课题综述.doc

摘要:从絮凝剂的来源和化学组成两方面对生物絮凝剂进行了系统分类,综述了生物絮凝剂的培养条件以及地衣芽孢杆菌的培养条件,在此基础上阐述了目前生物絮凝剂研究存在的问题,并提出生物絮凝剂今后主要的研究方向。关键词:生物絮凝剂,培养条件,地衣芽孢杆菌生物絮凝剂是由一类由微生物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。该生物絮凝剂是利用生物技术,通过微生物培养、分离提取而得到的一种新型、高效、廉价的水处理剂。能够产生絮凝微生物种类繁多,包括细菌、放线菌、酵母菌、霉菌等[1]。目前普遍使用的絮凝剂包括无机和有机两大类,但由于存在成本高、絮凝效果有限以及产生的污泥难处理等问题,因此开发新型的絮凝剂迫在眉睫。微生物絮凝剂因其高效、无毒而成为国内外近年来的研究热点课题。但从现有的研究状况看,大都局限于能产生絮凝剂的微生物菌种的筛选,微生物絮凝剂性能的研究,以及小型试验,所以微生物絮凝剂一直未能得到广泛的应用。本文在综述微生物絮凝剂研究现状的基础上,提出了新的设想,以期为微生物絮凝剂的研究探讨新的途径。生物絮凝剂的种类生物絮凝剂按照来源不同,主要分为3类[2](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、活性污泥和水体沉淀物中。此类微生物菌体细胞具有絮凝性的原因有很多:有的是由于菌体细胞表面带有荚膜层或粘液层,能够吸附溶液中的悬浮颗粒;有的是因为菌体细胞表面的附属结构的吸附作用;有的是因为菌体细胞壁表面带有活性基团,能够吸附溶液中的带电颗粒。(2)利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂如酵母细胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白质和N-乙酰葡萄糖胺等均可用作絮凝剂;丝状真菌的细胞壁多糖除了纤维素、甘露聚糖、葡萄糖外,还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,含有活性NH2-和-OH,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。(3)利用微生物细胞壁产物的絮凝剂微生物细胞产生的具有絮凝性的代谢产物有的贮藏在胞内作为内源代谢产物,有的则分泌到胞外或粘附在菌体细胞表面或脱离菌体,或游离于培养液中。目前国内外学者研究开发的生物絮凝剂大多属于脱离菌体细胞游离于发酵液中的絮凝物质(如Kurane开发的NOC21;Takagi研制的PF2101等,Hening等研发的REA-11)。与细胞的内源代谢物相比,此类生物絮凝剂往往因为具有更为广阔的应用领域而受到重视。按化学组成分类(1)蛋白质:Asp1sojaeAJ7002合成的絮凝剂的主要活性成分是蛋白质和己糖胺;生物絮凝剂NOC21也是一种蛋白质,并且该蛋白质分子中含有较多的疏水氨基酸。(2)多糖:目前已经鉴定的生物絮凝剂有很多种属于多糖类物质。AlcaligenescupidusKT201代谢产生的Al2201即是一种由葡萄糖、乳糖、葡糖醛酸和乙酸(摩尔比:6134∶5155∶110)组成的生物絮凝剂;Paecilomycessp1I21产生的PF2101絮凝剂则是由氨基半乳糖以(1,4糖苷键相连而成的粘多糖。(3)脂类:Kurane首次从R1erythropolisS21的培养液中分离到了一种脂类絮凝剂,这是目前发现的唯一的脂类絮凝剂。该絮凝剂分子中含有葡萄糖单霉菌酸酯(GM),海藻糖单霉菌酸酯(TM),海藻