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微生物絮凝剂产生菌的筛选及其培养条件优化和絮凝特性研究

黄凯  
【摘要】:微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外具有絮凝活性的代谢产物,具有良好的絮凝沉淀性能,安全、无毒,易于生物降解。由于其克服了无机和有机絮凝剂在使用安全和环境污染方面的问题,所以研究和开发微生物絮凝剂具有重要的现实意义和广阔的应用前景。 本课题采用常规的分离、纯化方法,从长沙市某污水处理厂活性污泥、岳麓山土样、湘江畔污泥中分离筛选出5株产絮凝剂的菌株,复筛得到1株絮凝活性较高的微生物絮凝剂产生菌,经初步鉴定为气单胞菌属,定名为Aeromonas sp.N11。以Aeromonas sp.N11为研究对象,研究了培养条件和培养基成份种类及其用量对菌产微生物絮凝剂的影响,同时对其所产微生物絮凝剂的絮凝特性也进行了研究。 实验结果表明,培养基的成份及其用量对菌产絮凝剂具有重大影响。通过单因子实验和正交实验发现,较高的C/N比对菌产絮凝剂有利;碳源中的蔗糖是菌株Aeromonas sp.N11产絮凝剂的良好碳源;氮源以采用复合氮源为佳;培养基中加入酵母膏有利于絮凝剂的产生;NaCl能够促进所产絮凝剂的絮凝活性;碳源蔗糖和有机氮脲对菌产絮凝剂的影响最大;根据正交实验结果确定产絮凝剂优化培养基组成为:蔗糖20g/L,酵母膏0.8g/L,脲0.5g/L,硫酸胺0.5g/L,NaC17g/L。适宜的培养条件是:pH值7,温度为30℃,摇床转速170r/min,培养时间72h。 对Aeromonas sp.N11所产絮凝剂的絮凝特性实验发现,N11絮凝活性由菌细胞生长后期的次生代谢产物产生,絮凝物质主要存在于发酵液中。除Fe~(3+)离子在较高浓度时抑制絮凝作用外,本实验中各类一价阳离子和二价阳离子对絮凝都有促进作用,其中以K~+、Na~+、Ca~(2+)三种阳离子助凝效果最好。对不同的被絮凝物质絮凝剂和助凝剂具有不同的最佳投加量。pH值、温度等条件都能够影响絮凝剂的絮凝活性。该絮凝剂的最适pH值跟助凝剂的种类和被絮凝物质有关。100℃水浴加热1小时后絮凝率只降低9.2%说明该絮凝剂对高温不敏感,热稳定性较强。絮凝剂对土壤悬浊液也具有良好的絮凝能力,絮凝率最高可达96.6%。另外对Aeromonas sp.N11所产的微生物絮凝剂进行了初提,得到其粗产品产量约为2.25g/L,产量相对较高。 对Aeromonas sp.N11所产絮凝剂的研究表明,该微生物絮凝剂在较宽的pH值和温度范围内,较低的投加量时仍然保持有较高的絮凝活性,显示出其具有良好的应用前景。


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