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《山西大学》 2012年
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利用微生物絮凝剂处理太原市高矿化度与高硬度地下岩溶水的研究

郭彦涵  
【摘要】:水资源缺乏已成为困扰山西省当前经济与社会发展的最大难题之一。但山西省拥有大量不能直接用于生产及生活的高矿化度、高硬度的地下岩溶水。经测定,太原市小店区地下水的矿化度3643mg/L、硬度3044mg/L,属于高矿化度、高硬度的地下岩溶水,不能够直接作为人们生产及生活用水,需要经过絮凝剂处理。 本学位论文通过筛选合适的菌种,并制备成所需的微生物絮凝剂应用于太原市地下岩溶水的处理,使其矿化度及硬度达到工业用水标准。研究内容主要分为三部分:第一,菌体扩大培养及絮凝活性分布测定;第二,菌体固定化及菌体的絮凝机理初步探讨:第三,微生物絮凝剂的提取工艺设计及其絮凝机理的初步探讨。 本实验通过测定单位菌体质量及菌体OD值相结合的方法测定生长曲线,进而达到优化菌种的扩大培养条件的目的。同时,应用火焰原子吸收仪法和电导率仪法互相配合测定岩溶水的硬度及矿化度变化情况,进而确定菌种的絮凝活性分布情况。其中,主要选用了白地霉(Geotrichum candidum)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)及灰色链霉菌(Streptmyces griseus)四种菌来制作微生物絮凝剂,将它们在相同培养条件、相同接种量,但选用不同扩大培养基的前提下,扩大培养8天并测定其生长活性。同时,任取其中一种培养基的发酵液进行絮凝活性分布测定,绘制生长曲线和絮凝活性分布图。结果显示,微生物絮凝剂对岩溶水矿化度及硬度的絮凝性能与菌体活性有关,且随生长活性趋势的变化而变化。菌种活性越大,其絮凝活性也越大。其中,白地霉的菌体及分泌物对岩溶水均有絮凝活性,且白地霉在白地霉培养基2中培养的第4天其活性最旺,应在此条件下获取菌体及分离上清液效果最佳;枯草芽孢杆菌的菌体及分泌物对岩溶水均有絮凝活性,且在枯草芽孢杆菌培养基2中培养的第3天其活性最旺盛,应在此条件下获取菌体及分离上清液效果最佳;啤酒酵母菌体对岩溶水有絮凝活性,且在啤酒酵母培养基4中培养的第2天菌种活性最旺,应在此条件下获取文菌体效果最佳;灰色链霉菌对岩溶水絮凝活性较低且难大量培养,因此将不会对灰色链霉菌做更深入的研究。 在此基础上,将白地霉、枯草芽孢杆菌及啤酒酵母三种菌的菌体作为固定化微生物絮凝剂的制备材料,运用正交的方法(即不同的固定化方式、不同搅拌时间及不同絮凝剂投加量对絮凝效果的影响)来确定最佳絮凝条件。实验发现,其形成的固定化小球稳定性高、抗压力强、可反复多次利用且对其絮凝率的影响不大。其中,SA-明胶-PVA白地霉固定化小球对太原市地下岩溶水的矿化度絮凝效果优于其他固定化方式形成的白地霉小球,当搅拌时间为60min和投加量为4g/L时絮凝效果最佳,对矿化度的絮凝率最高达到86.25%,使太原市地下岩溶水的矿化度由原来的3643mg/L降为506.86mg/L;SA啤酒酵母固定化小球对岩溶水的絮凝效果优于其他固定化方式形成的啤酒酵母固定化小球,且当其投加量为4g/L和搅拌时间为30min时絮凝效果最优,岩溶水的硬度降低为489mg/L,矿化度降为2239mg/L;SA-PVA枯草芽孢杆菌固定化小球对岩溶水的絮凝效果优于其他固定化方式形成的枯草芽孢杆菌固定化小球,当其投加量为1g/L和搅拌时间为90min时絮凝效果最优,使岩溶水的硬度降低为575mg/L,矿化度降为2055mg/L。这三种菌均表现出良好的絮凝性能。为什么?经过分析紫外和红外图谱可知,白地霉菌体的主要絮凝活性物质可能为蛋白质,其主要活性基团为大量的C-H和N-H;枯草芽孢杆菌起絮凝活性作用的物质为蛋白质和核酸,其主要活性基团为大量的N-H、-CH3及-CH2,同时反应后出现P=O的伸缩振动,推测可能有脂生成;啤酒酵母中的蛋白质及核酸可能是此类微生物絮凝剂的絮凝活性物质,其主要活性基团为N-H、C-N、-CH3及-CH2中,反应后发现有伯胺类N-H伸缩振动,推测可能有新蛋白生成。 在实验中发现,部分菌种的上清液具有絮凝活性。鉴于此,通过耐热性和耐酸碱性实验来确定微生物絮凝剂提取条件并运用化学方法及光谱扫描图谱分析来确定其絮凝活性成分和絮凝活性基团。