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微生物絮凝剂产生菌培养条件优化及替代培养基研究

张慧  
【摘要】: 微生物絮凝剂是一类由微生物产生的具有絮凝活性的高分子絮凝剂,具有易生物降解、对环境和人类无害等特点,因此微生物絮凝剂已成为絮凝剂研究的一个热点。目前我国对微生物絮凝剂的研究尚处于实验室水平而未达到工业化应用,其主要原因是由于微生物絮凝剂产率过低、生产成本过高。 本研究从中药厂的活性污泥中筛选得到一株絮凝剂产生菌ZY3,絮凝率可达到71.2%,经染色观察为革兰氏阳性菌。 对该菌株的培养基组成和培养条件进行了优化,得到发酵培养基的最佳碳源为蔗糖,最佳氮源为(NH_4)_2SO_4;培养基最佳配方为:蔗糖6.5 g,(NH_4)_2SO_4 1.25 g,KH_2P0_4 2.45 g,K_2HP0_40.9 g,MgSOv4·7H_20 0.135 g,NaCI0.25 g,H_2O500ml,絮凝率可达到最高;最佳培养条件为初始pH值6.0,培养温度30℃,种子液加入量5ml,菌株生长在24h时絮凝率达到最大值,絮凝物质主要存在于发酵液中。 通过实验得到利用柚子皮粉部分替代碳源和全部替代氮源是可行的,絮凝率可达到61.54%。该替代培养基配方为:蔗糖3.9g,柚子皮粉2.6g,KH_2P0_4 2.45g,K_2HP0_4 0.9g,MgSO_4·7H_20 0.135g,NaCI0.25g,H_2O500ml。 利用配制的替代培养基培养絮凝剂产生菌,改变絮凝的外界条件,得到当絮凝剂投加量为1.5ml,CaCl_2投加量为3ml,絮凝反应体系pH值为8,颠倒次数20次时,絮凝效果最好。该絮凝剂在高温下的絮凝率变化不明显,具有一定的耐热性能。 用乙醇沉淀法提取纯化絮凝剂,得到较纯的白色粉状物质。通过紫外光谱和红外光谱分析,初步说明该絮凝物质主要为多糖,絮凝机理主要为“吸附架桥作用”。 应用效果测试表明,细菌ZY3所产絮凝剂对模拟靛蓝染料废水具有一定的脱色能力,对土壤悬浮液的浊度去除率较好,对活性污泥的沉降性能改善较大,对模拟有机废水COD具有一定的去除能力。


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