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生物絮凝剂作为一种安全无毒、絮凝活性高、无二次污染的新型絮凝剂,对人类的健康与环境保护都有重要的现实意义。利用废弃生物质制备生物絮凝剂更是开发和应用前景广阔的生物技术之一。本研究即针对从发酵法生物制氢残液中筛选出来的高效产絮菌BF-6,探讨产絮促进因子对细菌BF-6产絮能力的影响,以及发酵工艺的优化,以期进一步提高细菌BF-6的产絮能力。 碳源浓度对BF-6产絮的影响试验表明,向细菌BF-6的第二段发酵培养基中添加0.2g/L葡萄糖时,细菌BF-6产絮能力很强,其发酵液絮凝率达到97%;控制碳氮比在10:1时细菌BF-6的产絮达到较高水平,其发酵液絮凝率是92.6%。实验发现,在相同的离子浓度下,Mn2+、Fe2+、Fe3+、Ca2+对细菌BF-6产絮能力的促进作用较为明显。当发酵培养基中的单一金属离子浓度分别达到Mn2+摩尔浓度为2.5mmol/L、Fe2+摩尔浓度为2.5mmol/L、Fe3+摩尔浓度为10mmol/L、Ca2+摩尔浓度为5mmol/L时对BF-6产絮能力的促进作用较强,其发酵液的絮凝率分别为94.1%、96.6%、95.1%和95%。 半胱氨酸、谷氨酸、丙氨酸对细菌BF-6产絮能力的促进作用试验表明,在发酵培养基中单独加入1mmol/L的半胱氨酸、0.5mmol/L的谷氨酸、0.5mmol/L的丙氨酸对BF-6产絮能力的促进作用达到最高,此时细菌BF-6发酵液的絮凝率分别为93.4%、92.1%与95.9%。 实验表明,细菌BF-6的最优化发酵工艺条件优化如下:发酵温度30℃;摇床转速140r/min;发酵时间24h;最佳磷酸盐投加量KH2PO41.2g,K2HPO43g;发酵后段的补料调控策略为在发酵进行18h时,单独投加尿素和磷酸盐0.04mol/L可使BF-6的产絮能力得到进一步提高,将其发酵液絮凝率提高2.8%。 以菌种复配的方式也可实现细菌BF-6的发酵工艺优化。实验发现,组合J1(BF-1+BF-6)与J3(BF-7+BF-6)发酵液的絮凝率效果好,絮凝率分别是94.4%、88%。进一步对这两种复配菌种产絮能力的影响因子进行探讨。初步确定J1的最适碳源为挥发酸醇,最适氮源投加量为加入尿素0.3g/L,最适发酵温度为20℃,最适摇床转速为140r/min;J3的最适碳源为由蔗糖和挥发酸醇构成的混合碳源,最适氮源投加量为加入尿素0.3g/L,最适发酵温度为25℃,最适摇床转速为140r/min。