复合生物絮凝剂的分离纯化及对亚甲基蓝脱色效果研究

论文摘要

微生物絮凝剂是利用微生物细胞、或细胞结构、或代谢产物分离精制而成的新型的水处理剂,是絮凝剂研究的一个新热点。与无机絮凝剂和有机絮凝剂相比,具有无毒、无二次污染、可降解等优点,但也存在培养基成本较高、产量不足、絮凝效果欠佳、受环境因素影响大等问题。本实验室利用从活性污泥中分离筛选的4株絮凝菌DG2、DN1、H8、H13构建了一个更高效、稳定的复合型絮凝菌群（DG2+DN1+H8+H13）。本研究从该复合型菌群出发,对其进行絮凝活性分布试验证明,絮凝剂主要为絮凝菌分泌到细胞外的代谢产物。对该菌群所产的絮凝剂进行分离提取,所提絮凝剂为淡粉色粉末,水溶性强,耐热性好,适合在酸性和中性溶液中使用,产率为0.923g·L-1,对高岭土悬液测试,在最佳投加量0.06g·L-1时,絮凝率达93.3%。为了进一步提高该絮凝剂的絮凝效率,以及对絮凝机理进行分析,本研究利用离子交换层析和凝胶层析对提取的絮凝剂进行了纯化,然后对絮凝剂纯品做了定性、定量、结构等性质分析。经纯化后的絮凝剂纯品得率约为54%,对高岭土絮凝率可达98.4%,性质分析显示,絮凝剂纯品为糖蛋白,糖含量81.6%,蛋白质含量17.8%,相对分子量约为5.2×106。分子结构中含有大量甘露糖残基,和羟基、羧基等官能团,与高岭土结合是离子键和氢键共同作用的结果。为了检验絮凝剂纯品对废水治理难题之一的印染废水的处理能力,本研究以化学染剂亚甲基蓝溶液为研究对象,测试了絮凝纯品的脱色能力。通过正交试验优化后,絮凝剂纯品在pH9,絮凝剂投加量0.07g·L-1, Ca2+浓度1.4%,静沉时间5min,溶液温度40℃时处理效果最佳,最大脱色率达97.8%。在pH8-10、温度20-50℃都保持85%以上的脱色率,性能明显优于无机絮凝剂、有机絮凝剂、单微生物絮凝剂

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 生物絮凝剂的概述
• 1.1.1 生物絮凝剂的概念及特性
• 1.1.2 生物絮凝剂的分类
• 1.1.3 复合型微生物絮凝剂
• 1.2 复合型微生物絮凝剂的研究状况
• 1.2.1 复合型絮凝菌群的获取及培养
• 1.2.2 复合型微生物絮凝剂的提取、纯化及结构分析
• 1.2.3 絮凝机理研究
• 1.2.4 复合型生物絮凝剂的应用现状
• 1.2.5 复合型生物絮凝剂存在的问题及发展趋势
• 1.3 课题研究的目的、意义及研究内容
• 第2章 复合型生物絮凝剂的分离纯化和性质研究
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 实验用菌株及培养基
• 2.1.2 实验药品及仪器
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 复合型生物絮凝剂的分离提取方法
• 2.2.2 复合型生物絮凝剂的定性定量分析方法
• 2.2.3 复合型生物絮凝剂的纯化方法
• 2.2.4 复合型生物絮凝剂有效成分性质分析方法
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 复合型生物絮凝剂的分离提取结果
• 2.3.2 复合型生物絮凝剂的定性定量分析结果
• 2.3.3 复合型生物絮凝剂的纯化结果
• 2.3.4 复合型生物絮凝剂有效成分性质分析结果
• 2.4 本章小结
• 第3章 复合型生物絮凝剂对亚甲基蓝脱色效果研究
• 3.1 实验材料
• 3.1.1 实验材料及试剂
• 3.1.2 实验仪器
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 亚甲基蓝脱色条件的单因素实验
• 3.2.2 亚甲基蓝脱色条件优化正交试验
• 3.2.3 不同絮凝剂脱色效果的对比
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 亚甲基蓝脱色条件的单因素实验结果
• 3.3.2 亚甲基蓝脱色条件优化正交实验结果
• 3.3.3 不同絮凝剂脱色效果的对比结果
• 3.4 本章小结
• 结论
• 展望
• 参考文献
• 致谢