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微生物絮凝剂具有绿色、无害且高效絮凝的特性,其在饮用水处理、工业废水处理、食品生产和发酵等工业领域有较大的研究价值与应用潜力,有望逐步代替传统的无机絮凝剂及人工合成有机高分子絮凝剂。课题组前期研究成功分离了一株具有良好絮凝性能的菌株Pseudomonas sp.XD-3,但是对其发酵产物的絮凝特性以及絮凝活性组分及其结构认识不足,因此有必要研究以上几个方面以及絮凝机理,并探究其在工程领域的实际应用价值。本文探究了菌株XD-3发酵产物的絮凝特性,包括菌株XD-3全培养液絮凝活性的遗传稳定性和保存稳定性,以及p H、初始高岭土浓度及絮凝剂投加量、温度对可溶性微生物产物（SMP）及结合型胞外聚合物（B-EPS）絮凝效率的影响以及两者絮凝过程的动力学分析;然后进一步明确了SMP及B-EPS中承担絮凝活性作用的组分,并分析培养基中磷酸盐组分、表面活性剂、碳源和发酵时间四个因素对絮凝活性组分产量及絮凝活性的影响;初步提纯SMP及B-EPS中多糖组分并进行絮凝活性及结构探究,结合前期研究基础阐述其絮凝机理;最后将SMP及B-EPS用于调理污泥脱水并分别与硫酸铝及聚合氯化铝（PAC）比较及复配探究调理效果。论文得到如下主要结论:菌株XD-3在1-10代内絮凝活性遗传稳定性较好,其全培养液在低温下保存稳定性较好。菌株XD-3全培养液在p H为2-10范围内均具有较好的絮凝能力,而SMP在酸性和碱性条件均有絮凝活性,B-EPS在酸性和中性条件下絮凝效果较好且在p H为7时絮凝效率最高。初始高岭土浓度在3-7 g/L范围内增加,1 m L及5 m L投加量的SMP絮凝效率分别呈上升及下降趋势,而1 m L及5 m L投加量的B-EPS絮凝效率分别呈下降及上升趋势;初始高岭土浓度为5 g/L时,SMP及B-EPS在1-11 m L投加量下的絮凝效率均先上升然后趋于平缓甚至略有下降。SMP及B-EPS都具有很好的热稳定性。SMP及B-EPS对高岭土颗粒吸附表现出由快到慢直至稳定的现象,且同一投加量下B-EPS的吸附速率高于SMP;拟二级动力学模型能较好的描述SMP与B-EPS对高岭土溶液的絮凝过程。酶解实验及三氯乙酸（TCA）法结果初步表明SMP中多糖组分承担絮凝活性,而B-EPS中胞外蛋白及多糖组分均承担絮凝活性。磷酸盐对菌株XD-3的生长与SMP和B-EPS的絮凝活性均有重要作用,但在10%-100%范围内磷酸盐浓度的增加对SMP的絮凝活性及多糖浓度起抑制作用,而对B-EPS的絮凝活性及蛋白和多糖的浓度均起促进作用;相关性分析结果表明SMP中多糖浓度提升促进絮凝活性,而低浓度的蛋白会影响SMP的絮凝活性,蛋白到一定浓度以后则对絮凝活性无影响,B-EPS中蛋白及多糖的浓度增加均促进絮凝活性。Tween-80不影响菌株XD-3的生长量,但0.05%的接种量促进SMP的絮凝活性,2%的接种量促进B-EPS的絮凝活性及组分浓度。与葡萄糖相比,柠檬酸三钠碳源不利于菌株XD-3的生长及发酵产物分泌,但柠檬酸三钠碳源发酵产生的SMP与B-EPS的絮凝效率反而更高。对于菌株XD-3,48 h的发酵时间有利于SMP的絮凝活性及多糖的产量,而32 h的发酵时间有利于B-EPS的絮凝活性及蛋白和多糖的产量,且发酵时间过长不利于发酵产物的絮凝活性及产量。SMP多糖及B-EPS多糖复溶后测定絮凝活性,结果表明SMP多糖需要蛋白组分的协同才可表现出絮凝作用,而B-EPS多糖可以单独发挥一定的絮凝作用。SMP多糖表面具有不规则形态,呈椭圆状及条状等,B-EPS多糖呈不规则的聚合团状,表面粗糙且有孔。SMP多糖及B-EPS多糖均含有大量有利于吸附架桥的羟基和羧基,另外SMP多糖的N1s占据0.96%的比例且只被分成一个峰,为不带电的非质子化氮。SMP多糖的主要单糖为甘露糖、葡萄糖及半乳糖,B-EPS多糖的主要单糖为核糖、葡萄糖及半乳糖。SMP多糖与B-EPS多糖的重均分子量分别为1.80×10~6 Da及1.94×10~3Da,分子构象均呈较为紧密的球形构象,但B-EPS多糖的分子构象相比SMP多糖更加松散一些。SMP多糖由9种连接方式组成:t-Man（p）、t-Gal（p）、1,2-Glc（p）、1,3-Gal（p）、1,6-Man（p）、1,4-Gal（p）、1,4-Glc（p）、1,3,6-Glc（p）、1,2,6-Glc（p）。然后进一步阐述了SMP及B-EPS的絮凝机理:SMP主要通过多糖组分吸附架桥起作用,但是也有蛋白组分电中和作用的参与,其中电中和作用甚至起到不可或缺的作用;B-EPS中蛋白及多糖组分均通过吸附架桥起作用,其中多糖组分可单独表现出一定的絮凝活性。将SMP及B-EPS单独调理污泥脱水,最佳调理p H分别为5和6,在此p H下两者最佳投加量分别为13 m L及9 m L,并且此时Ca Cl2投加量影响较小。最佳条件下B-EPS与无机絮凝剂均具有良好的调理脱水效果,但B-EPS投加量很小,并且B-EPS与硫酸铝复配使用可进一步增强污泥的脱水效果。以污泥比阻为指标,利用响应面法分析了极显著因素p H、B-EPS投加量以及两者之间的交互和显著因素Ca Cl2投加量对B-EPS复配硫酸铝调理浓缩污泥脱水的影响。