MBF在濕地水質治理中應用前景展望

趙玉恒，董希文，閆敦梁，韓勤

(1.黑龍江省森林與環境科學研究院，黑龍江 齊齊哈爾161005；2.哈爾濱市林業科學研究院，黑龍江 哈爾濱150029)

如果說水是濕地生命之源，無疑水質則是該生命之源的最為重要的根本。目前，我國濕地水質都不同程度地存在著污染問題，隨著人們環保意識的不斷增強，對濕地水質治理力度也在逐漸加大。目前，絮凝劑直接在天然濕地水質治理上尚未得到廣泛應用，但已經通過廢水處理、污泥處理和乳化液油水分離等實際應用，間接地改善了濕地水質。

1 絮凝及絮凝劑簡述

1.1 濕地水體

眾所周知，濕地水體中含有很多雜質，這些雜質在水體中主要以膠體形式存在著。膠體具有較強的穩定性，其主要原因就是膠體中的懸浮膠體顆粒及溶膠表面大多帶有同性的相斥電荷而分散穩定，不互相聚集，從而使水質長期混濁不清。

1.2 絮凝及絮凝劑

絮凝是在水體中投加大量或過量絮凝劑后脫穩，使膠體顆粒直接或間接的相互凝聚，生成“絮狀”的大顆粒而進行卷掃、沉淀分離的過程。絮凝劑可以使膠體顆粒絮凝成較大顆粒，形成絮狀沉淀，使水質變得清澈，從而改善水質的物質。

1.3 絮凝劑種類

絮凝劑的分類方法很多，有的是根據分子量的高低，有的是根據官能團的特性及官能團電離后的性質。通常是根據絮凝劑組成的不同，將其分為無機絮凝劑、有機絮凝劑和生物絮凝劑，如表1[1]。

表1 絮凝劑的種類

2 MBF(微生物絮凝劑)

2.1 MBF的特點

2.1.1 高效性 MBF的高效性是通過與現在常用的傳統絮凝劑進行常規的絮凝效果比較和絮凝沉淀物是否容易過濾清除來體現的。有人曾在相同條件下、采用與傳統絮凝劑劑量相同的MBF進行絮凝效果對比試驗，結果如表2[1]。

表2 三類絮凝劑絮凝效果比較

2.1.2 無毒性 在我國有人對某種MBF進行過毒性試驗，試驗證明無急毒反應。未進行試驗而已經應用的其他種類的MBF也沒有發現有毒性反應[1]。

2.1.3 無二次污染 相關研究表明，傳統的絮凝劑大部分為人工合成的，使用后會對某些生物具有毒性或腐蝕性，甚至影響人類健康，而MBF由于其具有能夠自行降解可生化性而無二次污染，其良好的環保特性是其他絮凝劑所無法比擬的。

2.1.4 用途廣泛 實踐證明，MBF的應用對象十分廣泛，幾乎無處不能應用，且均會收到良好的絮凝效果，絕大多數MBF絮凝效果幾乎不受離子強度、pH值及溫度的影響[1]，而其他種類絮凝劑的應用會受到某些環境因子的限制，因此，MBF的實用價值相對更為廣泛。

2.2 構成MBF的主要微生物種類

常見一些能產生MBF的微生物主要有以下幾種，如表3[1]。

表3 構成MBF的主要微生物

3 MBF的發展和應用現狀

3.1 發展現狀

我國有關MBF的研究起步較晚，直接從事此類研究的科研院所屈指可數。雖然在某些方面取得了比較好的效果，但現階段還主要停留在實驗室研究階段[2]，要實現 MBF的大規模工業化生產和普及應用，還有很遠的距離。值得欣慰的是，人們對環境保護意識日益增強，國家保護濕地，對水質治理力度空前加大，客觀上促進了MBF的研究和應用快速發展。

3.2 應用現狀

目前，MBF直接在天然濕地水質治理上尚未得到廣泛應用，但在濕地的水質治理上的巨大應用前景正逐步凸顯，已經通過廢水處理、污泥處理和乳化液油水分離等實際應用，間接地改善了濕地水質。

