸性多聚糖
中性糖(52.4%)、糖醛酸(17.2%)和氨基糖 2.2@106Bacillus sp.I -450[4](2.4%),中性糖包括半乳糖、果糖、葡萄糖、棉子糖Bacillus mucilaginosus
[5]
M BFA9多聚糖糖醛酸(19.1%)、中性糖(47.4%)、氨基糖(2.7%)
2.594@106
Corynebacterium g lu tamicum [6]REA -11
糖蛋白由半乳糖醛酸作为结构单元,1@105
同时含有微量的蛋白质
Nannoc ystis sp.NU -2[7]糖蛋白由蛋白质(40.3%)和多聚糖(56.5%)组成,其中多聚糖是由葡萄糖、甘露糖、葡萄糖醛酸以5B 4B 1的比例组成
Bacillus f irmu s [8]
酸性多聚糖
由葡萄糖、果糖、甘露糖、半乳糖
2@106
以摩尔比为12.1B 5.7B 3.1B 1的比例组成
Sor ang iu m cellulosum N UST 06[9]SC06由葡萄糖、甘露糖和葡萄糖醛酸组成,其比例约为5B 3B 1
Bacillus liche niformis [10]谷氨酸聚合物
聚谷氨酸(PGA)
2@106Bacillus megaterium A 25[11]BP 25
多糖类物质含葡萄糖和甘露糖两种单糖,其摩尔比为4B 1,1@106
连接键型包括A -1,6糖苷键和A -1,3糖苷键Bacillus sp.As -101[12]糖蛋白衍生物由蛋白质、糖(葡萄糖、甘露糖和半乳糖)、有机酸(糖醛酸、丙酮酸和乙酸)组成K le bsiella sp.S11[13]
酸性多聚糖由中性糖和糖醛酸组成,中性糖由
2@106
半乳糖、葡萄糖、甘露糖以5B 2B 1的近似比例组成
K le bsiella p ne umoniae H12[14]多聚糖56.04%半乳糖、25.92%葡萄糖、10.92%半乳糖醛酸、3.71%甘露糖、3.37%葡萄糖醛酸K le bsiella sp.S11[15]酸性多聚糖
半乳糖B 葡萄糖B 甘露糖=5B 2B 1(摩尔比)
>2@106Pace cilo myces sp.I -1[16]PF -101粘多糖类85%半乳糖胺、23%乙酰基、3@1055.7%甲酰基,氮化半乳糖胺A spergillus soj ue
[16]
AJ 7002蛋白质、己糖、2-20.9%的半乳糖、0.3%葡糖胺、>2@105葡糖、酮酸聚合物35.3%2-酮葡糖酸、27.5%A spergillus par asiticu s [16]AHU 多糖类半乳糖胺,55%~65%的氮未
3@105~1@106
7165取代的半乳糖胺残基R -3mixed microbes [16]APR -3酸性多糖葡萄糖,半乳糖,琥珀酸,丙酮酸>2@106物质的量比为5.6B 1B 0.6B 2.5Bacillus sp.DP -152[17]
DP -152
多聚糖
葡萄糖B 甘露糖B 半乳糖B 海藻糖
>2@106
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4期 陶然等:微生物絮凝剂及其絮凝微生物的研究进展
从表1可以看出,目前已知的微生物絮凝剂大多为多糖类和蛋白质类物质,也有少数微生物絮凝剂为脂类、DNA 等其他生物大分子。
1994年Kurane 首次从R.ery thr op olis S -1培养液中分离到了一种脂类絮凝剂[18]。
发现该分子中含有葡萄糖单霉菌酸酯(GM )、海藻糖单霉菌酸酯(T M)、海藻糖二霉菌酸酯(TDM )三种组分。
霉菌酸碳链长度从C 32到C 40不等,其中以C 34、C 36和C 38居多。
