MBF在湿地水质治理中应用前景展望

赵玉恒，董希文，闫敦梁，韩勤

(1.黑龙江省森林与环境科学研究院，黑龙江 齐齐哈尔161005；2.哈尔滨市林业科学研究院，黑龙江 哈尔滨150029)

如果说水是湿地生命之源，无疑水质则是该生命之源的最为重要的根本。目前，我国湿地水质都不同程度地存在着污染问题，随着人们环保意识的不断增强，对湿地水质治理力度也在逐渐加大。目前，絮凝剂直接在天然湿地水质治理上尚未得到广泛应用，但已经通过废水处理、污泥处理和乳化液油水分离等实际应用，间接地改善了湿地水质。

1 絮凝及絮凝剂简述

1.1 湿地水体

众所周知，湿地水体中含有很多杂质，这些杂质在水体中主要以胶体形式存在着。胶体具有较强的稳定性，其主要原因就是胶体中的悬浮胶体颗粒及溶胶表面大多带有同性的相斥电荷而分散稳定，不互相聚集，从而使水质长期混浊不清。

1.2 絮凝及絮凝剂

絮凝是在水体中投加大量或过量絮凝剂后脱稳，使胶体颗粒直接或间接的相互凝聚，生成“絮状”的大颗粒而进行卷扫、沉淀分离的过程。絮凝剂可以使胶体颗粒絮凝成较大颗粒，形成絮状沉淀，使水质变得清澈，从而改善水质的物质。

1.3 絮凝剂种类

絮凝剂的分类方法很多，有的是根据分子量的高低，有的是根据官能团的特性及官能团电离后的性质。通常是根据絮凝剂组成的不同，将其分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和生物絮凝剂，如表1[1]。

表1 絮凝剂的种类

2 MBF(微生物絮凝剂)

2.1 MBF的特点

2.1.1 高效性 MBF的高效性是通过与现在常用的传统絮凝剂进行常规的絮凝效果比较和絮凝沉淀物是否容易过滤清除来体现的。有人曾在相同条件下、采用与传统絮凝剂剂量相同的MBF进行絮凝效果对比试验，结果如表2[1]。

表2 三类絮凝剂絮凝效果比较

2.1.2 无毒性 在我国有人对某种MBF进行过毒性试验，试验证明无急毒反应。未进行试验而已经应用的其他种类的MBF也没有发现有毒性反应[1]。

2.1.3 无二次污染 相关研究表明，传统的絮凝剂大部分为人工合成的，使用后会对某些生物具有毒性或腐蚀性，甚至影响人类健康，而MBF由于其具有能够自行降解可生化性而无二次污染，其良好的环保特性是其他絮凝剂所无法比拟的。

2.1.4 用途广泛 实践证明，MBF的应用对象十分广泛，几乎无处不能应用，且均会收到良好的絮凝效果，绝大多数MBF絮凝效果几乎不受离子强度、pH值及温度的影响[1]，而其他种类絮凝剂的应用会受到某些环境因子的限制，因此，MBF的实用价值相对更为广泛。

2.2 构成MBF的主要微生物种类

常见一些能产生MBF的微生物主要有以下几种，如表3[1]。

表3 构成MBF的主要微生物

3 MBF的发展和应用现状

3.1 发展现状

我国有关MBF的研究起步较晚，直接从事此类研究的科研院所屈指可数。虽然在某些方面取得了比较好的效果，但现阶段还主要停留在实验室研究阶段[2]，要实现 MBF的大规模工业化生产和普及应用，还有很远的距离。值得欣慰的是，人们对环境保护意识日益增强，国家保护湿地，对水质治理力度空前加大，客观上促进了MBF的研究和应用快速发展。

3.2 应用现状

目前，MBF直接在天然湿地水质治理上尚未得到广泛应用，但在湿地的水质治理上的巨大应用前景正逐步凸显，已经通过废水处理、污泥处理和乳化液油水分离等实际应用，间接地改善了湿地水质。

