复合菌群产微生物絮凝剂的应用研究

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微生物絮凝剂(Microbial Flocculants,MBF)是微生物生长过程中产生的一类次生代谢产物,可以凝聚沉淀液体中的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体粒子等。由于其具有可生物降解,无毒无害,絮凝活性高,无二次污染等特点,近年来,微生物絮凝剂的研究与开发已成为新的研究热点。本文在实验室经过多重筛选和富集,分离出4株絮凝剂产生菌株,分别命名为ZJTL2、ZJSW3、KJTD6和KTYD1。由ZJTL2和KJTD6构建复合菌群(复合1)。在最佳絮凝条件,即复合1的发酵液最佳投加量为2ml,投加到100mlpH值为9.0的4%高岭土悬浊液中,添加2ml的1%CaCl2溶液,沉降15min时,其絮凝率可达到95.5%。为降低复合1的培养成本,本课题尝试用淀粉废水作为培养基的碳源和能源。实验证明,淀粉废水完全能够取代葡萄糖作为复合1的碳源和能源。研究了淀粉废水的浓度、培养基初始pH值、培养温度、摇床转速和接种量等因素对复合1的发酵液絮凝活性的影响。复合1的优化培养基是:淀粉废水(CODcr为4860mg/L)1.0L,尿素0.3g,酵母膏0.6g,K2HPO4 5.0g,KH2PO4 3.0g,NaCl 0.3g,MgSO4·7H2O0.5g,灭菌(115℃,30min)。复合1产絮凝剂的优化培养条件:种子培养基初始pH值为7.5,接种量为两种菌株各1.0ml(种子液)/50ml淀粉废水培养基中,培养温度35℃,摇床转速160rpm,培养时间72h。在此优化培养条件下,复合1的发酵液的絮凝率达95.8%。将复合1所产絮凝剂进行提纯,提纯量为0.9268g(絮凝剂)/L(发酵液)。成分分析实验表明,复合1所产絮凝剂主要成分为多糖类物质。复合1所产絮凝剂的具有良好的热稳定性。将复合1所产絮凝剂MBFL-X应用于淀粉废水处理。600r/min搅拌30s,接着300r/min搅拌30s,再140r/min搅拌2min,最后50r/min搅拌4min为处理淀粉废水的最佳搅拌程序。淀粉废水处理方案采用依次投加7ml絮凝剂和9ml 1%CaCl2溶液于500ml的淀粉废水中,最后调节pH值为9.0。絮凝剂MBFL-X对印染废水有较好的处理效果。去除CODcr的最佳工艺条件,即投加絮凝剂1.6ml,3ml 1%CaCl2溶液于100ml印染废水中,调节系统pH值至9.0,CODcr去除率为77.4%,脱色率为85.2%。脱色的最佳工艺条件,即投加絮凝剂1.6ml,3ml 1%CaCl2溶液于100ml印染废水中,调节系统pH值至9.5,CODcr去除率为70.2%,脱色率为89.3%。对复合菌群的固定化做了初步研究,实验选用了聚乙烯醇(PVA)和硼酸溶液的反应制作固定化小球,研究了微生物固定化条件对固定化复合菌群絮凝活性的影响。
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