Kazuo Sakka 与Hajime T akahashi 研究发现,高分子量的天然双链DNA 是Pseudomonas strain C -120菌体细胞凝集的直接原因。
Watan -abe 从泰国的虾养殖场的池底污泥中分离到1株具有絮凝活性的光合细菌Rhodov ulum sp.PS88,其絮凝活性与该菌分泌到胞外的DNA 有直接关系。
K.Crabtree 等在研究Zooloea ramiger a 时发现,内源代谢物聚B -羟基丁酸(PH B)是使细胞具有絮凝活性的直接原因。
3 微生物絮凝剂的絮凝机理
相对经典的胶体体系的絮凝机理而言,微生物絮凝剂的絮凝机理还不是十分清楚。
关于微生物絮凝剂的絮凝机理理论,先后提出过许多学说,主要有/吸附架桥0学说、/类外源絮凝聚素0假说、/病毒0假说、Friedman /菌体外纤维素纤丝0学说、
Butterfield 粘质假说、离子键、氢键键桥学说、离散细胞和伸展桥键之间的三维基质模型假说等。
3.1 胞外絮凝剂的絮凝机理
对于微生物分泌的胞外絮凝剂的絮凝机理,目前较为普遍接受的是/吸附架桥0学说。
该学说把微生物絮凝剂的絮凝过程看成是电荷中和、架桥吸附和卷扫、网捕等物理化学过程共同作用的结果。
溶液中的离子与胶体颗粒表面带的相反电荷发生中和作用,从而减弱颗粒间彼此的相互排斥力,为胞外多聚物的架桥提供了有利条件。
微生物絮凝剂的分子中一般都含有活性基团,如羧基、羟基、氨基等,借助离子键、氢键和范德华力能够吸附其他胶体颗粒,当絮凝剂分子的长度足够大,超过了溶液中胶体颗粒间产生排斥力的有效作用范围,架桥就会发生,从而形成一种三维网状结构的絮凝体。
形成的絮凝体在重力的作用下沉降,此时犹如一个过滤网,迅速网捕和卷扫水中的胶体颗粒,从而产生沉淀分离。
Levy 等人以吸附等温线和F 电位测定表明,环圈项圈藻PCC -6720所产絮凝剂是以/架桥0机制为基础的。
电镜照片显示的聚合细菌之间由细胞外聚合物搭桥相连,正是这些桥使细胞丧失了胶体的稳定性而紧密地聚合成凝聚体在液体中沉淀下来[19]。
微生物絮凝剂的吸附架桥过程可以用图1
来表示。
图1 微生物絮凝剂的吸附架桥絮凝的示意图
Fig.1 Schematic diagram of flocculating by adsorbing and bridging
邓述波[20]
在研究微生物絮凝剂M BFA9时发现其主要成分为多糖,分子中含有-COOH 和-OH 基团,其絮凝机理为吸附架桥,絮凝剂分子靠范德华力和氢键与颗粒在表面发生点吸附,而含
量适宜、分布均匀的羧基使絮凝剂分子能够充分
伸展,有效发挥吸附架桥的作用。
微生物絮凝剂MBFTRJ21为黏多糖类高分子物质,其活性成分为蛋白质和糖胺,糖胺中的活性部位)氨基以氢
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微 生 物 学 杂 志 25卷
键的形式与悬浮颗粒结合,颗粒同时与多个絮凝剂分子相结合,通过架桥作用形成大颗粒迅速沉降[21]。
/吸附架桥0学说可以解释大多数微生物絮凝剂引起的絮凝现象,以及一些因素对絮凝的影响并为一些实验所证实,因此人们普遍接受。
类似的学说有离子键、氢键键桥学说[22,23],由此学说可以解释pH值、温度、离子强度对絮凝活性的影响[24,25]。
3.2絮凝酵母的絮凝机理
絮凝酵母的絮凝是由细胞壁上的特定表面蛋白与其他酵母细胞表面的甘露糖残基之间的专一性结合引起的。
Miki对酵母菌的絮凝机理从基因水平上进行了较为详细的探讨,提出了/类外源絮凝聚素0假说。
