摘 要：微生物絮凝剂是一类具有良好生物降解性、安全性和环境友好性的水处理剂。本文对近些年来关于微生物絮凝剂的研究进行了简要综述。首先对微生物絮凝剂的种类和絮凝机理进行了简述，接着概述了微生物絮凝剂的应用和研究现状，最后提出了微生物絮凝剂存在的问题以及今后的研究方向，为今后污水处理的研究提供参考。

关键词：微生物絮凝剂;作用机理;应用现状

废水处理过程中常规絮凝剂的使用带来的二次污染已经被人们认识到，无机絮凝剂的毒性、有机絮凝剂的三致效应和难降解性都迫使我们开发新型无污染的絮凝剂。在环境保护需求日益提高的背景下，可降解、高效、无毒的微生物絮凝剂的广泛应用将成为必然。

一、微生物絮凝剂的种类

微生物絮凝剂是微生物本身及其在生长过程中产生的具有絮凝作用的代谢产物，主要分为3类：①微生物细胞作为絮凝剂②微生物细胞壁成分作为絮凝剂③微生物细胞代谢产物作为絮凝剂[1]。

二、微生物絮凝剂的作用机理

关于微生物絮凝剂的机理有很多假说，其中具有代表性的包括：Butterfield 粘质假说、荚膜理论、吸附架桥理论等[2]。目前最受认可的是吸附架桥理论。

微生物絮凝剂大分子链上通常含有大量羧基、羟基、氨基等活性基团，这些带电基团和颗粒间通过电中和、氢键等作用，使絮凝剂和悬浮颗粒吸附在一起。当颗粒间的排斥力小于链长范围时，就会产生架桥作用，形成的絮体在下降过程中网捕和卷扫其他的悬浮颗粒，实现固体颗粒和溶液分离[3]。

三、微生物絮凝剂的应用

（一）重金属废水

重金属废水中含有超标的镉、镍、汞等重金属元素，进入环境后会积累并通过食物链传递[4]。研究表明，具有丰富官能团的微生物絮凝剂能有效地富集重金属离子。覃敏杰[5]从受铅锌污染的土壤中分离出絮凝菌，主要成分为多糖61.23%和蛋白质28.24%，絮凝率可达86.81%，对铅锌的去除率远高于化学絮凝剂，絮凝机理主要为吸附架桥和电中和作用。徐宏亮等[6]从农场畜禽粪便中筛选并分离出絮凝菌 MBF-I3，因含有大量羟基、羧基和磷酸基团，对Pb2+吸附效果很好，主要以吸附架桥和化学吸附为主，兼有网捕作用。

（二）抗生素废水

抗生素废水具有色度高、难降解、有害成分多等难处理的问题，排放入环境中，残留的抗生素会影响人类的生存环境，造成极大危害。苏舟[7]发现磁性微生物絮凝剂对低浓度磺胺类抗生素废水的处理效果较好，最高对SMX的去除率可达89.14%，吸附过程以化学吸附为主，羟基与羧基起主要作用。皮姗姗[8]用克雷伯氏菌产生的絮凝剂MFX处理低浓度的四环素污水，使用MFX 60mg/L，在pH为8的条件下，对四环素的去除率为71.68%，经响应面优化去除效率可达81.43%。吸附过程以化学吸附作用为主，羟基是主要吸附位点。

（三）对生活污水的处理

生活污水所含的污染物主要是有机物和病原生物。其中的有机物极不稳定，易腐化产生恶臭。细菌和病原体以生活污水中有机物为营养而大量繁殖，可导致传染病蔓延流行[9]。郭育涛等[11]用从污水处理厂的活性污泥中分离出的MBF-NIII2为原料，在碱的催化下合成季铵型阳离子絮凝剂CMBF-NIII2，对生活污水的絮凝率最高可以达到91.5%。

四、结语及展望

微生物絮凝剂作为新兴的水处理剂，在实际的生产和使用过程中还有一定的局限性。微生物细胞培养的条件未能掌握，在生产过程中产生的有机物种类繁多，不能区分具有絮凝效果的物质;微生物絮凝剂多是液态发酵产物，不易储存;絮凝筛选工作多是用高岭悬浊液进行的，效率低且易有误差。针对微生物絮凝剂存在的这些问题，可从以下几方面进一步研究：

（1）降低微生物絮凝剂的生产成本，寻找廉价的替代培养基，可以尝试利用含营养源丰富的有机废水作为新型培养基，以降低生产成本，为实现微生物絮凝技术的工业化创造条件。

（2）对微生物絮凝剂的絮凝机理进行深入研究，根据已有的絮凝机理对不同种类废水的处理效果进行分析，对比并探寻其规律，以指导开发出更具有针对性的新型高效微生物絮凝剂。

（3）通过复合的方法来弥补单一微生物絮凝剂在不同环境条件下的使用限制，提高微生物絮凝剂的絮凝效果和稳定性;或者利用特定的载体，抵抗外界不良环境的冲击，使其在指定的时期和作用场所发挥效果。

参考文献：

[1]许琼，毛晨鹏，周芯.水处理中絮凝剂的研究与应用进展[J]. 黑龙江科学，2017，8（24）：172-173.

[2]李立欣，刘婉萌，马放.复合型微生物絮凝剂研究进展[J]化工学报，2018，69（10）：4139-4147.

[3]于荣丽，孙丽娜，孙铁珩.微生物絮凝剂絮凝机理的研究概况及例证[J]. 安全与环境学报，2012，12 （1） ： 24-26.

[4]Wei W，Wang Q，Li A，et al.Biosorption of Pb （II） from aqueous solution by extracellular polymeric substances extracted fromKlebsiellasp.J1：Adsorption behavior and mechanism assessment：[J].Scientific Reports，2016.

[5]覃敏杰.鉛锌-Chryseobacterium sp.絮凝剂的制备及其特性研究[D]桂林理工大学，2018.

[6]徐宏亮.微生物絮凝剂的结构特征与作用机理研究[D].重庆大学，2007.

[7]苏舟.微生物絮凝剂吸附水中磺胺类抗生素的效能及机制[D].哈尔滨工业大学，2016.

[8]皮姗姗.微生物絮凝剂及磁性微生物絮凝剂去除四环素的效能研究[D].哈尔滨工业大学，2016.

[9]Yang J，Wei W，Pi S，et al.Competitive adsorption of heavy metals by extracellularpolymeric substances extracted from Klebsiella sp.J1[J].Bioresource Technology，2015，196：533-539.

[10]郭育涛，齐亮子，聂红云，聂麦茜，肖芬.阳离子化克雷伯氏菌絮凝剂CMBF-NIII2在生活污水中的应用[J].环境化学，2019，38（3）：607-614.

作者简介：

马綦镇（1996.06.22-），男，汉族，辽宁省大连市，硕士，生物絮凝剂。