3.2.1 廢水處理 有很多有機廢水較難處理，且采用比較傳統的絮凝劑處理后會造成二次污染，而采用MBF對廢水進行處理，實踐證明，不僅去除率較高，還克服了對水的再次污染，效果十分理想。此外也可以對制陶廠、水泥廠、餐飲或洗滌等生產和生活污水進行處理。

利用能夠產生MBF的某種微生物培養物可以將某些有毒或有害物質從其乳化液中分離出來，以便及時有效地加以清除。大多數MBF一方面對廢水懸浮物(SS)有優良的澄清除濁效果，因此廢水中懸浮物的去除是MBF的主要功能之一。另一方面對可溶性染料廢水有較理想的脫色作用，而其他有機或無機絮凝劑基本無效，因而MBF具有很大的開發和應用潛力，是當今最具希望的絮凝劑，具有廣泛的研究空間和發展空間。

3.2.2 物質提純和重金屬離子分離與選礦 金屬廢水中許多金屬離子具有生物毒性，在食物鏈中易累積，大量排放金屬廢水不僅會危害人體健康，也會使其中的稀有金屬和貴重金屬白白流失。研究表明，MBF不僅具有廣譜的絮凝特性，對某些礦物也同時具有選擇絮凝的作用。也可用于礦物篩選，且成本很低。

4 MBF的發展趨勢和應用前景展望

4.1 MBF的發展趨勢

MBF具有無機絮凝劑和合成有機絮凝劑所無法比擬的環保優點，充分顯示出其在水質治理方面的特性和優勢，因而具有較廣闊的發展前景，將來具有取代傳統絮凝劑的巨大潛力。其在以后的研究和應用中將主要有以下幾種趨勢。

4.1.1 根據不同的水質類型，尋找出可作為MBF的微生物種類，以實現治理的精準性。

4.1.2 根據相同或相近的水質類型，培養出更加高產高效的MBF菌株，以實現治理的高效性。

4.1.3 尋找廉價碳源、氮源，優化選育條件，降低成本，以實現MBF的工業化生產。

4.1.4 探討與無機絮凝劑和有機絮凝劑結合使用，以實現絮凝劑間優勢互補。

4.2 MBF在濕地水質治理方面及發展經濟應用前景展望

4.2.1 濕地水質治理方面 影響濕地水質的因素很多，問題也比較復雜，但主要原因存在于2個方面：生活用水方面和生產用水方面。在生活用水方面，經常用明礬或漂白粉改善水質，此類作法均可造成不同程度的水質二次污染。據報道，鋁離子濃度較高的飲用水是導致老年癡呆病的主要原因，長期使用，會影響身體健康。可以利用MBF的可生物降解性和安全性對生活用水(尤其是食品加工用水和飲用水)進行水質純凈處理，既避免了使用傳統絮凝劑給人造成的健康威脅，也使處理后的生活用水更加安全。在生產用水方面，大量工業廢水未被處理或處理不當，直接排入河流中。可以通過利用MBF對廢水進行絮凝、乳化液油水分離或有用物質的提純，達標后再進行排放。總之可以通過利用MBF良好的絮凝、分離、提純、易降解、無二次污染、受應用環境影響較小等特性對生活和生產2方面的廢水進行處理，間接地保護濕地水質。隨著MBF的不斷研發，生產成本的大幅度降低，大規模工業化生產的實現，也可直接用于濕地水質的治理。

4.2.2 發展經濟方面 隨著全球性缺水和水質污染的加劇，無論是生產用水和生活用水正變得日益緊張和不夠安全，水質治理迫在眉睫。因而率先更多地尋找并篩選出可作為MBF的微生物種類和高產高效菌株，尋找出廉價碳源、氮源和優化選育條件，探索出與傳統絮凝劑(無機或有機絮凝劑)結合使用的組合和比例，有針對性地進行大規模工業化產，必將獲得巨大的經濟利益，有利于促進經濟的快速發展。

[1]生物絮凝劑與絮凝技術[M].北京：化學工程出版社，環境科學與工程出版中心，2004

[2]張志強，余瑩.林波微生物絮凝劑的研究概況和發展趨勢[J].江西科學，2001，21，(2)：136