利用甘露聚糖的特异结合剂ConA-ferritin观察酵母菌的絮凝过程,发现在絮凝过程中,2个酵母菌细胞表面大面积接触,细胞壁上的甘露糖残基发生融合,细胞壁变形;而非絮凝酵母细胞之间的相互作用较弱,细胞难以接触,用Proteinase K和巯基乙醇处理酵母细胞后,甘露聚糖表面发生不规则变形和结构的改变,最终导致酵母细胞絮凝活性的不可逆丧失。
/类外源絮凝聚素0假说对此类非游离态絮凝剂的作用机理作出了合理解释。
Strantford认为酵母的外源絮凝集素并非酵母本身产生的,很可能从酵母的一种感染剂产生[24],由此提出了有关酵母絮凝机理的病毒假说。
研究表明酵母絮凝可能受病毒转移激活蛋白表达的诱导,同时还发现Kil-l L病毒与FLO表型伴随并且LdsRNA与假定的絮凝结构基因相一致,提示了酵母絮凝是Kil-l L病毒外壳蛋白表达的结果。
但此假说还需进一步的实验证明。
上述这些絮凝机理学说,分别从不同的角度去考虑,都只能部分地解释微生物絮凝剂的絮凝现象。
对于有些现象却无法解释,如不同的微生物混合培养时能够发生相互作用,引起菌体细胞的凝集或者产生胞外高分子絮凝剂。
Kurane和M atsuyama曾报道将Oerskovia、A cinetobacter、Agrobacterium和Enterobacter混合培养在R-3培养基中时能够产生絮凝现象,当把这些菌种分开单独培养时,没有一个菌种能引起絮凝现象[25]。
总之,絮凝过程是一个复杂的过程,为了更好地解释机理,需要对特定絮凝剂和胶体颗粒的组成、结构、电荷、构象及各种反应条件对它的影响进行更深入的研究。
将计算机运用到模拟絮凝过程,可以为本研究和实验提供思路和方向。
Serge Stoll等用计算机模拟絮凝过程来确定胶体中直链结构,以及在整个絮凝胶体分子中所占比例对絮凝的作用方面取得了一定的成果[26]。
4絮凝微生物的研究进展
研究发现,絮凝微生物只在特定的生长阶段才能产生絮凝剂,其絮凝性的大小是由其产生的特异生物活性物质)蛋白质、多糖、糖蛋白等物质的性质所决定的。
因此推测微生物絮凝剂合成受其遗传基因的严格控制,是微生物基因组中的絮凝基因表达的结果。
其基因调控是一个复杂的过程,涉及定位基因与抑制基因的相互作用、定位基因的表达、絮凝产物的合成与分泌等。
目前只对絮凝酵母中与絮凝有关的基因进行了深入的研究,在酿酒酵母染色体的基因组中至少已经发现FLO1、FLO2、FLO4、FLO5、FLO8、FLO3、FLO6、FLO7、fsul1、fsul2、TU P1、flox、Lup1、amp2等14个絮凝基因。
其中FLO1和FLO5絮凝基因在1号染色体上,FLO8絮凝基因在8号染色体上[27,28],而且已经成功获得了这3个絮凝基因分子克隆。
FLO1絮凝基因在1号染色体上adeDNA片段37cm处,有显性表达絮凝性的功能。
Watari等对FLO1基因进行了克隆与序列分析,完整的FLO1基因的开读框架由编码1537个氨基酸蛋白的4611bp组成。
FLO1蛋白的显著特征是含有4种重复序列和大量的丝氨酸和苏氨酸,其N-和C-端区域呈疏水性,含有膜结构区域,表明FLO1蛋白是一种整合膜蛋白。
FLO1的基因的表达受到亲株细胞接合型(MAT)遗传信息的控制,在接合型为MATa/MATa或MAT A/MAT A的二倍体细胞中,FLO1絮凝基因均能显性表达,使二倍体细胞富有絮凝性。
而在MATa/MAT A接合型的二倍体中,FLO1絮凝基因处于隐性或半隐性状态。
这种FLO1基因表达的受控现象,仅发生在实验室菌株中。
工业酵母菌株中有多拷贝FLO1基因的存在,可以降低这种接合型的控制作用。
由此判断,用含有FLO1
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4期陶然等:微生物絮凝剂及其絮凝微生物的研究进展
