The culture of compound bioflocculant and the analysis of its activated components

利用农业固体废弃物秸秆类纤维素为原料制备复合型生物絮凝剂（CBF）,优化了CBF的培育条件。同时解析了CBF活性物质在发酵液中的分布,并对CBF的活性组分进行了研究。结果表明,在高效纤维素降解菌HIT-3的作用下,秸秆类纤维素发酵3天产糖量达到高峰,此时接入CBF产生菌于灭菌后的纤维素发酵液中,在30℃、140r/min的旋转式摇床上培养36h,整个过程中只需将纤维素发酵培养基的pH值调节到7.2。在上述条件下CBF可获得较优的絮凝效果;多糖是CBF的主要组成成分,CBF的热稳定性良好。其絮凝活性物质主要分布在上清液中。     

复菌生物絮凝剂在纸箱废水处理中的实验研究

文章将微生物絮凝剂产生单菌M-3和M-2共同培养,获取生物絮凝剂,进行提取生物絮凝剂粗品,处理某纸箱厂废水。对生物絮凝剂投加量、Ca2＋离子浓度、pH值的影响条件进行较系统的研究,绘制出单一因素对生物絮凝剂处理效果影响的曲线,确定生物絮凝剂处理纸箱厂废水的最适条件,进行正交实验。实验表明复合型微生物絮凝剂对纸箱厂废水有较好的处理效果。单菌微生物絮凝剂絮凝率在92%以上,COD去除率接近55%,氨氮去除率也达到89%。复合型生物絮凝剂在更少的药剂下能获得比单菌絮凝剂更好的处理效果。絮凝率可达93%,COD去除率达到74%,氨氮去除率达到90%。     

絮凝剂产生菌对淀粉废水的处理效果

利用具有絮凝作用较高的两株假单胞菌属产絮菌(Pseudomonas)对马铃薯淀粉废水进行絮凝处理,考察了絮凝剂投加量、废水p H值、温度等因素对絮凝效果的影响。在淀粉废水处于自然p H值5.8时,絮凝剂投加量分别为4%和2%,少量助剂Mg2+的作用下,温度均为15℃,处理时间分别为20和40 min时,这2株产絮菌对淀粉废水的絮凝处理可达到最佳效果。     

奇异变形杆菌TJ-1产絮凝剂的培养基优化研究

从活性污泥中分离出1株新型高效产絮凝剂菌TJ-1,经16S rDNA相似性分析鉴定为奇异变形杆菌(Proteus mirabilis),这是首次发现奇异变形杆菌能产微生物絮凝剂,对其进行了产絮凝剂培养条件优化研究.结果表明,TJ-1菌产絮凝剂的最佳培养基成分为:葡萄糖10g,蛋白胨1g,MgS040.3g,KH2PO42g,K2HP04 5g,去离子水1L,pH=7.0.絮凝实验结果表明,该菌在最佳培养条件下所产絮凝剂对高岭土悬液的絮凝率达到92%.     

东北土著白腐真菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水的可行性探讨

青顶拟多孔菌是一种可以降解木质素的白腐真菌,也是具有较高的产漆酶能力的生产者.选择青顶拟多孔菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水,于液体培养青顶拟多孔菌中的锥形瓶中添加不同体积的废水,考察其对不同稀释比玉米秸秆纤维素乙醇废水的处理效果,并通过研究废水投加时间的调控,获得具有高木质素降解率且相对最短降解时间的工艺条件.结果表明:青顶拟多孔菌可从废水中去除50%以上的COD_Cr和23.8%的木质素.对不同稀释比例（1%~20%）玉米秸秆纤维素乙醇废水中木质素具有较好的去除效果,其中稀释6%废水的体系中降解木质素效果最好,在第10天木质素降解率达到73.5%.不同废水投加时间对青顶拟多孔菌处理稀释20%废水体系中木质素的降解效果影响较大,第5天投加废水可获得理想的木质素降解效果,在试验进行的第19天降解率达到68.4%;在投加废水时间不同的情况下,经青顶拟多孔菌处理后的各体系中BOD₅/COD_Cr均有所提升,并且都提升至0.58以上,其中第9天投加废水体系经处理后BOD₅/COD_Cr最大,达到0.64.研究结果可为青顶拟多孔菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水的实际应用提供参考.      

