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微生物絮凝剂是微生物在生长繁殖过程中分泌的次生大分子代谢产物,具有无毒、无二次污染、絮凝活性高、容易生物降解等优势,因此在废水处理领域有着广泛的应用前景。目前亟需解决的问题是如何提高微生物絮凝剂发酵工艺的稳定性、产量及其活性。本论文以此为目的,展开相关研究工作,具有实际意义。本论文用克雷伯氏菌NIII2共碳源发酵以期高产高活性絮凝剂,利用红外光谱、扫描电镜、激光粒度测定仪、Zeta电位测定仪、藻类分析仪等分析仪器,研究了克雷伯氏菌NIII2产糖蛋白类絮凝剂结构与其性能的相关性,并通过阳离子化修饰方法,对克雷伯氏菌NIII2所产絮凝剂进行了改性,获得以下成果:(1)丁二酸、乙酸、乳酸等共存碳源易使克雷伯氏菌NIII2分泌碱性物质,有利于提高絮凝剂的产量和性能。其中丁二酸共存时明显分泌碱性物质,絮凝剂的产量和碳源转化率分别可达10.37 g/L和43.48%;助凝剂钙离子存在下,8.0 mg/L絮凝剂使2 g/L高岭土的SS去除率达到97.3%。絮凝剂中较高的蛋白/糖(33%)、高的唾液酸含量和高的分子聚合度等是保障其高活性的主要原因。(2)克雷伯氏菌NIII2共碳源发酵时,高产絮凝剂培养基的优化结果为:蔗糖20 g/L、丁二酸5 g/L、硝酸钠(氮源)2.5 g/L、硫酸钠(硫源)48 mg/L、镁离子浓度为2.0 mmol/L,调节发酵液初始pH为7.5,发酵72 h收获絮凝剂,产量可达10.87 g/L。优化条件下所产絮凝剂分子中糖蛋白比值提高约35%。(3)克雷伯氏菌NIII2发酵碳源产糖蛋白絮凝剂时,金属镁离子投加量不足会使絮凝剂产量、糖蛋白比值及其活性明显降低;硫源也是一个影响克雷伯氏菌NIII2产絮凝剂的重要因素,氧化态的硫对克雷伯氏菌NIII2产高活性絮凝剂非常有利。(4)克雷伯氏菌NIII2所产糖蛋白类絮凝剂阳离子化修饰的优化条件为:10 g干絮凝剂,阳离子醚化剂为0.015 mol,醚化剂与氢氧化钠摩尔比1.2,加水20%,温度70℃,反应2 h。此条件下,阳离子化修饰絮凝剂的Zeta电位可达+31.5 mV。无助凝剂条件下,4 mg/L阳离子化修饰的絮凝剂使含2 g/L高岭土水样清澈,比未阳离子化修饰的絮凝剂对SS去除率提高约38%,其对荷负电较高的藻类也有好的处理效果。