Biopolymers are considered a potential alternative to conventional chemical polymers because of their ease of biodegradability, high efficiency, non-toxicity and non-secondary pollution. Recently, extracellular polymeric substances (EPS, biopolymers produced by the microorganisms) have been recognised by many researchers as a potential flocculent for their applications in various water, wastewater and sludge treatment processes. In this context, literature information on EPS is widely dispersed and is very scarce. Thus, this review marginalizes various studies conducted so far about EPS nature-production-recovery, properties, environmental applications and moreover, critically examines future research needs and advanced application prospective of the EPS. One of the most important aspect of chemical composition and structural details of different moieties of EPS in terms of carbohydrates, proteins, extracellular DNA, lipid and surfactants and humic substances are described. These chemical characteristics of EPS in relation to formation and properties of microbial aggregates as well as degradation of EPS in the matrix (biomass, flocs etc) are analyzed. The important engineering properties (based on structural characteristics) such as adsorption, biodegradability, hydrophilicity/hydrophobicity of EPS matrix are also discussed in details. Different aspects of EPS production process such as bacterial strain maintenance; inoculum and factors affecting EPS production were presented. The important factors affecting EPS production include growth phase, carbon and nitrogen sources and their ratio, role of other nutrients (phosphorus, micronutrients/trace elements, and vitamins), impact of pH, temperature, metals, aerobic versus anaerobic conditions and pure and mixed culture. The production of EPS in high concentration with high productivity is essential due to economic reasons. Therefore, the knowledge about all the aspects of EPS production (listed above) is highly essential to formulate a logical and scientific basis for the research and industrial activities. One of the very important issues in the production/application/biodegradation of EPS is how the EPS is extracted from the matrix or a culture broth. Moreover, EPS matrix available in different forms (crude, loosely bound, tightly bound, slime, capsular and purified) can be used as a bioflocculant material. Several chemical and physical methods for the extraction of EPS (crude form or purified form) from different sources have been analyzed and reported. There is ample information available in the literature about various EPS extraction methods. Flocculability, dewaterability and biosorption ability are the very attractive engineering properties of the EPS matrix. Recent information on important aspects of these properties qualitatively as well as quantitatively has been described. Recent information on the mechanism of flocculation mediated by EPS is presented. Potential role of EPS in sludge dewatering and biosorption