微生物絮凝劑產(chǎn)生菌的發(fā)酵培養(yǎng)及在污泥脫水中的應(yīng)用.pdf

1、微生物絮凝劑是微生物在生長過程中分泌的一類高分子聚合物，它們可使水中的微小顆粒凝聚、沉降。與無機絮凝劑和有機合成絮凝劑相比，微生物絮凝劑最大的優(yōu)點是無毒、無害，易生物降解，不產(chǎn)生二次污染。隨著人們環(huán)保意識的增強，微生物絮凝劑的研究受到日益廣泛的關(guān)注?，F(xiàn)在，微生物絮凝劑的研究還處于起步階段。盡管目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)眾多的絮凝劑產(chǎn)生菌，且產(chǎn)生的絮凝劑性能優(yōu)異，但是受到多種因素的制約，微生物絮凝劑還無法投入大規(guī)模的實際生產(chǎn)和使用。 本課題利

2、用含苯酚的分離培養(yǎng)基對絮凝劑產(chǎn)生菌進行篩選，得到一株細菌B2，其對高嶺土懸濁液的絮凝活性高于80％。另外對本實驗室保存的一株絮凝劑產(chǎn)生菌N10進行復(fù)壯篩選。由于長時間保存不當，該菌的絮凝活性由原來的90％以上下降到70％左右。經(jīng)過復(fù)壯后，其絮凝活性恢復(fù)到85％左右。 對這兩株菌進行初步鑒定，N10和B2菌分別為克雷伯氏桿菌屬（Klebsiella sp.）和沙雷氏菌屬（Serratia sp.）。N10和B2菌在絮凝特性方面存

3、在很多不同。首先，N10菌對高嶺土、土壤等懸濁液的絮凝活性要略高于B2菌。其次，B2產(chǎn)絮凝劑的最佳培養(yǎng)時間為48h，早于N10菌的60h。但是最主要的區(qū)別是N10菌的絮凝活性主要集中于胞外培養(yǎng)液，而B2菌的絮凝活性則主要集中于菌體。對B2菌培養(yǎng)液進行超聲波振蕩和高溫處理，結(jié)果表明：超身波振蕩能夠有限地改變B2菌的絮凝分布，其絮凝物質(zhì)的主要成分為糖類，耐熱穩(wěn)定性能較好。 在上述實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，本課題將兩株菌按1：1的接種量進行

4、混合發(fā)酵培養(yǎng)。培養(yǎng)后的發(fā)酵液絮凝率處于N10和B2菌之間。由于兩株菌的絮凝活性分布不同，混合菌培養(yǎng)液離心后，菌體和離心上清液絮凝活性均高于70％。實驗還表明：單獨培養(yǎng)時，N10菌對CuSO4以及B2菌對苯酚的耐受性有一定的優(yōu)勢。在CuSO4和苯酚共存狀況下，混合菌的生長和產(chǎn)絮凝劑方面要優(yōu)于純種菌。由此說明：兩菌在混合培養(yǎng)時存在一定的協(xié)同作用，綜合耐受性有所提高。 為了實現(xiàn)微生物絮凝劑的連續(xù)化生產(chǎn)，本課題以N10菌為研究對象，分

5、別采用載體吸附法和包埋法對其進行固定化培養(yǎng)。吸附法的載體為活性炭顆粒和海綿體。比較實驗表明：海綿對N10菌體的吸附能力要遠強于活性炭顆粒。與游離菌相比，海綿體固定化培養(yǎng)的絮凝活性沒有較大影響。但是吸附法對N10菌的固定化效果不佳，在培養(yǎng)過程中菌體會脫離載體進入培養(yǎng)液中。利用海藻酸納－聚乙烯醇作為包埋劑對N10菌進行固定化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：包埋法對菌體細胞的固定化效果較好。在培養(yǎng)過程中，菌體細胞不易流失。但是固定化小球的機械強度較差，且有一定溶

6、脹性，小球易破裂，不適合進行長時間發(fā)酵培養(yǎng)。另外，包埋法對N10菌的產(chǎn)絮凝劑的能力也有一定的影響。 本課題還從N10菌培養(yǎng)液中提取出微生物絮凝劑粗品MBF10，并將其應(yīng)用于污泥脫水性能的調(diào)理。結(jié)果表明：MBF10 單獨調(diào)理時的效果一般，不及PAC、CPAM等高分子絮凝劑。但MBF10與硫酸鋁聯(lián)合調(diào)理后的污泥比阻可由原泥的10.87×1012m/kg下降至1.20×1012m/kg，污泥含水率由98.7％下降到75.0％，調(diào)理效