基因的多拷贝质粒YRpGLF14去转化工业酵母菌,产生高絮凝性表达菌株的育种技术是可行的[29,30]。
王镇[23]对所筛选的絮凝剂产生菌的遗传学特性进行了初步探讨,发现它们产絮凝剂的性状并非质粒控制;也有报道由质粒控制絮凝性状的细菌,质粒消除后絮凝能力丧失,但生长良好,说明絮凝能力并非微生物必需。
一些研究者通过遗传手段获得了絮凝微生物的非絮凝性突变株。
Kakka发现从絮凝菌中得到的非絮凝突变因子在生长程度、形状、生理上与絮凝亲本均相同。
源腾隆一等用N-甲基-N c-硝基-N-硝基胍处理一种能产生絮凝剂的微生物,获得了5株不产生絮凝剂的突变株,并得到其中一种突变株的能产生絮凝剂的回复突变株。
尽管微生物絮凝的基因控制还远未为人们清楚的了解,但上述实验充分证明了微生物絮凝剂的遗传基础,因此一些研究者着手应用遗传工程的方法将絮凝基因转入活性污泥和其他在发酵工程中广泛应用的微生物中,从而获得生物活性和絮凝能力均佳的优良微生物[22]。
Y.Li[31]等研究了絮凝剂REA-11的合成的生化反应过程。
REA-11为聚半乳糖醛酸,是由Cory nebacter ium glutam icum CCTCC M201005产生的。
REA-11的合成开始于葡萄糖-1-磷酸,在U DP-焦磷酸化酶的作用下转化为UDP-葡萄糖,接着UDP-葡萄糖在UDP-半乳糖异构酶的作用下转化为U DP-半乳糖,然后在UDP-半乳糖脱氢酶的作用下进一步转化UDP-半乳糖醛酸,最后在一种未知的葡萄糖基转移酶和聚合酶的作用下聚合形成絮凝剂REA-11聚半乳糖醛酸。
了解了REA-11的合成的生化反应过程,从而可以有效地控制其生化反应过程,使之朝有利于合成絮凝剂的方向进行。
从自然环境中分离筛选絮凝微生物,产量低,成本高,难以实现大规模生产和应用。
利用现代分子生物学和基因工程技术,将高效絮凝基因通过转基因技术转移到易于发酵生产的菌株中,构建高产絮凝剂的基因工程菌,以实现微生物絮凝剂的产业化生产。
同时也可以将高效絮凝基因转移到某些能降解特殊污染物的微生物中,或者将2种不同微生物通过细胞原生质体的融合技术组建超级工程菌,使其既可以产生絮凝剂,同时又可以降解某些有毒的有机物质,从而满足某些废水处理的特殊要求,使其应用范围更加广泛。
红平红球菌是一类既能降解酞酸酯又可以产生絮凝剂的微生物,将其遗传因子引入到可以产生絮凝剂的假单胞菌细胞中,就可提高活性污泥分解甲苯的能力,得到既有絮凝性又有降解能力的新菌株。
Cory nebacter ium hydr ocar boclastus可以利用煤油生长并产生絮凝剂[32];而N ocardia erythropolis 可以在降解塑料生产中的酞酸酯的同时,产生絮凝剂[33]。
Ishida Fujii K等把Saccharomyces cer e-v isiae396-9-6V的FLO1基因导入1株无絮凝性的菌株的URA3位点上,使其获得了絮凝性(FSC 27菌株),再引入URA3的菌株FSCU-18的絮凝性能及产率比原菌株都好[34]。
Rhodobacter sp haeroides是一种用于有机废水处理的光合细菌,能降解各种有机物质,但其细胞个体很小,很难从废水中分离出去;絮凝酵母Saccharomy ces cer evisiae细胞个体较大,很容易从废水中去除,但它不能降解有机污染物,对各种有机废水的适应性较差。
通过细胞融合技术将Rhodobacter sp haeroides P9479(Nt r Sm s)和Saccharomyces cer e-v isiae Y9407(Nt s Sm r)的原生质体融合构建新的菌株Foaz(Nt r m r),Foaz同时具有2个亲本菌株的特点,如絮凝、耐热、耐酸、能降解有机物等。