phenomenon has been discussed in details. Different factors influencing the EPS ability to flocculate and dewaterability of different suspensions have been included. The factors considered for the discussion are cations, different forms of EPS, concentration of EPS, protein and carbohydrate content of EPS, molecular weight of EPS, pH of the suspension, temperature etc. These factors were selected for the study based upon their role in the flocculation and dewatering mechanism as well the most recent available literature findings on these factors. For example, only recently it has been demonstrated that there is an optimum EPS concentration for sludge flocculation/dewatering. High or low concentration of EPS can lead to destabilization of flocs. Role of EPS in environmental applications such as water treatment, wastewater flocculation and settling, colour removal from wastewater, sludge dewatering, metal removal and recovery, removal of toxic organic compounds, landfill leachate treatment, soil remediation and reclamation has been presented based on the most recent available information. However, data available on environmental application of EPS are very limited. Investigations are required for exploring the potential of field applications of EPS. Finally, the limitations in the knowledge gap are outlined and the research needs as well as future perspectives are highlighted.
Biopolymers ได้รับการพิจารณาเป็นทางเลือกที่มีศักยภาพที่จะโพลีเมอสารเคมีธรรมดาเพราะความสะดวกในการย่อยสลายทางชีวภาพที่มีประสิทธิภาพสูงที่ไม่เป็นพิษและมลพิษไม่มัธยมศึกษา เมื่อเร็ว ๆ นี้สารพอลิเมอสาร (กำไรต่อหุ้น, โพลิเมอร์ชีวภาพที่ผลิตโดยจุลินทรีย์) ได้รับการยอมรับจากนักวิจัยหลายคนเป็นตกตะกอนที่มีศักยภาพสำหรับการใช้งานของพวกเขาในน้ำต่างๆ, ระบบบำบัดน้ำเสียและกระบวนการบำบัดกากตะกอน ในบริบทนี้ข้อมูลวรรณกรรมเกี่ยวกับกำไรต่อหุ้นก็แยกย้ายกันไปอย่างกว้างขวางและเป็นสิ่งที่หายากมาก ดังนั้นการตรวจสอบนี้ marginalizes ศึกษาต่างๆดำเนินการเพื่อให้ห่างไกลเกี่ยวกับกำไรต่อหุ้นธรรมชาติการผลิตการกู้คืนคุณสมบัติการใช้งานด้านสิ่งแวดล้อมและนอกจากนี้วิกฤตตรวจสอบความต้องการของการวิจัยในอนาคตและการประยุกต์ใช้ขั้นสูงที่คาดหวังของกำไรต่อหุ้น หนึ่งในสิ่งสำคัญที่สุดขององค์ประกอบทางเคมีและรายละเอียดโครงสร้างของ moieties แตกต่างกันของกำไรในแง่ของคาร์โบไฮเดรตโปรตีนดีเอ็นเอสารไขมันและลดแรงตึงผิวและสารฮิวมิกจะมีคำอธิบาย เหล่านี้ลักษณะทางเคมีของกำไรสุทธิต่อหุ้นที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวและคุณสมบัติของมวลรวมของจุลินทรีย์เช่นเดียวกับการสลายตัวของกำไรในเมทริกซ์ (ชีวมวล, กลุ่มแบคทีเรีย ฯลฯ ) มีการวิเคราะห์ คุณสมบัติทางวิศวกรรมที่สำคัญ (ตามลักษณะโครงสร้าง) เช่นการดูดซับการย่อยสลายทางชีวภาพ, ไฮโดร / hydrophobicity ของเมทริกซ์เป็นกำไรต่อหุ้นจะกล่าวถึงในรายละเอียด แง่มุมที่แตกต่างกันของกำไรต่อหุ้นขั้นตอนการผลิตเช่นการบำรุงรักษาสายพันธุ์แบคทีเรีย หัวเชื้อและปัจจัยที่มีผลกระทบต่อการผลิตเป็นกำไรต่อหุ้นที่มีการนำเสนอ ปัจจัยสำคัญที่มีผลกระทบต่อกำไรสุทธิต่อหุ้นการผลิตรวมถึงการเจริญเติบโตระยะคาร์บอนและแหล่งไนโตรเจนและอัตราส่วนของพวกเขาบทบาทของสารอาหารอื่น ๆ (ฟอสฟอรัสธาตุอาหาร / ธาตุและวิตามิน), ผลกระทบของค่า