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以废治废培养絮凝剂产生菌
 
 
       絮凝剂是从微生物体或其分泌物提取、纯化而获得的新型水处理剂,具有无机絮凝剂和高分子合成絮凝剂无法比拟的优势。以制酒废水作为替代培养基,既充分利用了废水中的营养物质产生絮凝剂,又能降低废水中的污染物,达到“以废制废”,废水资源化利用的双重目的,从而为降低絮凝剂的合成成本,解决制约微生物絮凝剂发展瓶颈提供新途径。


     1 材料与方法


     1.1 供试菌株
     试验所用菌株取自于成都某污水处理厂沉淀中的活性污泥,经本实验室分离并保存。


     1.2 实验用水
     试验中所使用的废水为成都市某酒厂生产过程中所产生的制酒废水,其水质参数为:还原糖20.80g/L,COD浓度为90000mg/L,pH3.6。


     1.3废水发酵培养基及斜面培养基
     将制酒废水进行适当稀释,按一定的C/N比加入氮源,121℃灭菌30min后制成废水发酵培养基,用于絮凝剂的合成;将废水稀释10倍,按C/N比20:1的发酵培养基成分加入琼脂20g/L,121℃灭菌30min后制成废水斜面培养基,用于菌种保存。


     1.4实验方法
     1.4.1絮凝剂产生菌培养条件优化
     将筛选出的细菌菌株按10%的相对接种量(V/V,菌体浓度:108个/L)分别接种于不同氮源种类、C/N比废水发酵培养基中,在摇床转速为120r/min,培养温度为30℃的条件下培养后取10mL发酵液经离心后测定其上清液的絮凝率。
     1.4.2絮凝率测定方法
     按照《水的混凝及絮凝杯罐试验方法GB/T 16881—1997》,并根据实际情况作修改。具体为:200mL烧杯中依次加入高岭土悬浊液(1g/L)93mL,1%CaCl2溶液5mL,,絮凝剂2mL,将pH值调至7.0左右,然后将烧杯置于电动搅拌器下,吸取其上清液于分光光度计波长为550nm处测定其吸光度OD550,以等体积的蒸馏水作为对照,以絮凝率(FR)表示絮凝活性。
FR计算公式如下:FR=(A—B)/A×100%
式中,A为对照样上清液550nm处的吸光度;B为絮凝后上清液550nm处的吸光度。
     1.4.3 菌株鉴定
     在碱性条件下,用表面活性剂SDS将细菌细胞壁破裂,然后用高浓度的NaCl沉淀蛋白质等杂质,经过氯仿抽取进一步去掉蛋白质等杂质,经乙醇沉淀,得到较纯的总DNA,测序结果进行Blastn同源性检索和相似性分析。


2 结果与讨论


     2.1 细菌类絮凝剂产生菌培养条件优化


     2.1.1 不同氮源对细菌合成絮凝剂的影响
     文章来源华夏酒报一般有机氮的成本较高,为降低微生物絮凝剂的生产成本,以尿素和硫酸铵作为培养基添加氮源,考察氮源对絮凝活性的影响。
从结果可以看出,无机氮源作为细菌生长和絮凝剂合成的外加氮源,能够促进细菌的生长和絮凝剂的合成。


     2.1.2 C/N对细菌合成絮凝剂的影响
     C/N对比会直接影响微生物的生长繁殖和代谢产物的积累。将5株细菌类絮凝剂产生菌在碳氮比为5:1—30:1的制酒废水发酵培养基中培养40h后,取样测定其絮凝活性。
     5株细菌都在C/N15:1—25:1时有较大的絮凝活性,且能在此范围内基本保持稳定。


     2.1.3 发酵时间对细菌合成絮凝剂的影响
     微生物成长分适应期、加速期、对数期、减速期、静止期和衰亡期6个时期。这5株细菌类絮凝剂产生菌的较大,絮凝活性分别出现在发酵为32h或40h。


     2.1.4单株细菌最佳絮凝剂合成条件的确定
     由于X15相对于其他4株细菌来说,具有更好的絮凝活性,而且在各次实验中的稳定性较好,故对其进行正交实验。
各因素对X15菌株合成絮凝剂影响程度的顺序为:培养基初始pH>碳氮比>废水COD浓度>氮源种类。从该絮凝剂产生菌的最佳合成条件为:尿素为氮源,培养基初始pH值为8.0,碳氮比为15:1,COD浓度为9000mg/L。


     2.2 X15的生理生化特性


     X15菌株生理生化指标鉴定结果可以看出,X15革兰氏染色为阳性,能够在厌氧条件下生长,对乳糖反应表现为阴性,其余反应都表现为阳性。
 
 

 絮凝剂有不少品种,其共通特点是能够将溶液中的悬浮微粒聚集联结形成粗大的絮状团粒或团块。   絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂;有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。

       絮凝剂主要是带有正电(负)性的基团中和一些水中带有负(正)电性难于分离的一些粒子或者叫颗粒,降低其电势,使其处于不稳定状态,并利用其聚合性质使得这些颗粒,集中,并通过物理或者化学方法分离出来。一般为达到这种目的而使用的药剂,称之为絮凝剂。絮凝剂主要应用于给水各污水处理领域。

     有机无机复合絮凝剂以品种多样和性能多元化占主导地位。作用机理主要与协同作用相关。无机高分子成分吸附杂质和悬浮微粒,使形成颗粒并逐渐增大;而有机高分子成分通过自身的桥联作用,利用吸附在有机高分子上的活性基团产生网捕作用,网捕其它杂质颗粒一同下沉。同时,无机盐的存在使污染物表面电荷中和,促进有机高分子的絮凝作用,大大提高絮凝效果。我国无机高分子絮凝剂的生产和应用已取得长足进展,最具有代表性的聚合氯化铝和聚合liusuan铁的研究,已居世界前列

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