Cheng Shu-pei用融合细胞Foaz处理大豆加工废水,发现它能很好地降解有机污染物、去除废水中的有机物质,取得了很好的效果[35]。
生物絮凝受遗传因子控制,同时也受环境因素的影响,要揭示微生物产絮凝剂性状的遗传控制原理,有关产生菌的基因控制方面的研究工作还须深入进行。
通过不同絮凝基因的克隆与表达,还可为研究絮凝机理提供新的手段与方法[36]。
5微生物絮凝剂的应用概况及发展趋势
目前微生物絮凝剂的应用大多还停留在实验室研究阶段,真正应用到实际中的不多。
尽管如此,微生物絮凝剂仍然具有广阔的应用前景。
从目前的研究来看,微生物絮凝剂不仅能去除废水中的SS、COD、BOD和色素,还能对乳浊液中的油水分离、发酵液中菌体分离以及溶液中重金属
86微生物学杂志25卷
离子的去除等方面有很好的效果。
邓述波[20]用微生物絮凝剂MBFA9处理淀粉废水,在有Ca2+作为助凝剂时,SS和COD的去除率分别达到85.5%和68.5%,其效果要明显优于传统的化学絮凝剂。
絮凝剂NU-2是由海洋粘杆菌Nannocystis sp.产生的,研究发现它对某些染料废液的脱色能力可达99%[7]。
Hee-Mock Oh[37]等筛选出1株絮凝剂产生菌Paenibacillus sp.AM49,其产生的絮凝剂能够有效地用于大规模培养的绿藻Chlorella vulgar is的收获,其絮凝率可达到83%,高于硫酸铝和聚丙烯酰胺。
Anastasios I.Zouboulis等研究用微生物絮凝剂来去除垃圾填埋场的渗滤液中的腐殖酸,其去除率达到了85%[38]。
S.P.Vijayalakshm i用微生物Bacillus subtilis作为一种絮凝剂分离精煤,发现菌体细胞能够粘附在煤颗粒的表面并迅速发生沉淀,使煤颗粒从煤浆中分离出来[39]。
鉴于目前国内外的研究状况,微生物絮凝剂的主要发展趋势体现在以下几个方面:¹加大絮凝微生物的筛选力度和范围,从而筛选到更多的高效絮凝微生物;º从生产工艺的角度出发,选用廉价的工业废料作为培养基以降低培养基配制成本,建立高效生化反应器,优化发酵的运行条件,提高培养基效率,不断探索新工艺新方法,使微生物絮凝剂的生产真正实现产业化水平。
例如在NOC-1的培养基中,用豆饼、水产废水和牛血取代酵母浸膏后,培养基的价格下降了2/3以上[40];Citrobacter F04可以用乙酸作为惟一的碳源营养来合成絮凝剂[41];»加强对微生物絮凝剂的物质结构特性、絮凝特性等方面的基础性研究,深入研究微生物絮凝剂的絮凝机理以及它在处理不同水质废水时的共性与特性。
拓宽微生物絮凝剂的应用范围,使之能够处理各种不同的废水。
根据不同的废水水质研制具有针对性的高效微生物絮凝剂或复合絮凝剂,既能明显提高絮凝效果,还可大大降低絮凝剂投加量,从而降低处理成本,这是使微生物絮凝剂实现工业应用的前提[42];¼利用现代分子生物学技术获得的高效絮凝基因,通过转基因技术,构建高产絮凝剂的工程菌,以期实现微生物絮凝剂的大规模生产;½将微生物絮凝剂拓展到概念更广的生物絮凝剂研究范畴。
例如Haruhiko Yokoi研究发现,在厌氧条件下Enterobacter sp.BY-29能够同时产生氢和絮凝剂[43]。
将酶和激素等促进微生物生长的物质加载到絮凝剂上,实现生化反应与絮凝处理的有机结合,以保证水处理的出水水质的前提下,缩短生化系统启动和废水在生化系统的停留时间。
相信在不久的将来,随着对微生物絮凝剂研究的不断深入,微生物絮凝剂将会广泛地应用于工业废水处理、食品生产和发酵等工业中,并将最终取代无机絮凝剂和有机合成高分子絮凝剂。
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