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微生物絮凝剂是微生物在生长过程中所产生的代谢产物,其主要成分为多糖、糖蛋白、蛋白质、纤维素、核酸等。与其它絮凝剂相比,微生物絮凝剂具有种类多、来源广、培养条件粗放、絮凝性能好、无环境毒性等特点。由于传统的絮凝剂存在不同的缺陷,尤其是铝系絮凝剂和聚丙烯酰胺类絮凝剂具有环境毒性。因此,微生物絮凝剂自从问世以来便受到广泛的关注,具有重要的研究价值和应用前景。多粘类芽孢杆菌Paenibacillus polymyxa GA1为本实验室从土壤中筛选出来的一株高效产絮菌株,所产絮凝剂MBFGA1具有广泛的絮凝、脱色作用。本论文针对GA1培养特性以及所产絮凝剂MBFGA1产生情况、絮凝性能等方面展开了广泛深入的研究,主要工作有:(1)考察了MBFGA1理化性质、絮凝效果、影响因素;(2)考察了GA1发酵培养基以及各组分的对絮凝的影响,并深入研究影响机理;(3)研究磷酸盐对GA1培养过程参数、MBFGA1化学构成和产生情况的影响及机制;(4)研究了GA1菌株和MBFGA1对重金属铜离子的去除情况。研究表明,MBFGA1主要成分为多糖,热稳定性良好;GA1发酵液在CaCl2存在条件下和偏碱时对高岭土、土壤废水、洗煤废水等絮凝效果达到95%以上,但对垃圾渗滤液处理效果相对较差,絮凝率为58%左右;培养基中磷酸盐在CaCl2存在下,pH值中性偏碱时对各种废水均表现一定的絮凝性,在MBFGA1絮凝废水的过程中起重要作用,且作用离子为PO43-和Ca2+;这两种离子在pH值中性偏碱时能有效降低高龄土悬液的ξ电位绝对值到接近零,使胶体脱稳;PO43-和Ca2++形成絮状沉淀后,能网捕脱稳颗粒,进而在MBFGA1桥联作用下颗粒结团沉降完成絮凝;发酵培养基虽有一定絮凝性,但效果不佳,处理后上清液颗粒平均粒径远大于发酵液处理后,且絮体、泥饼性质差异大,不利于工业应用和后续处理;BaSO4亦有一定的助凝效果,但因沉淀本身性质差异,其效果劣于磷酸钙。磷酸盐对GA1的生长曲线阶段划分影响较小,但能有效促进对数生长速率和最终生物量;磷酸盐非MBFGA1合成的必要条件,但能促进产絮快速启动,缩短产品收获时间,提高最终单位产率,其他条件相同时,含有磷酸盐的培养基最终单位产率比不含磷酸盐的培养基高30%;磷酸盐对体系pH值变化具有缓冲作用,能维持pH值相对稳定,有利于GA1菌体的生长;含有磷酸盐的培养基和不含磷酸盐的培养基产生的MBFGA1均为多糖结构,区别在于前者结构中不含叁键和累积双键,而后者含有R-C≡CH。GA1菌体对重金属铜离子有一定的吸附去除效果,且吸附平衡时间较短,为8min。吸附作用为表面吸附,不参与能量和物质代谢;不同生长阶段的GA1对铜离子去除效果差异较大,静止期内,吸附效果微弱,之后吸附率快速上升,在对数尾期达最高值74%,高于用发酵液处理时的最高值;MBFGA1对铜离子有一定的去除作用,但效果较弱,最大负载为1 mg/ 3mg;pH值对发酵液吸附效果影响较大,pH为6时吸附效果最佳,为74%。