结果表明,白地霉分泌物即絮凝剂的最佳提取方法是:白地霉上清液→50℃旋转蒸发至原有体积的1/10→加入二倍体积的预冷无水丙酮→高速离心→得到沉淀即为所要粗产物;枯草芽孢杆菌分泌的提取方法为:枯草芽孢杆菌上清液→48℃旋转蒸发至原有体积的1/10→调pH值为5且加入无水乙醚→置于-4℃预冷8h→高速离心分离→得到沉淀即为所要粗产物。而微生物絮凝剂通过呈色反应及一系列相关实验测定可知,枯草芽孢杆菌分泌物主要成分为35%的蛋白质和39%的糖,其中主要的絮凝活性物质是蛋白质,其中也可能包括部分核酸,其絮凝活性基团是-CH3、=C-H、N-H和O-H,且絮凝反应后发现有C-O-C即脂键生成;白地霉分泌物主要成分是51%的糖和43%的蛋白质,其中主要起絮凝作用的活性物质是蛋白质,含有大量N-H和O-H絮凝活性基团。 将制得的微生物絮凝剂分别与自制三元复合吸附剂、六水合氯化铝、壳聚糖的冰醋酸溶液的絮凝性能进行了对比和初步分析发现,微生物絮凝剂具有操作简便、无二次污染、絮凝效果较好且其絮凝成本较低、相对较经济实惠等特点和优势。
【学位授予单位】:山西大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:X703.5

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张万锋;;火焰原子吸收法测水的总硬度[J];安康学院学报;2008年01期
2 张侠;何玉凤;潘素娟;张玲;刘世磊;王荣民;;胞外生物高分子絮凝剂结构组成与絮凝机理研究[J];安全与环境学报;2010年06期
3 靳侠侠;张伟才;;絮凝剂的种类之浅谈[J];过滤与分离;2009年01期
4 张惠珍;马国芳;钱洪军;陈国伟;杨镪伟;刘俊杰;;不同种类壳聚糖抗菌性能的比较[J];河北师范大学学报(自然科学版);2009年01期
5 陈盛;钱伟;罗志敏;佘晨兴;马秀玲;;酸性多糖微生物絮凝剂的提取、纯化与分析[J];环境污染治理技术与设备;2006年12期
6 颜克亮;熊征;刘友勋;田媛;张晓昱;;开放静置体系中白地霉Y1对染料脱色降解研究[J];环境工程学报;2008年10期
7 吴云海;冯仕训;李斌;米娴妙;徐洁;;废弃啤酒酵母吸附水中酸性湖蓝A的实验研究[J];环境工程学报;2010年08期
8 蒋宇红,黄霞,俞毓馨;几种固定化细胞载体的比较[J];环境科学;1993年02期
9 阮敏;杨朝晖;曾光明;熊丽娟;陶然;王荣娟;刘有胜;;多粘类芽孢杆菌GA1所产絮凝剂的絮凝性能研究及机理探讨[J];环境科学;2007年10期
10 廖家莉,杨远友,罗顺忠,刘宁,张太明,金建南,陈立;固定化啤酒酵母对~(241)Am溶液吸附特性的研究[J];环境科学学报;2003年04期
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1 张立央;SA/CS-CaCl_2/PMCG微胶囊及其固定化微生物细胞的培养[D];浙江大学;2003年
2 周利民;磁性壳聚糖改性以及对金属离子的吸附特性研究[D];天津大学;2007年
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1 黄玉柳;微生物絮凝剂的研究[D];广西大学;2003年
2 国向云;EM的絮凝特性试验研究[D];河海大学;2005年
3 冯钊;净水枯草芽孢杆菌固体工业化生产染菌分析及低浓度营养适应性的研究[D];华中农业大学;2007年
4 王璐;包埋固定化颗粒在微污染原水中的应用研究[D];上海交通大学;2008年
5 王卉春;矿井水中硫酸根及总硬度去除效果的试验研究[D];太原理工大学;2008年
6 谢冬瑾;白腐真菌的固定化及其在废水处理中的应用[D];南京理工大学;2008年
7 袁航;矿井水处理中絮凝剂优化技术研究[D];西安建筑科技大学;2009年
8 胡恋;枯草芽孢杆菌对低浓度含铀废水中铀的吸附试验研究[D];南华大学;2008年
9 张艳艳;漂白废水耐受性絮凝剂产生菌筛选、絮凝机理及细胞絮凝剂廉价制备[D];山东大学;2009年
10 陈沿利;面包酵母及其固定化吸附去除铬离子的研究[D];四川农业大学;2009年
