微生物絮凝剂是一类由微生物产生的次生代谢产物，可以吸附、中和、絮凝、沉淀水中不易降解的固体悬浮颗粒和胶体颗粒等特殊高分子代谢产物，被认为是一种安全、高效、能自然降解的新型水处理剂，故研究与开发倍受关注。现在应用的无机和有机化学絮凝剂在水处理中各具特色，但伴随经济发展和人们对良好环境质量的渴求，为了人民健康和生态环境的可持续发展，开发低毒、高效、多功能絮凝剂的研究一直在进行。微生物絮凝剂可大规模生产、产品无毒、处理效率高，有替代其它类型絮凝剂产品的可能性与发展趋势。 研究目的：本课题组在前期的研究工作中筛选到一株微球菌DS16，其代谢产物具有良好的絮凝活性。本项研究拟在前期研究的基础上，对DS16发酵产生的絮凝剂进行提纯分析，并对该产品的制备工艺和安全性进行研究，从而研发出一种安全、高效的新型微生物絮凝剂。 研究方法：通过DEAE-Sepharose FF和Sephadex G-200对发酵生产的絮凝剂进行提取纯化，利用紫外扫描、红外光谱和毛细管电泳对纯化样品进行分析，通过急性毒性试验、Ames试验、小鼠骨髓嗜多染红细胞微核试验三方面对纯化样品做了安全性评价。通过定性及定量测定微生物絮凝剂的投加量、温度、pH、金属离子对微生物絮凝剂絮凝活性的影响，以了解微生物絮凝剂的絮凝特性。通过正交试验对微球菌DS16产絮凝剂的培养基成分及培养条件进行优化，获得发酵生产的最优配方；用此配方进行放大试验，并对发酵液进行提取制备，找出适合本产品并且收率最高的制备工艺。 研究结果：经DEAE-Sepharose FF和Sephadex G-200纯化后，Sephadex G-200图谱中多糖活性峰为一对称单峰。紫外扫描确定纯化样品的特征吸收峰在250nm，红外光谱图谱分析显示是一张典型的多糖光谱图，高效毛细管电泳结果显示微球菌DS16发酵产生的多糖絮凝剂主要由鼠李糖，葡萄糖，甘露糖，半乳糖组成。毒理学试验的结果表明，急性经口毒性试验中实验动物无中毒及死亡现象，样品属实际无毒；Ames试验中受试物各剂量组回变菌落数均未超过自发回变菌落数的2倍，亦无剂量——反应关系，结果为阴性；样品对小鼠骨髓嗜多染红细胞无致微核作用。 微生物絮凝剂投加量在10mg/L时絮凝效果最好，絮凝活性达到96．46％；在20～35℃絮凝活性相对稳定，30℃时絮凝活性达到最高96．2％；pH值为7．0时絮凝活性最高；K+、Na+、Cu2+和Fe2+都对絮凝活性的展示有抑制作用，而Ca2+、Mg2+对微生物絮凝剂的絮凝活性有促进作用。 本研究确定了高效微生物絮凝剂产生菌DS16的最佳发酵时间为18h。通过正交试验确定的有利于微生物絮凝剂合成的最佳培养基成分为K2HPO40．45％、NaH2PO40．14％、液糖1．8％、（NH4）2SO40．5％、酵母提取物0．04％、Mg2SO40．02％、CaCl20．01％；培养条件为温度29℃、摇瓶转速170rpm、通气量0．2V/V·min、投料系数0．76。通过向培养基中添加不同浓度Mn2+进行培养，发现Mn2+对絮凝剂的产生有显著的促进作用，在添加量为6mg/L时絮凝剂干重达到最高值，获得最高絮凝活性的使用浓度仅为2mg/L。通过补料分批发酵在18h时絮凝剂干重达到了13．7g/L，絮凝活性达到97．26％。 通过3000升发酵罐的发酵动态分析及生产工艺研究确定了比较成熟的生产工艺。发酵液用平板膜截留浓缩3倍，浓缩液加入3倍乙醇洗涤沉淀两遍，沉淀用平板式吊袋洁净离心机离心，双锥回转真空干燥机干燥，然后粉碎包装成品。 结论：通过本研究建立了一套成熟可行的生产工艺，找出了絮凝活性的影响因素，对该产品的毒理学研究证实了微球菌DS16发酵产生的絮凝剂是无毒，安全可靠的。