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以廢治廢培養絮凝劑產生菌
 
 
       絮凝劑是從微生物體或其分泌物提取、純化而獲得的新型水處理劑,具有無機絮凝劑和高分子合成絮凝劑無法比擬的優勢。以制酒廢水作為替代培養基,既充分利用了廢水中的營養物質產生絮凝劑,又能降低廢水中的污染物,達到“以廢制廢”,廢水資源化利用的雙重目的,從而為降低絮凝劑的合成成本,解決制約微生物絮凝劑發展瓶頸提供新途徑。


     1 材料與方法


     1.1 供試菌株
     試驗所用菌株取自于成都某污水處理廠沉淀中的活性污泥,經本實驗室分離并保存。


     1.2 實驗用水
     試驗中所使用的廢水為成都市某酒廠生產過程中所產生的制酒廢水,其水質參數為:還原糖20.80g/L,COD濃度為90000mg/L,pH3.6。


     1.3廢水發酵培養基及斜面培養基
     將制酒廢水進行適當稀釋,按一定的C/N比加入氮源,121℃滅菌30min后制成廢水發酵培養基,用于絮凝劑的合成;將廢水稀釋10倍,按C/N比20:1的發酵培養基成分加入瓊脂20g/L,121℃滅菌30min后制成廢水斜面培養基,用于菌種保存。


     1.4實驗方法
     1.4.1絮凝劑產生菌培養條件優化
     將篩選出的細菌菌株按10%的相對接種量(V/V,菌體濃度:108個/L)分別接種于不同氮源種類、C/N比廢水發酵培養基中,在搖床轉速為120r/min,培養溫度為30℃的條件下培養后取10mL發酵液經離心后測定其上清液的絮凝率。
     1.4.2絮凝率測定方法
     按照《水的混凝及絮凝杯罐試驗方法GB/T 16881—1997》,并根據實際情況作修改。具體為:200mL燒杯中依次加入高嶺土懸濁液(1g/L)93mL,1%CaCl2溶液5mL,,絮凝劑2mL,將pH值調至7.0左右,然后將燒杯置于電動攪拌器下,吸取其上清液于分光光度計波長為550nm處測定其吸光度OD550,以等體積的蒸餾水作為對照,以絮凝率(FR)表示絮凝活性。
FR計算公式如下:FR=(A—B)/A×100%
式中,A為對照樣上清液550nm處的吸光度;B為絮凝后上清液550nm處的吸光度。
     1.4.3 菌株鑒定
     在堿性條件下,用表面活性劑SDS將細菌細胞壁破裂,然后用高濃度的NaCl沉淀蛋白質等雜質,經過氯仿抽取進一步去掉蛋白質等雜質,經乙醇沉淀,得到較純的總DNA,測序結果進行Blastn同源性檢索和相似性分析。


2 結果與討論


     2.1 細菌類絮凝劑產生菌培養條件優化


     2.1.1 不同氮源對細菌合成絮凝劑的影響
     文章來源華夏酒報一般有機氮的成本較高,為降低微生物絮凝劑的生產成本,以尿素和硫酸銨作為培養基添加氮源,考察氮源對絮凝活性的影響。
從結果可以看出,無機氮源作為細菌生長和絮凝劑合成的外加氮源,能夠促進細菌的生長和絮凝劑的合成。


     2.1.2 C/N對細菌合成絮凝劑的影響
     C/N對比會直接影響微生物的生長繁殖和代謝產物的積累。將5株細菌類絮凝劑產生菌在碳氮比為5:1—30:1的制酒廢水發酵培養基中培養40h后,取樣測定其絮凝活性。
     5株細菌都在C/N15:1—25:1時有較大的絮凝活性,且能在此范圍內基本保持穩定。


     2.1.3 發酵時間對細菌合成絮凝劑的影響
     微生物成長分適應期、加速期、對數期、減速期、靜止期和衰亡期6個時期。這5株細菌類絮凝劑產生菌的較大,絮凝活性分別出現在發酵為32h或40h。


     2.1.4單株細菌最佳絮凝劑合成條件的確定
     由于X15相對于其他4株細菌來說,具有更好的絮凝活性,而且在各次實驗中的穩定性較好,故對其進行正交實驗。
各因素對X15菌株合成絮凝劑影響程度的順序為:培養基初始pH>碳氮比>廢水COD濃度>氮源種類。從該絮凝劑產生菌的最佳合成條件為:尿素為氮源,培養基初始pH值為8.0,碳氮比為15:1,COD濃度為9000mg/L。


     2.2 X15的生理生化特性


     X15菌株生理生化指標鑒定結果可以看出,X15革蘭氏染色為陽性,能夠在厭氧條件下生長,對乳糖反應表現為陰性,其余反應都表現為陽性。
 
 

 絮凝劑有不少品種,其共通特點是能夠將溶液中的懸浮微粒聚集聯結形成粗大的絮狀團?;蟯趴?。   絮凝劑按照其化學成分總體可分為無機絮凝劑和有機絮凝劑兩類。其中無機絮凝劑又包括無機凝聚劑和無機高分子絮凝劑;有機絮凝劑又包括合成有機高分子絮凝劑、天然有機高分子絮凝劑和微生物絮凝劑。

       絮凝劑主要是帶有正電(負)性的基團中和一些水中帶有負(正)電性難于分離的一些粒子或者叫顆粒,降低其電勢,使其處于不穩定狀態,并利用其聚合性質使得這些顆粒,集中,并通過物理或者化學方法分離出來。一般為達到這種目的而使用的藥劑,稱之為絮凝劑。絮凝劑主要應用于給水各污水處理領域。

     有機無機復合絮凝劑以品種多樣和性能多元化占主導地位。作用機理主要與協同作用相關。無機高分子成分吸附雜質和懸浮微粒,使形成顆粒并逐漸增大;而有機高分子成分通過自身的橋聯作用,利用吸附在有機高分子上的活性基團產生網捕作用,網捕其它雜質顆粒一同下沉。同時,無機鹽的存在使污染物表面電荷中和,促進有機高分子的絮凝作用,大大提高絮凝效果。我國無機高分子絮凝劑的生產和應用已取得長足進展,最具有代表性的聚合氯化鋁和聚合liusuan鐵的研究,已居世界前列

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