pH, อุณหภูมิ, โลหะ, แอโรบิกเมื่อเทียบกับสภาวะไร้ออกซิเจนและบริสุทธิ์และผสม วัฒนธรรม การผลิตของกำไรในความเข้มข้นสูงที่มีผลผลิตสูงเป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากเหตุผลทางเศรษฐกิจ ดังนั้นความรู้เกี่ยวกับทุกแง่มุมของการผลิตเป็นกำไรต่อหุ้น (ระบุไว้ข้างต้น) เป็นสิ่งจำเป็นอย่างมากที่จะกำหนดพื้นฐานตรรกะและทางวิทยาศาสตร์สำหรับกิจกรรมการวิจัยและอุตสาหกรรม หนึ่งในประเด็นที่สำคัญมากในการผลิต / การประยุกต์ใช้ / การย่อยสลายของกำไรต่อหุ้นเป็นวิธีการที่เป็นกำไรต่อหุ้นที่สกัดจากเมทริกซ์หรือน้ำซุปวัฒนธรรม นอกจากนี้เมทริกซ์ EPS อยู่ในรูปแบบที่แตกต่างกัน (ดิบที่ถูกผูกไว้หลวมผูกพันแน่นเมือก capsular และบริสุทธิ์) สามารถนำมาใช้เป็นวัสดุ bioflocculant วิธีการทางเคมีและทางกายภาพหลายสำหรับการสกัดของกำไรต่อหุ้น (แบบดิบหรือรูปแบบบริสุทธิ์) จากแหล่งที่แตกต่างกันได้รับการวิเคราะห์และการรายงาน มีข้อมูลเพียงพอที่จะมีอยู่ในวรรณคดีเรื่องวิธีการสกัดกำไรต่างๆ Flocculability, dewaterability และความสามารถในการดูดซับเป็นที่น่าสนใจมากคุณสมบัติทางวิศวกรรมของเมทริกซ์เป็นกำไรต่อหุ้น ข้อมูลล่าสุดในแง่มุมที่สำคัญของคุณสมบัติเหล่านี้มีคุณภาพเช่นเดียวกับปริมาณที่ได้รับการอธิบาย ข้อมูลล่าสุดเกี่ยวกับกลไกของตะกอนไกล่เกลี่ยโดยกำไรสุทธิต่อหุ้นที่จะนำเสนอ บทบาทศักยภาพของกำไรต่อหุ้นในกากตะกอน dewatering และปรากฏการณ์ดูดซับได้รับการกล่าวถึงในรายละเอียด ปัจจัยที่แตกต่างกันที่มีอิทธิพลต่อความสามารถในการกำไรที่จะจับตัวเป็นก้อนและ dewaterability ของสารแขวนลอยที่แตกต่างกันได้รวม ปัจจัยการพิจารณาสำหรับการอภิปรายที่มีประจุบวก, รูปแบบที่แตกต่างกันของกำไรต่อหุ้น, ความเข้มข้นของกำไรต่อหุ้นปริมาณโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตของกำไรต่อหุ้นที่มีน้ำหนักโมเลกุลของกำไรต่อหุ้นค่า pH ของสารแขวนลอยอุณหภูมิ ฯลฯ ปัจจัยเหล่านี้ได้รับการคัดเลือกในการศึกษาขึ้นอยู่กับบทบาทของพวกเขาใน ตะกอน dewatering และกลไกเช่นเดียวกับที่มีอยู่ล่าสุดผลการวิจัยวรรณคดีกับปัจจัยเหล่านี้ ตัวอย่างเช่นเมื่อเร็ว ๆ นี้จะได้รับการแสดงให้เห็นว่ามีความเข้มข้นเป็นกำไรต่อหุ้นที่เหมาะสมสำหรับตะกอนตะกอน / Dewatering ความเข้มข้นสูงหรือต่ำของกำไรต่อหุ้นจะนำไปสู่ destabilization ของกลุ่มแบคทีเรีย บทบาทของกำไรต่อหุ้นในการใช้งานด้านสิ่งแวดล้อมเช่นการบำบัดน้ำตะกอนน้ำเสียและการตกตะกอนการกำจัดสีจากน้ำเสียกากตะกอน dewatering กำจัดโลหะและการกู้คืนการกำจัดสารอินทรีย์สารพิษ, การรักษาน้ำชะขยะฝังกลบการฟื้นฟูดินและถมที่ได้รับการเสนอขึ้นอยู่กับส่วนใหญ่ ข้อมูลที่มีอยู่ล่าสุด อย่างไรก็ตามข้อมูลที่มีอยู่ในใบสมัครด้านสิ่งแวดล้อมของกำไรต่อหุ้นจะถูก จำกัด มาก การสืบสวนที่จำเป็นสำหรับการสำรวจศักยภาพของการใช้งานด้านการกำไร ในที่สุดข้อ จำกัด ในช่องว่างความรู้ที่จะอธิบายและการวิจัยความต้องการเช่นเดียวกับมุมมองในอนาคตจะเน้น
การแปล กรุณารอสักครู่..
โปรตีนถือว่าเป็นทางเลือกที่มีศักยภาพแบบเคมีโพลิเมอร์ย่อยสลายทางชีวภาพเพราะความสะดวกของพวกเขา ประสิทธิภาพสูง และไม่มีพิษปลอดมลพิษทุติยภูมิ . เมื่อเร็วๆ นี้ พบว่า สารพอลิเมอร์ ( EPS , โปรตีนที่ผลิตโดยเชื้อจุลินทรีย์ ) ได้รับการยอมรับจากนักวิจัยหลายเป็น flocculent ศักยภาพสำหรับการใช้งานของพวกเขาในต่าง ๆน้ำกระบวนการบำบัดน้ำเสียและกากตะกอน . ในบริบทนี้ วรรณกรรม ข้อมูลเกี่ยวกับ EPS กันอย่างแพร่หลายกระจายและขาดแคลนมาก ดังนั้นรีวิวนี้ marginalizes ต่างๆการศึกษาเพื่อให้ห่างไกลเกี่ยวกับ EPS ธรรมชาติการผลิตการกู้คืน , คุณสมบัติ , การประยุกต์ใช้ในสิ่งแวดล้อม และนอกจากนี้ วิกฤตตรวจสอบความต้องการของการวิจัยในอนาคตและโปรแกรมขั้นสูงในอนาคตของ EPSหนึ่งในลักษณะสำคัญขององค์ประกอบทางเคมี และรายละเอียดโครงสร้างของโมเลกุลที่แตกต่างกันของเวกเตอร์ในแง่ของคาร์โบไฮเดรต โปรตีน และ DNA ของสารลดแรงตึงผิวและสารฮิวมิกและอธิบาย สารเคมีเหล่านี้คุณลักษณะของ EPS ในความสัมพันธ์กับการเกิดและคุณสมบัติของจุลินทรีย์กลุ่มเช่นเดียวกับการสลายตัวของ EPS ในเมทริกซ์ ( ชีวมวลสูงฯลฯ ) วิเคราะห์ คุณสมบัติทางวิศวกรรมของสำคัญ ( ตามลักษณะโครงสร้าง ) เช่น การย่อยสลายทางชีวภาพ / ความไม่ชอบ , , hydrophilicity เมทริกซ์ EPS ยังกล่าวถึงในรายละเอียด ด้านต่าง ๆของกระบวนการผลิต เช่น หุ้นรักษาแบคทีเรีย ; เชื้อและปัจจัยที่มีผลต่อการผลิต EPS ถูกนำเสนอปัจจัยที่มีผลต่อการผลิต EPS รวมถึงการเจริญเติบโตระยะแหล่งคาร์บอนและไนโตรเจนและอัตราของพวกเขา บทบาทของสารอาหารอื่น ๆ ( ฟอสฟอรัส , micronutrients / แร่ธาตุ และวิตามิน ) , ผลกระทบของ pH , อุณหภูมิ , โลหะ , แอโรบิกและเงื่อนไขแอโรบิก และเชื้อบริสุทธิ์ และการผสมการผลิต EPS ในความเข้มข้นสูงที่มีประสิทธิภาพสูงเป็นสิ่งจำเป็นเนื่องจากเหตุผลทางเศรษฐกิจ ดังนั้น ความรู้เกี่ยวกับแง่มุมทั้งหมดของการผลิต ( EPS ข้างต้น ) เป็นอย่างสูงที่จำเป็นเพื่อสร้างพื้นฐานตรรกะและวิทยาศาสตร์ที่งานวิจัยและอุตสาหกรรมหนึ่งในปัญหาที่สำคัญมากในการผลิต / การประยุกต์ / การย่อยสลาย EPS EPS เป็นวิธีการสกัดจากเมทริกซ์หรือวัฒนธรรม ซุป นอกจากนี้ หุ้นที่มีอยู่ในรูปแบบเมทริกซ์ ( ดิบ หลวมๆ มัดแน่นผูกเมือก แคลเซียม ทองแดง เหล็ก และบริสุทธิ์ ) สามารถใช้เป็นวัสดุ bioflocculant .ทางเคมีและทางกายภาพหลายวิธีการสำหรับการสกัด EPS ( แบบดิบหรือแบบฟอร์มบริสุทธิ์ ) จากแหล่งต่างๆ มาทำการวิเคราะห์และการรายงาน มีข้อมูลที่กว้างขวางมีอยู่ในวรรณคดีเรื่องต่าง ๆ จากวิธีการสกัด . flocculability dewaterability , และความสามารถในการดูดซับจะน่าสนใจมากคุณสมบัติทางวิศวกรรมของเวกเตอร์เมตริกซ์ข้อมูลล่าสุดเกี่ยวกับลักษณะที่สำคัญของ คุณสมบัติเหล่านี้ในเชิงคุณภาพรวมทั้งปริมาณที่ได้รับการอธิบาย ข้อมูลล่าสุดเกี่ยวกับกลไก Flocculation ) โดย EPS นำเสนอ บทบาทและศักยภาพของ EPS ในตะกอน dewatering ปรากฏการณ์การได้รับการกล่าวถึงในรายละเอียดปัจจัยที่แตกต่างกันที่มีอิทธิพลต่อความสามารถในการ flocculate ล้านบาท และ dewaterability ของสารแขวนลอยต่าง ๆได้ด้วย ปัจจัยพิจารณาในการอภิปรายเป็นชนิดรูปแบบ EPS , EPS EPS ความเข้มข้นของปริมาณของโปรตีนและคาร์โบไฮเดรตที่โมเลกุลของ EPS , pH ของการระงับ อุณหภูมิ ฯลฯปัจจัยเหล่านี้ถูกเลือกสำหรับการศึกษาขึ้นอยู่กับบทบาทของพวกเขาในการรวมตะกอน และรีดเป็นอย่างดีล่าสุดของวรรณกรรมพบปัจจัยเหล่านี้ ตัวอย่างเช่นเมื่อเร็ว ๆนี้ได้แสดงให้เห็นว่ามีปริมาณความเข้มข้นของตะกอนตะกอนลอยตัว / รีดเพื่อ EPS . สูงหรือต่ำความเข้มข้นของ EPS สามารถนำไปสู่ destabilization เม็ด .บทบาทของ EPS ที่ใช้ในสิ่งแวดล้อม เช่น น้ำ การรวมตะกอนน้ำเสียและการกำจัดสีจากน้ำเสีย การตกตะกอน , ตะกอน dewatering , การกำจัดโลหะและการกู้คืน , การกำจัดสารอินทรีย์ที่เป็นพิษ , การบำบัดน้ำชะมูลฝอย , การฟื้นฟูดินและถมที่ได้ถูกนำเสนอบนพื้นฐานของข้อมูลที่พร้อมใช้งานล่าสุด อย่างไรก็ตามข้อมูลที่มีอยู่ในใบสมัครสิ่งแวดล้อม EPS มี จำกัด มาก การสอบสวนจะต้องสำรวจศักยภาพของเขตข้อมูลการใช้งานของ EPS ในที่สุดข้อ จำกัด ในช่องว่างความรู้เป็นเค้าร่างและวิจัยความต้องการเช่นเดียวกับมุมมองในอนาคตจะเน้น
การแปล กรุณารอสักครู่..