微生物MF-04产絮凝剂的研制、絮凝机理及其应用研究

论文摘要

本论文在系统地论述近年来国内外微生物絮凝剂的研制开发现状与发展的基础上,对微生物絮凝剂产生菌MF-04的筛选、替代培养基的研究、培养条件优化、絮凝特性、絮凝机理以及应用,进行了研究与探讨,主要内容与所得结论如下:（1）本实验以广西大学化学化工学院环境工程实验室和蒲庙造纸厂活性污泥为菌源,在特定培养基中经过富集培养、分离和筛选得到14株有较高絮凝活性的菌株,其中一株对高岭土有较高的絮凝活性,达到87.1%,命名为MF-04。为了节约成本,找到了一种廉价物质甘蔗汁作为替代培养基。考察了外加氮、磷源对絮凝活性的影响。还对合成培养基进行了研究。（2）为了提高絮凝活性,在通用发酵培养基的基础上,对碳源、氮源、K2HPO4浓度、培养基pH、摇床转速进行了条件优化。并通过正交实验得出了各因素影响絮凝活性大小的顺序和最优条件。（3）将MF-04所产絮凝剂对高岭土悬浊液pH值、静沉时间、絮凝剂投加量、CaCl2投加量、搅拌速度、高温处理、絮凝剂存储时间条件进行了条件验证,得出了各种条件下的最佳值。并对得到的产絮凝剂微生物MF-04的生长曲线进行了研究,得出了MF-04的最佳生长周期为60h。（4）对菌MF-04所产絮凝剂进行了提取和纯化,通过紫外和红外光谱发现该絮凝剂的主要成分为多糖,并对多糖含量进行了测定。通过Zeta电位和红外光谱对絮凝机理进行了深入研究后发现,絮凝机理为吸附架桥机理,-COO-与Ca2+为单齿架桥的键和机理模式。（5）通过正交和单因素实验发现,由菌MF-04所产絮凝剂,对选矿废水浊度和COD的去除率都有良好的效果。和聚硅酸锌复配后,浊度不仅比单独使用时降低了,絮凝剂的总投加量也减少了。通过和无机高分子絮凝剂进行比较发现,处理效果要优于无机高分子絮凝剂;对赤砂糖脱色也有比较好的处理效果,菌MF-04所产絮凝剂和聚二甲基二烯丙基氯化铵复配后,赤砂糖的脱色率可达38.9%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 符号说明
• 第一章 绪论
• 1.1 微生物絮凝剂的概况
• 1.1.1 微生物絮凝剂的研究进展
• 1.1.2 絮凝剂产生菌的来源及种类
• 1.1.3 微生物絮凝剂产生菌的筛选
• 1.1.4 微生物絮凝剂的提取与纯化研究
• 1.1.5 影响微生物絮凝剂活性的因素
• 1.1.6 微生物絮凝剂的机理研究
• 1.1.7 替代培养基的研究
• 1.2 微生物絮凝剂的应用研究
• 1.2.1 处理红薯淀粉废水
• 1.2.2 酱油废水的处理
• 1.2.3 染料废水的脱色
• 1.2.4 乳化废水的处理
• 1.2.5 食品工业废水的处理
• 1.2.6 其它方面的应用
• 1.3 微生物絮凝剂的发展前景与趋势
• 1.4 课题研究的目的、意义及研究内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究意义
• 1.4.3 研究内容
• 第二章 微生物絮凝剂产生菌的富集培养及替代培养基的研究
• 2.1 实验仪器与药品
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验药品
• 2.1.3 样品来源
• 2.1.4 培养基选择
• 2.2 实验原理与方法
• 2.2.1 富集培养
• 2.2.2 微生物产生菌的分离与纯化
• 2.2.3 微生物产生菌的筛选
• 2.2.4 替代培养基的研究
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 富集培养液的培养结果
• 2.3.2 菌株的筛选
• 2.3.3 菌株在培养基中的形态观察
• 2.3.4 菌株的染色观察
• 2.3.5 替代培养基的研究结果
• 2.4 本章小结
• 第三章 微生物MF-04产絮凝剂培养条件的优化研究
• 3.1 实验仪器与药品
• 3.1.1 实验仪器
• 3.1.2 实验药品
• 3.2 实验原理与方法
• 3.2.1 菌种悬液的制备
• 3.2.2 微生物絮凝剂的制备
• 3.2.3 高岭土悬浊液的制备
• 3.2.4 絮凝率的测定
• 3.2.5 正交试验
• 3.3 实验内容及结果
• 3.3.1 不同碳源对菌株产絮凝剂的影响
• 3.3.2 不同氮源对菌株产絮凝剂的影响
• 2HPO₄浓度对菌株产絮凝剂的影响'>3.3.3 K₂HPO₄浓度对菌株产絮凝剂的影响
• 3.3.4 培养基pH对菌株产絮凝剂的影响
• 3.3.5 摇床转速对菌株产絮凝剂的影响
• 3.3.6 正交实验结果
• 3.4 本章小结
• 第四章 微生物MF-04产絮凝剂的絮凝活性研究
• 4.1 实验仪器与药品
• 4.1.1 实验仪器
• 4.1.2 实验药品
• 4.2 实验原理与方法
• 4.2.1 菌株生长曲线的测定
• 4.3 实验内容及结果
• 4.3.1 高岭土悬浊液pH值对絮凝活性的影响
• 4.3.2 静沉时间对絮凝活性的影响
• 4.3.3 絮凝剂投加量对絮凝活性的影响
• 2投加量对絮凝活性的影响'>4.3.4 CaCl₂投加量对絮凝活性的影响
• 4.3.5 搅拌速度对絮凝活性的影响
• 4.3.6 高温处理对絮凝活性的影响
• 4.3.7 絮凝剂存储时间对絮凝活性的影响
• 4.3.8 菌株生长曲线的特性研究
• 4.4 本章小结
• 第五章 微生物MF-04产絮凝剂组分和絮凝机理研究
• 5.1 实验仪器与药品
• 5.1.1 实验仪器
• 5.1.2 实验药品
• 5.2 实验原理与方法
• 5.2.1 菌MF-04所产絮凝剂的粗提路线
• 5.2.2 菌MF-04所产絮凝剂的纯化
• 5.2.3 紫外光谱表征
• 5.2.4 红外光谱表征
• 5.2.5 多糖含量的测定
• 5.2.6 Zeta电位的测定
• 5.2.7 红外光谱探讨絮凝机理
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 菌MF-04所产絮凝剂的纯化结果
• 5.3.2 紫外光谱分析
• 5.3.3 红外光谱分析
• 5.3.4 多糖含量的测定结果
• 5.3.5 Zeta电位的结果分析
• 5.3.6 红外光谱对机理的探讨结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 微生物絮凝剂的应用研究
• 6.1 实验仪器与药品
• 6.1.1 实验仪器
• 6.1.2 实验药品
• 6.2 实验内容和方法
• 6.2.1 对废水的试验研究
• 6.2.2 对赤砂糖的脱色研究
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 菌MF-04所产絮凝剂处理选矿废水的正交实验结果
• 6.3.2 各单因素处理选矿废水的实验结果
• 6.3.3 MF-04所产絮凝剂与PASZ复配对选矿废水的实验结果
• 6.3.4 菌MF-04所产絮凝剂与PSAA、PSAZ处理选矿废水的效果比较结果
• 6.3.5 菌MF-04所产絮凝剂和PDMDAAC复配的正交实验结果
• 6.3.6 各单因素对脱色率的影响
• 6.4 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表学术论文