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1 韩建;顾嫒娟;袁莉;梁国正;;N,N-4′,4′-二苯甲烷双马来酰亚胺/1,6-己二醇二丙烯酸酯的紫外光固化研究[J];工程塑料应用;2009年08期
2 孙燕霞;张瑞清;刘保友;袁堂玉;刘万好;;白地霉和解淀粉芽孢杆菌对黄瓜枯萎病的防治效果[J];山东农业科学;2010年12期
3 胡小兵;管留忠;钟梅英;;微滤膜工艺处理自来水生产废水试验研究[J];安徽化工;2008年04期
4 李超敏;韩梅;张良;陈锡时;;细胞固定化技术——海藻酸钠包埋法的研究进展[J];安徽农业科学;2006年07期
5 周爱萍;;国内外燃料乙醇的生产与研究进展[J];安徽农业科学;2008年20期
6 鲁红学;周燚;;类芽孢杆菌在植物病害防治和环境治理中的应用研究进展[J];安徽农业科学;2008年30期
7 刘松岩;;微生物絮凝剂在水产养殖污水净化中的应用[J];安徽农业科学;2010年16期
8 崔钶;信欣;羊依金;;微生物絮凝剂产生菌的培养条件优化及其絮凝成分分析[J];安徽农业科学;2010年23期
9 潘素娟;王长青;雷新有;汪之波;左国防;;一株絮凝剂产生菌TS-1的分离与鉴定[J];安徽农业科学;2011年19期
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1 袁惠萍;彭昌盛;王震宇;;中国北方新兴村镇生活污水预处理工艺选择——以青岛北龙口村污水处理工艺选择为例[A];2011中国环境科学学会学术年会论文集(第一卷)[C];2011年
2 王波;刘德军;姚军;龙浩骑;陈曦;苏锡光;曾继述;范显华;;泥炭土中腐殖酸的提纯和表征研究[A];放射性废物处理处置学术交流会论文集[C];2007年
3 徐艳艳;李斌;郑伟;刘晓侠;李晓丽;李彦锋;;絮凝技术去除水中重金属离子的研究进展[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第6分册)[C];2010年
4 曹喆;;面向“十一五”的天津市环境监测[A];中国环境保护优秀论文集(2005)(上册)[C];2005年
5 郑怀礼;彭德军;黄小红;谭红芳;;聚铁絮凝剂中铁的形态表征方法研究进展[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(中卷)[C];2006年
6 黄明智;万金泉;马邕文;;基于改进的BP神经网络的工业废水处理混凝投药模型[A];2010中国环境科学学会学术年会论文集(第三卷)[C];2010年
7 杨东明;许芝;费庆志;卢念庵;;高含铝废液制偏铝酸钠混凝剂及其混凝效果研究[A];中国化学会第八届水处理化学大会暨学术研讨会论文集[C];2006年
8 王云燕;陈清松;赖寿莲;李晓燕;彭扬飞;林文炳;;竹炭-壳聚糖复合吸附剂对鞣酸吸附性能的研究[A];2006年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2006年
9 张磊;顾军农;周北海;;预臭氧-活性炭工艺深度处理丹江口水库水的研究[A];中国土木工程学会水工业分会给水深度处理研究会2012年年会论文集[C];2012年
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1 郭守东;微生物胞外多糖的结构及其抗氧化活性研究[D];中国海洋大学;2010年
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4 李淑兰;人工湿地处理城镇污水和猪场废水研究[D];中南林业科技大学;2007年
5 张小东;崇明前卫村微污染水体的生态修复与基质研究[D];东华大学;2010年
6 段海明;毒死蜱降解细菌的筛选、降解特性及其固定化研究[D];山东农业大学;2011年
7 邢茗;结构植物学研究中新技术的应用[D];吉林大学;2011年
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1 游力军;阳离子淀粉/壳聚糖交联共混絮凝剂(CATCS)的制备与应用研究[D];华中农业大学;2010年
2 邹娟;深海盐单胞菌(Halomonas sp.)V3a'产胞外多糖的絮凝作用及机理[D];华中农业大学;2009年
3 孙菲;优势脱氮菌的筛选及工业化应用基础研究[D];安徽工程大学;2010年
