综述：基于细菌胞外聚合物物质的絮凝剂在废水处理方面的最新进展

《REVIEWS IN ENVIRONMENTAL SCIENCE AND BIO-TECHNOLOGY》：Recent advancements in bacterial extracellular polymeric substances based flocculants for wastewater treatment

细菌胞外聚合物（EPS）絮凝剂作为绿色废水处理替代品，其效能在多种废水中得到验证，但受限于化学结构、合成途径及表面化学机制不明确。当前进展停滞源于“暗物质”成分比例不清，需借助先进分子技术与纯化系统突破。静电吸附理论解释其絮凝机制，但转化率低于聚丙烯酰胺，大规模生产面临产率低、纯化难等问题，可通过基因工程优化。采用廉价废料生产EPS絮凝剂具有可持续潜力。

　　

摘要

基于细菌胞外聚合物（EPS）的絮凝剂作为一种绿色且可持续的废水处理替代品，受到了广泛关注，相较于聚丙烯酰胺具有明显优势。然而，尽管初期取得了进展，目前这些材料的发展仍处于停滞状态，没有显著突破。这主要是由于人们对它们的化学结构、合成途径、分子调控机制以及絮凝过程中的表面化学性质了解不足。多糖是EPS絮凝剂的主要骨架成分，其中氨基糖、中性糖、尿酸和氨基酸是其基本构建单元。不过，许多生物絮凝剂中仍含有大量尚未被发现的“未知成分”。先进的分子技术和聚合物纯化系统正在帮助揭示这些未知成分。EPS絮凝剂在多种类型的废水处理中展现了良好的效果，它们能够有效改善浊度、化学需氧量（COD）、悬浮固体、重金属和染料等废水参数，使其成为合成絮凝剂的潜在替代品。在多种理论中，静电附着理论最能解释其絮凝机制，尤其是对于依赖阳离子的EPS絮凝剂而言。与聚丙烯酰胺相比，EPS的原料转化率要低得多。大规模应用面临诸多挑战，如产量较低、运行失败以及复杂的纯化过程。不过，通过基因工程等先进技术可以克服这些缺点。此外，多项研究表明EPS絮凝剂可以利用廉价废弃物作为原料生产，从而实现可持续的生产。

图形摘要

基于细菌胞外聚合物（EPS）的絮凝剂作为一种绿色且可持续的废水处理替代品，受到了广泛关注，相较于聚丙烯酰胺具有明显优势。然而，尽管初期取得了进展，目前这些材料的发展仍处于停滞状态，这主要是由于人们对它们的化学结构、合成途径、分子调控机制以及絮凝过程中的表面化学性质了解不足。多糖是EPS絮凝剂的主要骨架成分，其中氨基糖、中性糖、尿酸和氨基酸是其基本构建单元。不过，许多生物絮凝剂中仍含有大量尚未被发现的“未知成分”。先进的分子技术和聚合物纯化系统正在帮助揭示这些未知成分。EPS絮凝剂在多种类型的废水处理中展现了良好的效果，它们能够有效改善浊度、化学需氧量（COD）、悬浮固体、重金属和染料等废水参数，使其成为合成絮凝剂的潜在替代品。在多种理论中，静电附着理论最能解释其絮凝机制，尤其是对于依赖阳离子的EPS絮凝剂而言。与聚丙烯酰胺相比，EPS的原料转化率要低得多。大规模应用面临诸多挑战，如产量较低、运行失败以及复杂的纯化过程。不过，通过基因工程等先进技术可以克服这些缺点。此外，多项研究表明EPS絮凝剂可以利用廉价废弃物作为原料生产，从而实现可持续的生产。

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