青海絮凝产生菌生物学特性及絮凝效应的研究

【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,其主要成分为多糖、糖蛋白、蛋白质、纤维素、核酸等。具有良好的絮凝沉淀性能,安全、无毒,易于生物降解。 本课题采用常规分离、纯化的方法,从青海晶珠藏药公司污水处理池、青海明胶污水处理池、黄河啤酒厂污水处理池等7个采样地的污水和污泥中分离筛选出17株具有絮凝活性的菌株,复筛得到3株活性较高的絮凝产生菌,分别编号为JN-1、JN-2、JN-15。 通过对絮凝产生菌的生物学特性研究发现,三菌株均为G~+,芽孢杆菌。JN-1、JN-2的菌落为白色、小、不透明、边缘不整齐,两菌不产生硫化氢,不水解淀粉,明胶液化阳性,可以利用柠檬酸盐,V-P试验阳性,不产吲哚,甲基红试验阴性,可以利用蔗糖、葡萄糖、木糖、果糖、甘露醇产酸,初步鉴定JN-1、JN-2为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus Meyer Gottheil in Gottheil 1901,681.);JN-15的菌落大、半透明、边缘整齐、表面光滑、粘稠。不产生硫化氢,水解淀粉,明胶液化阳性,不能利用柠檬酸盐,V-P试验阳性,不产吲哚,甲基红试验阴性,可以利用蔗糖、葡萄糖、淀粉、木糖、果糖、麦芽糖、甘露醇产酸,初步鉴定为多粘芽孢杆菌(Bacillus polymyxa(Prazmowski)Mace 1889,588.]。 发酵条件优化试验表明,JN-1的最佳培养条件是葡萄糖40g/l、酵母膏+脲+硫酸铵[(NH_4)_2SO_4](5:5:2)2 g/l、氯化钙(CaCl2)6 g/l、初始pH值7.0、培养温度37℃、培养时间48h。JN-2的最佳培养条件是蔗糖10g/l、酵母膏+脲+硫酸铵[(NH_4)_2SO_4]3 g/l、硫酸铜(CuSO_4) 6 g/l、初始pH值8.0、培养温度33℃、培养时间48h。JN-15的最佳培养条件是蔗糖20g/l、牛肉膏+脲+硫酸铵[(NH_4)_2SO_4]3g/l、氯化钙(CaCl_2) 8g/l、初始pH值7.0、培养温度29℃、培养时间48h。 通过对微生物絮凝特性的研究发现,氯化铁(FeCl_3)对三菌株助凝效果最好;JN-1和JN-15在投加量为2%时,絮凝率最高,而JN-2在投加量为1%～3%时,絮凝率变化不大,且高于其他投加剂量;JN-1、JN-2、JN-15的乙醇沉淀物水溶液的絮凝率都最高;三者的絮凝率随静置沉降时间的增加而提高;JN-1和JN-2在pH值大于和小于6.0时都有絮凝性,但偏碱时絮凝率要明显高于偏酸时的絮凝率,JN-15则只在偏碱时有絮凝性;混菌发酵试验表明这三个菌株混菌发酵后并不能增加絮凝物质的产生,反而会抑制絮凝效果。 通过絮凝剂的提取和应用试验发现,用乙醇提取的方法,仅能够提取JN-15发酵液中的絮凝剂;JN-15的发酵液对污水有较好的处理效果,并具有良好的脱色效果。