【摘 要】
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微生物絮凝剂（Microbial flocculant,MBF）是一类具有絮凝活性、高效生物分解性且降解后无二次污染的绿色水处理剂。它的使用对人类的健康与自然环境都具有重大的现实意义,为加快其发展,本研究在分离到牛、羊源纤维素分解菌并测定具有凝絮作用的基础上,研制了新型高效微生物絮凝剂,并对其生产和应用进行了初步探索,分析了对污水废水净化的环保意义。本课题从微生物絮凝剂产生菌的筛选和鉴定入手,分离
【基金项目】
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“十三五”国家重点研发计划课题（2018YFD500504）
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微生物絮凝剂（Microbial flocculant,MBF）是一类具有絮凝活性、高效生物分解性且降解后无二次污染的绿色水处理剂。它的使用对人类的健康与自然环境都具有重大的现实意义,为加快其发展,本研究在分离到牛、羊源纤维素分解菌并测定具有凝絮作用的基础上,研制了新型高效微生物絮凝剂,并对其生产和应用进行了初步探索,分析了对污水废水净化的环保意义。本课题从微生物絮凝剂产生菌的筛选和鉴定入手,分离出三株絮凝活性较好的絮凝剂产生菌,通过分子生物学和系统的生理生化鉴定,确定菌株P40-2为纤维单胞菌的一个新种,将其命名为金牛纤维单胞菌（Cellulomonas taurus）;菌株P71-1和P99-1鉴定为纤维微细菌。实验确定微生物絮凝剂MBF-P40、MBF-P71、MBF-P99培养基碳氮源组合为葡萄糖、酵母提取物和尿素。最适培养条件的初始p H值为7,培养温度30-36℃,转数120-130 r/min,培养时间24-48h。通过毒理学实验证实,MBF-P40、MBF-P71、MBF-P99的小鼠LD50分别为1.5×1011CFU/m L、0.75×1011CFU/m L、1.0×1011CFU/m L,并且观察经灌胃MBF-P系列产品后,小鼠的血细胞染色体并未发生畸变。通过Molish、双缩脲、茚三酮反应定性分析显示微生物絮凝剂组分以糖类和蛋白质为主,LC-MS定量分析MBF-P主要由八种单糖构成,其中MBF-P40以核糖为主,MBF-P71以葡萄糖和核糖为主,MBF-P99以鼠李糖、木糖、葡萄糖和核糖为主。LC-MS/MS定量分析MBF-P40鉴定到956个蛋白、MBF-P71鉴定到382个蛋白、MBF-P99鉴定到1420个蛋白。Zeta电位测定和红外光谱分析显示MBF-P系列产品带有负电荷,并且存在羟基、氨基、羧基、酰氧基等官能团代表的多糖特征峰,表明其絮凝机理主要为架桥和吸附、微生物分解代谢作用及电位中和作用。在MBF-P系列产品实际处理污水废水应用中,发现对养殖场、生活污水处理厂和船舶港口附近污水净化效果较为理想,其中养猪场废水絮凝率最高达到96.07%,COD去除率最高89.72%;生活污水处理厂絮凝率达95.64%、COD去除率达50.37%、氨氮去除率达64.16%。MBF-P99处理船舶港口附近污水絮凝率高达93.76%、COD去除率达83.62%、氨氮去除率达93.86%、总氮去除率达92.33%。MBF-P40和MBF-P71产品保质期为6个月（4℃）、MBF-P99产品保质期为9个月（4℃）。污水处理效果SEM观察试验中发现添加MBF-P系列产品后,污水中的沉降物形成大片状、质地更加紧密的絮状体。通过污水处理前后水质检测报告对比和用户试用反馈评价,MBF-P系列产品具有一定的市场开发价值,可适于规模化生产和推广应用。
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