4 陈勇;离子交换纳米纤维的制备及对Cu(Ⅱ)离子吸附性能研究[D];浙江理工大学;2010年
5 杨玉静;微生物絮凝剂产生菌的筛选[D];山东农业大学;2010年
6 李志鹏;北票天然沸石改性及其制备宠物猫砂工艺研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
7 沈一村;生物膜法对淋浴废水中表面活性剂和氨氮去除效果试验研究[D];辽宁工程技术大学;2010年
8 马群;壳聚糖基角膜内皮组织工程载体支架的制备及性能评价[D];中国海洋大学;2010年
9 巩元娇;固定化微生物处理含油污水的研究[D];中国海洋大学;2010年
10 田海锋;镍离子模板壳聚糖树脂的合成及其吸附影响因素研究[D];合肥工业大学;2009年
【二级参考文献】
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1 荚荣,王靖,吴福华,孙传香;不同浓度营养物质对细菌菌落分形生长的影响[J];安徽大学学报(自然科学版);1998年01期
2 丁思慧;用物化法对高浓度氨氮废水的前期处理[J];安徽化工;2000年04期
3 刘国祥;尹华;彭辉;叶锦韶;张娜;;豆腐废水廉价培养制备微生物絮凝剂的研究[J];安全与环境学报;2006年01期
4 徐龙君;余荣升;徐宏亮;;从污水处理厂活性污泥中分离选育微生物絮凝剂的研究[J];安全与环境学报;2008年04期
5 李烜桢;林先贵;;白腐真菌修复多环芳烃污染土壤及其降解机理的研究进展[J];安全与环境学报;2009年06期
6 林永波;邢佳;孙伟光;;海藻酸钠在重金属污染治理方面的研究[J];环境科学与管理;2007年09期
7 刘敬武;单爱琴;周海霞;李海花;黄媛媛;;微生物絮凝剂处理矿井水实验研究[J];环境科学与管理;2008年11期
8 张彦斌,徐长法;溶栓剂蛋白质工程的新进展[J];北京大学学报(自然科学版);2000年02期
9 苏海佳,贺小进,谭天伟;球形壳聚糖树脂对含重金属离子废水的吸附性能研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2003年02期
10 王志华,李青燕,王书俊;新型多孔多胺化交联壳聚糖对镉(Ⅱ)吸附性能的研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);2003年02期
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2 史春龙;富营养化湖泊底泥中反硝化微生物及其反硝化作用的研究[D];南京农业大学;2003年
3 孙影芝;稻壳吸附剂去除水体中的离子型染料及其吸附机理研究[D];安徽师范大学;2005年
4 魏晓金;微生物絮凝剂在废水处理中的应用研究[D];武汉科技大学;2005年
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1 王辉,贾建波;微生物絮凝剂的提纯及絮凝能力的应用研究[J];淮阴工学院学报;2004年03期
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5 张晓辉,龚文琪;微生物絮凝剂的制备及在建材加工废水处理中的应用研究[J];安全与环境工程;2003年03期
6 唐永星;;微生物絮凝剂[J];贵州环保科技;1990年01期
7 杨延梅;微生物絮凝剂产生菌的筛选及其培养条件研究[J];重庆交通学院学报;2005年04期
8 孙先锋,张志杰;微生物絮凝剂的特性研究及其进展[J];环境导报;2001年02期
9 邱峰,王永强,蒋林时,张洪林;微生物絮凝剂在废水处理中的应用[J];辽宁城乡环境科技;2004年01期
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2 李向蓉;张艳君;戴晓晴;王春晖;;剩余污泥中微生物絮凝剂的复合提取方法研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
3 李向蓉;张艳君;张志强;夏四清;;从剩余污泥中提取微生物絮凝剂的超声法、树脂法及其联用研究[A];第六届全国环境化学大会暨环境科学仪器与分析仪器展览会摘要集[C];2011年
