高效絮凝剂产生菌的筛选及特性研究

论文摘要

在水的一级处理中，常用到各类絮凝剂，而微生物絮凝剂因其絮凝效果好且无毒、无害、易生物降解、不产生二次污染而成为水处理领域的研究热点。从四川不同地方采集的30份土壤和四川农业大学污水处理站活性污泥为材料，采用稀释平板法分离，划线法纯化，结合镜检获得纯菌株。本论文筛选出高效絮凝剂产生菌并对其进行生长条件和性能的研究，研究结果如下：（1）分离纯化出141株细菌，初筛获得絮凝活性较高的菌株进行复筛，最后得到絮凝活性稳定且最高的菌株Ⅰ-3，经鉴定该菌株为肠杆菌。该菌株是未见报道的絮凝剂产生菌。（2）对Ⅰ-3的絮凝剂产物分布情况和生长曲线的研究结果表明，絮凝剂是在菌体的生长过程中分泌的，是菌体胞外产物；随着菌株培养时间的增加，絮凝剂絮凝率逐渐增大，在对数生长期达到最大，为99.0％。（3）对培养基条件和絮凝条件的研究：选取方便、易得、价廉的培养基，通过正交实验确定了菌株产生絮凝剂的最佳条件。筛选得出最适宜该菌株的培养基：红薯150g／L、尿素1.5g／L，絮凝率为91％左右；在最佳培养基中对菌株进行了培养条件和絮凝条件的研究，最佳培养条件为：初始pH=9，装液量30ml，转速180r／min时，絮凝率为95.5％；最佳絮凝条件：絮凝剂用量为10ml／L，高岭土悬液的pH=8时，絮凝率为98.1％。Na+、Ca2+、Fe3+溶液对絮凝剂均不起助凝作用。继而，本研究探讨了利用畜禽废水作为培养基发酵，结果表明，Ⅰ-3菌株也可产生一定量的絮凝剂，其絮凝率达71.5％，培养基中加入0.5g的蔗糖后絮凝率上升到87.5％。（4）对微生物絮凝剂的化学组成进行了分析，结果表明：絮凝剂的成分含量64．9％是多糖，9.1％是蛋白质；还原糖未检测出，其余26％的成分未确定其组成。（5）将Ⅰ-3所产絮凝剂的实际应用于实践，分别处理石材厂废水、江水洪水期的水和畜禽废水，其絮凝效果分别为98.4％、99％和39％，对畜禽废水COD有一定的去除效果，去除率达15％。该微生物絮凝剂的絮凝效果好、沉降速度快，显示了微生物絮凝剂广阔的生产应用前景。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 文献综述
• 1.1 前言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 微生物絮凝剂
• 1.2.2 微生物絮凝剂的研究与应用
• 2、研究目的和意义
• 3 材料和方法
• 3.1 样品及培养基
• 3.2 筛选
• 3.2.1 初筛
• 3.2.2 复筛
• 3.3 菌株的生长曲线和絮凝活性测定
• 3.4 培养条件优化
• 3.4.1 培养基的确定
• 3.4.2 正交实验确定最佳培养基组成
• 3.5 培养条件优化
• 3.5.1 装液量
• 3.5.2 转速
• 3.5.3 培养基pH
• 3.6 絮凝条件优化
• 3.6.1 高岭土pH
• 2用量'>3.6.2 CaCl₂用量
• 3.6.3 絮凝剂用量
• 3.7 絮凝剂粗产物提取及成份和机理初步分析
• 3.7.1 粗提物的热稳定性
• 3.7.2 粗提物成份分析
• 3.7.3 絮凝机理初步分析
• 3.8 絮凝剂处理废水的初步应用
• 3.8.1 石材厂废水处理
• 3.8.2 水源水处理
• 3.8.3 畜禽废水处理
• 3.9 菌种鉴定
• 3.9.1 菌株的形态
• 3.9.2 生理生化试验
• 3.9.3 遗传学分析
• 4 结果与分析
• 4.1 菌株筛选结果
• 4.2 絮凝剂的分布
• 4.3 菌株生长曲线、絮凝活性及培养液pH变化
• 4.4 培养基优化
• 4.4.1 碳源的确定
• 4.4.2 氮源的确定
• 4.4.3 培养基最佳配方
• 4.4.4 畜禽废水作培养基
• 4.5 影响Ⅰ-3生长及絮凝剂产生的培养条件
• 4.5.1 培养基初始pH
• 4.5.2 装液量和转速
• 4.6 絮凝条件的筛选
• 4.6.1 高岭土悬液pH
• 2用量'>4.6.2 CaCl₂用量
• 4.6.3 絮凝剂用量
• 4.7 絮凝剂性能和成分的测定结果及机理的推断
• 4.7.1 絮凝剂的热稳定性
• 4.7.2 紫外分光光度法测定絮凝剂成分
• 4.7.3 生化法测定絮凝剂成分
• 4.7.4 絮凝剂成分含量定量分析
• 4.7.5 絮凝机理结果
• 4.8 废水处理结果
• 4.8.1 石材厂废水处理
• 4.8.2 青衣江水源水处理效果
• 4.8.3 畜禽废水处理结果
• 4.9 菌种鉴定
• 4.9.1 个体形态及菌落特征
• 4.9.2 生理生化特征
• 4.9.3 菌株的分子生物学鉴定
• 5、结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献:
• 致谢
• 附录一
• 附录二 攻读硕士学位期间发表的论文