3.2.1 废水处理 有很多有机废水较难处理，且采用比较传统的絮凝剂处理后会造成二次污染，而采用MBF对废水进行处理，实践证明，不仅去除率较高，还克服了对水的再次污染，效果十分理想。此外也可以对制陶厂、水泥厂、餐饮或洗涤等生产和生活污水进行处理。

利用能够产生MBF的某种微生物培养物可以将某些有毒或有害物质从其乳化液中分离出来，以便及时有效地加以清除。大多数MBF一方面对废水悬浮物(SS)有优良的澄清除浊效果，因此废水中悬浮物的去除是MBF的主要功能之一。另一方面对可溶性染料废水有较理想的脱色作用，而其他有机或无机絮凝剂基本无效，因而MBF具有很大的开发和应用潜力，是当今最具希望的絮凝剂，具有广泛的研究空间和发展空间。

3.2.2 物质提纯和重金属离子分离与选矿 金属废水中许多金属离子具有生物毒性，在食物链中易累积，大量排放金属废水不仅会危害人体健康，也会使其中的稀有金属和贵重金属白白流失。研究表明，MBF不仅具有广谱的絮凝特性，对某些矿物也同时具有选择絮凝的作用。也可用于矿物筛选，且成本很低。

4 MBF的发展趋势和应用前景展望

4.1 MBF的发展趋势

MBF具有无机絮凝剂和合成有机絮凝剂所无法比拟的环保优点，充分显示出其在水质治理方面的特性和优势，因而具有较广阔的发展前景，将来具有取代传统絮凝剂的巨大潜力。其在以后的研究和应用中将主要有以下几种趋势。

4.1.1 根据不同的水质类型，寻找出可作为MBF的微生物种类，以实现治理的精准性。

4.1.2 根据相同或相近的水质类型，培养出更加高产高效的MBF菌株，以实现治理的高效性。

4.1.3 寻找廉价碳源、氮源，优化选育条件，降低成本，以实现MBF的工业化生产。

4.1.4 探讨与无机絮凝剂和有机絮凝剂结合使用，以实现絮凝剂间优势互补。

4.2 MBF在湿地水质治理方面及发展经济应用前景展望

4.2.1 湿地水质治理方面 影响湿地水质的因素很多，问题也比较复杂，但主要原因存在于2个方面：生活用水方面和生产用水方面。在生活用水方面，经常用明矾或漂白粉改善水质，此类作法均可造成不同程度的水质二次污染。据报道，铝离子浓度较高的饮用水是导致老年痴呆病的主要原因，长期使用，会影响身体健康。可以利用MBF的可生物降解性和安全性对生活用水(尤其是食品加工用水和饮用水)进行水质纯净处理，既避免了使用传统絮凝剂给人造成的健康威胁，也使处理后的生活用水更加安全。在生产用水方面，大量工业废水未被处理或处理不当，直接排入河流中。可以通过利用MBF对废水进行絮凝、乳化液油水分离或有用物质的提纯，达标后再进行排放。总之可以通过利用MBF良好的絮凝、分离、提纯、易降解、无二次污染、受应用环境影响较小等特性对生活和生产2方面的废水进行处理，间接地保护湿地水质。随着MBF的不断研发，生产成本的大幅度降低，大规模工业化生产的实现，也可直接用于湿地水质的治理。

4.2.2 发展经济方面 随着全球性缺水和水质污染的加剧，无论是生产用水和生活用水正变得日益紧张和不够安全，水质治理迫在眉睫。因而率先更多地寻找并筛选出可作为MBF的微生物种类和高产高效菌株，寻找出廉价碳源、氮源和优化选育条件，探索出与传统絮凝剂(无机或有机絮凝剂)结合使用的组合和比例，有针对性地进行大规模工业化产，必将获得巨大的经济利益，有利于促进经济的快速发展。

[1]生物絮凝剂与絮凝技术[M].北京：化学工程出版社，环境科学与工程出版中心，2004

[2]张志强，余莹.林波微生物絮凝剂的研究概况和发展趋势[J].江西科学，2001，21，(2)：136