国内学者在复合型生物絮凝剂的生物安全性评价方面取得了一定的研究成果[41-42]，认为复合型生物絮凝剂是一种安全的新型水处理剂。复合型生物絮凝剂的 LD50>10 mg/kg，为实际无毒物质；Ames实验中菌株 TA97、TA98、TA100 和 TA102 在加和不加体外代谢活化体系 SD 雄性大鼠肝匀浆微粒体酶(S9)时，复合型生物絮凝剂的诱发回变率(MR)值均小于 2，可以说明其无致突变活性。微核实验中，复合型生物絮凝剂高、中、低剂量组微核率均低于阴性对照组和阳性对照组；致畸实验中，微生物絮凝剂组未出现胎鼠的外观和内脏畸形现象，其各项指标与对照组无明显差异。以此可以看出复合型生物絮凝剂具有无毒、无致突变、无致畸的特点，契合当今需求的绿色净水剂的理念[14]。

                       2.7 在水处理上的应用

                   复合型生物絮凝剂因其优良的脱色除浊和除磷控藻能力，以及高效去除有机物等优点，特别针对悬浮物有高效的除浊能力，已广泛地应用于水处理行业。

                       （1）饮用水水处理方面。复合型生物絮凝剂在地表水源水处理方面具有良好的效果。如马放等[43]发现松花江水源水处理的最佳絮凝条件为复合型生物絮凝剂投加量 14 ml/L 左右，pH 7.5 左右，投加CaCl2(10%, 质量分数) 1.5 ml/L，温度对絮凝率的影响微小。王博[42]、李立欣等[44-45]用复合型生物絮凝剂处理松花江水源水，也取得了良好的絮凝效果。郭琇等[46]用新型复合型生物絮凝剂处理珠江水，结果显示对珠江水中的浊度、色度有很好的去除效果。

                      （2）生活污水处理方面。已有研究可知复合型生物絮凝剂在生活污水处理方面具有良好的处理效果，独自使用 CBF 处理生活污水，各种污染物的去除率全都在 60%以上[47]。复合型微生物絮凝剂 XZ对生活污水中的 SS 和色度有较高的去除效率，XZ还能够改善活性污泥的相关指标[9]。张玉玲等[48]研究得出复合型生物絮凝剂处理生活污水的絮凝率最高可达到 99.8%。郑丽娜[49]指出 CBF 和 FeCl3复配处理生活污水取得较好效果，生活污水 COD 和色度的去除率均超过70%，总的细菌数去除率为83%， 对 TN 及 TP 的去除也有较好效果。任宏洋等[32]研究得出复合型生物絮凝剂对生活污水 COD 的去除率为 72.3%。CBF 对生活污水中各种污染物的去除效果良好，均在 60%以上。其中，浊度的去除率为78%，色度的去除率为 69%，COD 的去除率为 70%，TN 的去除率为 64%，TP 的去除率为 76%，表面活性剂的去除率为 71%，SS 的去除率为 94%，总的细菌数去除率为 81%。可见，CBF 对污水中相对个体较大的物质如 SS、细菌等有机物的去除能力较强；相比之下，对 TN 等包含溶解性胶体多的物质的去除能力要稍差些，这是与 CBF 的絮凝作用机理相关的。

