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深海盐单胞菌（Halomonas sp.）V3a’产胞外多糖的絮凝作用及机理

2020-12-07阅读(254)

深海盐单胞菌（Halomonas sp.）V3a’产胞外多糖的絮凝作用及机理

论文摘要

微生物絮凝剂安全、无毒、可生物降解、无二次污染,因此在污水处理、物质分离等方面都表现其它无机类、有机类絮凝剂无法相比的优点。盐单胞菌（Halomonassp.）V3a’是深海污泥中分离到的Halomonas sp.V3a的自然突变菌株。本文研究了深海盐单胞菌（Halomonas sp.） V3a’产生的胞外多糖HBF-3对高岭土的絮凝作用及絮凝机理,并对HBF-3在刚果红染液中的脱色进行了研究。根据前期研究已知：HBF-3是由深海盐单胞菌V3a’所分泌的胞外多糖,分子量为2.3×105,含有丰富的氨基和羧基；其单糖组分主要为：鼠李唐、葡萄糖醛酸、葡萄糖、甘露糖和海藻糖。为了更有效利用深海生物絮凝剂,本文对HBF-3的絮凝特性展开研究。结果表明：浓度为4 mg/L的HBF-3在5.0g/L的高岭土悬浮液中表现了良好的絮凝活性（95.9%）,并且该胞外多糖HBF-3在较宽的pH值（3.0-11.0）范围和温度范围（5℃-40℃）都具有良好的絮凝活性。为了更好的理解生物絮凝剂在废水处理中的作用,本文对HBF-3的絮凝机理进行了深入探索,利用HBF-3对高岭土颗粒的絮凝作用作为研究HBF-3的絮凝作用机理的研究模型,通过扫描电镜观察絮凝前后高岭土形态,结合絮凝过程中ζ电位变化以及絮凝颗粒结合键测试表明：HBF-3与高岭土颗粒间的结合力为离子键,絮凝过程基于离子介导的桥联机理。其大致的作用过程是：絮凝作用发生初期,通过Ca2+压缩高岭土颗粒的双电层,发生电荷中和作用,这有利于HBF-3生物大分子与高岭土颗粒间相互靠近,随着距离的缩短,离子键为其主要吸附作用力,同时,带负电的HBF-3分子也受到高岭土晶体边缘正电荷区的吸引而发生吸附,溶液中的高岭土颗粒最终在Ca2+介导的“吸附-架桥”作用下沉淀。此外,本文还对HBF-3在刚果红染料中脱色作用进行了研究,研究发现,100 mg/L的HBF-3对200 mg/L的刚果红溶液的脱色率可达83.7%。胞外多糖HBF-3具有优越的絮凝活性,始菌株相比,Halomonas sp.V3a’对营养条件要求低,可常温下培养,易通过发酵工程实现产品规模化生产,因而具有广泛的开发和应用前景。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 1 前言
  • 1.1 絮凝剂简述
  • 1.2 微生物絮凝剂概述
  • 1.2.1 微生物絮凝剂的定义
  • 1.2.2 微生物絮凝剂的发展概况
  • 1.2.3 微生物絮凝剂的特点和种类
  • 1.2.4 絮凝机理研究概况
  • 1.2.5 存在的问题及发展趋势
  • 1.3 高岭土的形态结构
  • 1.4 刚果红染料及其毒性简介
  • 1.5 本课题的研究意义、目的和研究内容
  • 2 材料与方法
  • 2.1 材料和培养基
  • 2.1.1 菌株来源与材料
  • 2.1.2 培养基
  • 2.2 含HBF-3发酵液的获得与分离纯化
  • 2.3 HBF-3对高岭土的絮凝性能
  • 2.3.1 HBF-3浓度对絮凝活性的影响
  • 2.3.2 pH值对HBF-3絮凝活性的影响
  • 2.3.3 阳离子对HBF-3絮凝活性的影响
  • 2.3.4 温度对HBF-3絮凝活性的影响
  • 2.4 HBF-3的絮凝机理
  • 2.4.1 絮凝前后高岭土形态的扫描电镜观察
  • 2.4.2 絮凝过程Zeta电位（ζ）的测定
  • 2.4.3 HBF-3与高岭土颗粒之间结合键的检测
  • 2.5 HBF-3对刚果红染料的脱色研究
  • 2.5.1 绘制刚果红的工作曲线
  • 2.5.2 加量对刚果红去除率的影响
  • 2.5.3 pH值对刚果红去除率的影响
  • 2.5.4 温度对刚果红去除率的影响
  • 2.5.5 比较三种材料对刚果红的脱色效果
  • 3 结果与分析
  • 3.1 HBF-3对高岭土悬浮液的絮凝作用
  • 3.1.1 HBF-3浓度对絮凝活性的影响
  • 3.1.2 pH值对HBF-3絮凝活性的影响
  • 3.1.3 阳离子对HBF-3絮凝活性的影响
  • 3.1.4 温度对HBF-3絮凝活性的影响
  • 3.2 HBF-3在高岭土悬浮液的絮凝机理
  • 3.2.1 絮凝前后高岭土形态的扫描电镜图
  • 3.2.2 絮凝过程Zeta电位（ζ）的测定
  • 3.2.3 HBF-3与高岭土颗粒之间结合键的检测
  • 3.2.4 HBF-3的絮凝机理
  • 3.3 HBF-3对刚果红染料的脱色效果
  • 3.3.1 工作曲线的绘制
  • 3.3.2 加量对刚果红去除率的影响
  • 3.3.3 pH值对刚果红去除率的影响
  • 3.3.4 温度值对刚果红去除率的影响
  • 3.3.5 比较三种材料对刚果红的脱色效果
  • 4 总结
  • 4.1 HBF-3对高岭土的絮凝作用
  • 4.2 HBF-3对高岭土的絮凝机理
  • 4.3 HBF-3对刚果红染料的脱色
  • 参考文献
  • 致谢

    • 相关论文文献

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