复合菌群产微生物絮凝剂(MBF)的研究

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微生物絮凝剂(Microbial Flocculants,简称MBF)是由微生物产生的可使液体中不易沉降的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体颗粒等凝聚沉淀的特殊高分子物质,具有高效、无毒、可生物降解等特点,近年来受到了广泛的关注。 本课题根据EM(Effective Microorganisms)技术原理,从筛选到的絮凝剂产生菌中构建出复合菌群——复合1(BAFRT4+CYGS1)。由于这两种菌株之间存在协同作用,所以与单一菌群相比,复合菌群所产MBF的絮凝活性大大提高。 为降低复合1的培养成本,本课题尝试用啤酒废水作为培养基中的碳源和能源。实验证明,啤酒废水完全能够取代葡萄糖作为复合1的碳源和能源。研究了啤酒废水浓度、培养基初始pH、培养温度、摇床转速和接种量等因素对复合1所产MBF絮凝活性的影响。复合1的优化培养基为:啤酒废水(CODCr为5000mg/L)1L,尿素0.5g,酵母膏0.5g,(NH42SO4 0.2g,K2HPO4 5g,KH2PO4 2g,NaCl 0.1g,MgSO4·7H2O 0.2g,灭菌(115℃,30min)。复合1产生高效MBF的优化培养条件:接种量为两种菌株各1.0ml(种子液)/50ml(啤酒废水培养基),培养基初始pH6.0,培养温度30℃,摇床转速160rpm,培养时间72h。在优化条件下,复合1所产MBF的絮凝率E4达96.8%。 经菌种鉴定,菌株BAFRT4为葡萄球菌属,菌株CYGS1为假单胞菌属。对复合1所产MBF进行提纯固化,产率为15g(絮凝剂)/L(发酵液)。成分分析实验表明,复合1所产MBF为含有多糖和蛋白质的大分子物质。 用复合1所产MBF处理靛蓝印染废水,在去除CODCr和脱色方面均取得了良好效果。去除CODCr的最佳工艺条件为:在100ml靛蓝印染废水中投加1.7mlMBF、3.5ml的1%CaCl2溶液,调节pH至9.0,摇匀,静置10min,CODCr去除率达79.2%,脱色率为86.5%。脱色的最佳工艺条件为:在100ml靛蓝印染废水中投加1.7ml MBF、3.0ml的1%CaCl2溶液,调节pH至8.5,摇匀,静置10min,CODCr去除率为69.4%,脱色率达87.6%。去除CODCr的经验动力学方程和脱色的经验动力学方程分别为:Ct,COD(mg/L)=C0,COD(1-t/(1.8610+1.1587t))和Ct,OD(A)=C0,OD(1-t/(3.5697+0.9746t))。
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