                     （3）工业废水处理方面。工业废水水质复杂、污染物质毒性强，危害大，且大多工业废水较难处理，处理成本高。国内学者使用复合型生物絮凝剂在处理工业废水方面进行了初步试验，取得了可喜的作用效果。霉菌类复合型絮凝剂产生菌 HS、H9、H10 及细菌类复合型絮凝剂产生菌 F14、F15 对制酒废水和造纸废水的浊度和色度具有较好的去除效果[20]。张玉玲等[48]研究得出复合型生物絮凝剂处理淀粉废水 COD 去除率达到 90%。复合型生物絮凝剂 XJBF-1 对淀粉废水、印染废水及垃圾渗滤液中COD 最佳去除率分别达到 88%、66%和 58%，其对淀粉废水及印染废水的处理效果好于阳离子型聚丙烯酰胺处理上述两种废水处理效果[51]。复合型生物絮凝剂 MFHJ4 对印染废水的浊度、色度及 COD 最佳去除率分别为 89%、92%和 52%，获得了良好效果[22]。Huang 等[52-53]利用 CBF 作为助凝剂处理染料废水，取得了较好效果，并对其发挥的絮凝机理进行了分析。任敦建等[35]运用复合型生物絮凝剂处理食堂废水和印染废水，结果显示其对印染废水浊度去除率较高，超过 73%，其对食堂废水的 COD 去除率接近 80%。王军秀[21]研究表明复合型生物絮凝剂处理制革废水的效果显著。任宏洋等[32]研究得出复合型生物絮凝剂对乳品废水和酱油废水等实际废水 COD 的去除率为 64%～85%，浊度的去除率为78%～92%。Pu 等[34]利用复合型生物絮凝剂处理马铃薯淀粉废水，COD 和浊度去除率分别达到 54%和92%，并且将絮凝后的蛋白质物质进行循环利用。

                           杨艳超[54]将多糖复合生物絮凝剂替代聚丙烯酰胺用于某选煤厂煤泥水处理上，经过一年的实际应用，复合生物絮凝剂与聚丙烯酰胺相比，在使用成本上大幅降低，且有效释放选煤潜能，减少了对选煤生产的影响。王丽丽[55]利用复合型生物絮凝剂作为生物吸附剂，对水溶液中的 Cu2+、Pb2+、Mn2+、Ni2+、Cd2+、Zn2+等重金属离子进行吸附研究，考察了初始pH、反应时间、温度和絮凝剂用量等参数对吸附过程的影响。实验结果表明，复合型生物絮凝剂对重金属吸附性能良好，具有在实际重金属废水中应用的较大潜力。在煤化工废水方面，复合型生物絮凝剂与氯化铝复配取得比较好的效果，浊度、色度及有机物的去除率均超过 60%[56]。

                      从以上研究结果可以看出，复合型生物絮凝剂对废水中的色度、浊度、重金属及有机物去除方面具有能力强等优势，平均去除率均能够达到 80%以上，已经在饮用水处理、生活污水和工业废水方面有了广泛的应用。但在特殊有机废水应用方面，如啤酒废水、制药废水等，复合型生物絮凝剂应用报道较少，将来应在废水处理类型及处理效率方面加大复合型生物絮凝剂的研究及应用。

                      2.8 复配技术的应用

                      当今世界水环境污染问题日趋严峻，生活污水、工业废水及水源水水质日益复杂，对絮凝剂（混凝剂）的需求也开始变得多样化。水处理工业中，不同品种的絮凝剂复配使用成为强化絮凝（混凝）的有效手段之一。生物絮凝剂可以与无机絮凝剂AlCl3、FeCl3、Al2(SO4)3、聚合氯化铝（PAC）和聚合氯化铝铁（PAFC）等复配，在增加絮凝效果的同时，一方面，铁、铝残留量下降，保障了出水的生物安全性；另一方面，减少生物絮凝剂的投加量，使用成本相应减少[10,57]。复合型生物絮凝剂的复配技术具有较多优势，众多学者在实验室进行了絮凝剂复配处理高浓度有机废水、水源水及生活污水的研究，具体见表 1。

                         2.9 智能投药实时控制系统

                          为了推广复合型生物絮凝剂的大规模应用，马放等[11]研发出智能投药实时控制操作系统，如图 1所示。它具有多种控制策略，可以在不同控制方式之间实现无扰动切换，且操作简单，该产品具有设备化、一体化、模块化和很好的资源复用性等优点，具有较强的市场竞争力[14]。该智能投药实时控制系统的开发，为复合型生物絮凝剂工业应用打下了坚实的基础，同时对相关领域的技术开发提供了借鉴。