4 宫小燕;栾兆坤;;微生物絮凝剂絮凝机理研究[A];微生物生态学研究进展——第五届微生物生态学术研讨会论文集[C];2003年
5 孙夫军;;絮凝微生物B-15的分子生物学鉴定[A];重庆市生物化学与分子生物学学术会议论文摘要汇编[C];2009年
6 邓长江;相茂功;朱希强;郭学平;凌沛学;;微生物絮凝剂普鲁兰的应用进展[A];2008年山东省医院药学学术研讨会论文汇编[C];2008年
7 胡开辉;郑耀通;卢国华;;微生物絮凝剂产生菌的筛选及其絮凝性能研究[A];福建省科协第五届学术年会提高海峡西岸经济区农业综合生产能力分会场论文集[C];2005年
8 邓述波;胡筱敏;罗茜;邵佳麟;;微生物絮凝剂处理印染废水的研究[A];中国水污染防治技术装备论文集(第四期)[C];1998年
9 邱忠平;杨立中;刘源月;王艳捷;韩云平;吴敏;周俊强;;微生物絮凝剂产生菌的筛选及特性的初步研究[A];2007中国环境科学学会学术年会优秀论文集(下卷)[C];2007年
10 黄丽芳;徐竟成;;环境友好型微生物絮凝剂研究与应用进展[A];上海市化学化工学会2007年度学术年会论文摘要集[C];2007年
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1 仲科;海水微生物絮凝剂研制取得成果[N];中国化工报;2009年
2 四川省农科院植保所 张帆 王向东 蒋文举 王依娜 张望 陈娇;制酒废水培养絮凝剂产生菌的研究[N];华夏酒报;2011年
3 记者 傅文忠 通讯员 刘文圣;永前园林获全国发明金奖[N];石狮日报;2011年
4 本报记者  汪波;生物净水剂彻底除污[N];人民日报;2006年
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6 记者 傅文忠 通讯员 刘文圣;石狮企业与高校对接:要把污泥变成有机肥[N];石狮日报;2011年
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1 崔丽;一种复合菌剂的构建及其处理生活污水的研究[D];东北大学;2008年
2 陈文宾;微生物固定化技术在室内养殖海水净化中的应用研究[D];中国矿业大学;2010年
3 罗平;RL-2生物絮凝剂的研制及絮凝机理研究[D];重庆大学;2005年
4 张滨;Hemi Peptide-Fe制备、结构功能及在果蔬饮料中应用研究[D];湖南农业大学;2009年
5 邹静;新型无机—有机复合高分子絮凝剂的制备及性能研究[D];北京化工大学;2012年
6 张蕾蕾;对硝基酚(PNP)降解菌在废水处理及土壤污染修复中应用[D];东北师范大学;2012年
7 程东祥;新型生物吸附剂的制备及净化重金属污染水体的应用研究[D];吉林大学;2008年
8 郑燕;含重金属废水、低浊度废水净化剂的制备及应用研究[D];上海交通大学;2008年
9 王立艳;褐煤中微生物筛选及胶红酵母对细粒煤的表面改性作用[D];中国矿业大学(北京);2012年
10 李强;放射状土壤杆菌M-503产生物絮凝剂的制备、纯化及应用研究[D];山东大学;2005年
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1 郭彦涵;利用微生物絮凝剂处理太原市高矿化度与高硬度地下岩溶水的研究[D];山西大学;2012年
2 曾兴宇;海水净化微生物絮凝剂的制备及其性能研究[D];天津大学;2012年
3 刘刚磊;微生物絮凝剂高效菌种的筛选、培养条件优化及在污水中的应用[D];苏州科技学院;2011年
4 夏莉莉;复合微生物絮凝剂的条件优化、成分分析及其对蓝藻水华的研究[D];东华大学;2011年
5 赵亚灿;毛细管电泳法筛选微生物絮凝剂[D];郑州大学;2012年
6 苏峰;产微生物絮凝剂菌株的筛选及发酵条件的优化[D];山东轻工业学院;2011年
7 郭嘉昒;微生物絮凝剂产生菌筛选及絮凝特性研究[D];中北大学;2010年
8 徐琳;产微生物絮凝剂菌株的筛选[D];山东轻工业学院;2012年
9 刘祎;微生物絮凝剂结构—性能关系分析及应用研究[D];西安建筑科技大学;2011年
10 崔亚楠;生物絮凝剂处理养殖废水研究[D];郑州大学;2011年
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