论文部分内容阅读
具有分泌絮凝剂能力的微生物称为絮凝剂产生菌,至今发现的具有絮凝性的微生物包括霉菌、细菌、放线菌和酵母菌等,微生物絮凝剂是微生物的代谢产物,组成和结构可以是多糖、蛋白质、糖蛋白等,如Alcaligenes cupidus KT201、Alcaligenes latus B-16为多聚糖类絮凝剂,Nocardia amarae YK1[5]、Aspergillus sojae AJ7002为蛋白质类絮凝剂,Rhodococcus erythropolis S-1合成的NOC-1为糖蛋白类絮凝剂。与传统的无机和有机高分子絮凝剂相比,微生物絮凝剂是一种可生物降解的天然生物高分子絮凝剂,对人体无害,不存在二次污染,具有广阔的应用前景。本实验室从土壤中筛选分离到一株高效絮凝剂γ-聚谷氨酸(γ-PGA)产生菌NX-2,鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),本文对NX-2的絮凝剂合成条件、絮凝剂的组成和性质、絮凝条件及在实体中的应用等方面进行了系统的研究:1. 絮凝活性分布实验证明NX-2合成的絮凝剂大部分存在于胞外的培养液中;对絮凝剂合成的营养条件和培养条件的研究表明,培养的最适碳源为葡萄糖,最适氮源为酵母膏,考虑成本可采用廉价的蔗糖与无机氮源,NX-2在缺乏谷氨酸培养时,不生成絮凝活性,表明谷氨酸是NX-2合成絮凝剂的必要成分。正交试验确定培养基的配方为:葡萄糖3%,酵母膏0.8%,K2HPO4·3H2O 0.2%,MgSO4 0.025%,谷氨酸钠1%。500ml摇瓶培养时最适装液量为80ml,最适初始pH7.5。2. 培养液经离心、酒精沉淀、透析、冻干得成品,收率约20g/L。产物经1H-NMR和13C-NMR鉴定为γ-聚谷氨酸(γ-PGA),属于聚氨基酸,主链为nylon-4结构。3. 对γ-PGA絮凝条件的研究表明:γ-PGA对高岭土、活性炭和泥浆等悬浮液具有较高的絮凝活性,絮凝活性稳定,热稳定性好,用量高于10mg/L时适用pH范围宽,最适投加浓度为20mg/L,加入Ca2+ 、Mg2+、Fe3+、Al3+、Fe2+、Na+等金属离子能不同程度增强γ-PGA的絮凝活性,其中Ca2+助凝效果最高。使用Ca2+作助凝离子可降低γ-PGA用量,但Ca2+浓度过高会明显降低γ-PGA的絮凝活性。4. 实体应用证明γ-PGA能有效降低电镀废水中Cr+3、Ni+2和Cu2+离子的浓度。