                         3 发展趋势与展望

                      絮凝剂是水处理工程技术领域中的前置预处理和后续深度处理所必须投加的水处理药剂，而复合型生物絮凝剂独特的优良品质使其在饮用水安全供给，工业、城市污水深度达标处理和水资源回用领域中具有广阔的应用前景以及巨大的市场需求。近年来，我国已采取系列措施加大对生物技术创新和生物产业开展的支持强度，制定了《“十二五”生物技术发展规划》和《“十三五”生物技术创新专项规划》，规划表明生物产业为增长速度最快的经济领域。2010 年我国生物产业的产值已超过 1.5 万亿元，且一直保持着年均 20%左右的增速。规划里强调重点发展高性能的水处理絮凝剂、混凝剂等生物技术产品，这给复合型生物絮凝剂的研究及应用创造了很好的外界条件。

                         复合型生物絮凝剂的研究国内外开展 10 余年，取得了大量的科研成果，越来越受到环境工程界的青睐。但是，复合型微生物絮凝剂应用范围相对较窄和制备成本偏高等劣势是制约规模化应用的主要瓶颈。因此针对复合型微生物絮凝剂存在的问题，可从以下几方面进一步研究：

                          ① 优化絮凝剂产品的提取方法及储存条件。由于复合型微生物絮凝剂主要由多糖和蛋白质组成，常规方法流程复杂，操作烦琐，耗药量大，不利于微生物絮凝剂的推广。而且微生物絮凝剂作为一种液态发酵产物，其液体状态下的储存稳定性较差，但冻干费用成本较高且不易实现大规模生产，因此有待开发出新的经济简便高效的适用于大规模生产的絮凝剂提纯方法。②构建复合型产絮菌菌种资源库，实现絮凝剂产品的系列化，提高产品的稳定性和多样性。进一步完善产絮菌的选育方法和诱变方法，并利用复杂基质产絮菌的选育、培养及保藏，开发多元化混合产絮菌群，提高水处理系统中生物处理环节的稳定性及多样性，构建智能化菌种资源库，从而可以针对不同的处理对象选取不同的菌种资源。③建立复合型微生物絮凝剂产品标准及评价体系。对微生物絮凝剂进行遗传毒性、生殖毒性和一般毒性的安全性评价及建立产品标准可以为微生物絮凝剂的工业化及其在水处理中的应用提供依据。④深入研究絮凝机理。从物理、化学和生物学等不同角度深入研究生物絮凝剂的絮凝机理、分析探讨复合型生物絮凝剂对不同类型的污水（废水）的作用机理，找出其中规律，以指导开发出更具针对性的新型高效复合型生物絮凝剂。⑤开展规模化的生产性试验。目前微生物絮凝剂的研究大多处于实验室研发阶段，与其实际应用还有较大差距。因此，今后应着重将微生物絮凝剂从实验室阶段转化到大规模工业化生产，在实际工程中对微生物絮凝剂进行深入研究。⑥开发微生物复合絮凝剂。根据处理对象的不同，将化学絮凝剂与复合型微生物絮凝剂复配，开发系列产品，复合絮凝剂的絮凝特性得到提高，既降低了化学絮凝剂用量又克服了生物絮凝剂作用的单一性。⑦扩大应用范围，虽然复合型微生物絮凝剂已经在饮用水处理、生活污水和某些工业废水方面有了一定应用，但特殊有机废水应用方面，如煤泥水、啤酒废水、煤化工废水、制药废水、重金属废水等，复合型生物絮凝剂应用报道较少，将来应在特种水处理类型及处理效率方面加大复合型生物絮凝剂的研究。

                       原标题：复合型微生物絮凝剂研究进展

                       原作者：李立欣 ，刘婉萌 ，马放