高效絮凝菌的培养条件优化

从呼和浩特市污水处理厂筛选分离了1株高效絮凝剂产生菌YS2,通过培养条件优化试验确定了该菌株产絮凝剂的最佳培养条件:碳源为蔗糖、氮源为脲、N/C为2.5∶1、初始pH值为6.0、培养温度为30℃。絮凝试验表明:该菌株产生的生物絮凝剂对高岭土悬浊液有良好的絮凝效果,絮凝率达到95%。絮凝活性分布试验表明其絮凝活性全部存在于离心沉降物中,而上清液没有絮凝活性。16S rDNA测序鉴定其为克雷伯氏菌G。     

碳氮比对稻草和猪粪生物处理及厌氧消化的影响

以农业废弃物稻草和猪粪为发酵原料,首次采用纤维素降解复合菌系对稻草和猪粪混合物进行生物处理,通过考察不同碳氮比(25∶1、30∶1、35∶1和40∶1)条件下稻草和猪粪混合物生物预处理的发酵特征及后续的产甲烷能力,探讨了碳氮比对稻草和猪粪的协同生物预处理及厌氧消化效果的影响.结果表明,控制碳氮比为30∶1、料水比为11%时,稻草和猪粪混合物经纤维素降解复合菌系于55℃预处理30 h后其厌氧消化效果最佳.在此条件下,稻草和猪粪降解液中滤纸酶活和羧甲基纤维素酶酶活分别达到了2.18和2.31 IU,其失重率高达41.69%;随后经厌氧发酵后其甲烷产率和产甲烷速率分别可达318.14 m L·g-1(以VS计)和10.61 m L·d-1·g-1(以VS计),且总量为9.9 g的稻草和猪粪混合物的总甲烷产量可达1948 m L,上述结果相对于未经生物预处理的对照组均提高了38%.本研究结果可进一步为其它种类的农作物秸秆和畜禽粪便的高效资源化利用提供理论支撑,展现出了巨大的应用潜力.     

混合碳源制备生物絮凝剂的絮凝效能及产量预测模型

为实现混合底物的高效定向转化,以产絮菌根癌农杆菌(Agrobactrium tumefaciens)F2为研究对象,考察不同单一碳源及不同初始浓度对菌体生长、絮凝效能及絮凝剂产量的变化规律,采用BP算法构建絮凝效能及产量预测神经网络.产絮菌F2利用葡萄糖时的絮凝效能和产量分别为88.98%和2.20 g·L-1,过低的初始浓度将影响产量,不低于7.5 g·L-1为佳.以D-(+)-葡萄糖、D-半乳糖和D-甘露糖3种单糖为混合碳源,构建网络结构为3-5-2的产絮效能及絮凝剂产量预测模型,对两个输出层的预测误差范围均在4%以内,预测葡萄糖、半乳糖、甘露糖浓度的最优解为6.59 g·L-1、1.32 g·L-1、3.57 g·L-1,经验证混合碳源发酵产絮可使絮凝效能和产量比单一葡萄糖发酵时分别提高6.87%和26.82%,本文为产絮菌F2利用含糖有机质废液发酵产絮凝剂提供数据参考.     

以玉米秸秆为底物的纤维素降解菌与产电菌联合产电的可行性

利用单室空气阴极微生物燃料电池（MFC）反应器,以玉米秸秆为底物,以本实验室筛选和保存的纤维素降解菌Chaetomium sp.和Bacillus sp.,以及纤维素降解混合菌PCS-S和H-C为秸秆降解的生物催化剂,探讨了以汽爆秸秆固体为底物进行微生物产电的可行性.结果表明,在MFC系统内,纤维素降解纯菌和混合菌均能使纤维素降解,但产生的电压很低（<90mV,1000Ω）,升高温度（30～38.5℃）对电压输出无明显影响.单独以生活污水作为菌源不能直接降解秸秆产电.只有将H-C和生活污水（产电菌源）混合作为接种体,MFC才能获得较高的电压输出.此时得到的以汽爆秸秆固体作为底物时的最大功率密度为406mW·m-2,仅比葡萄糖作为底物时所得到的最大功率密度510 mW·m-2低20%.     

微生物絮凝剂的絮凝性及抗氧化性研究

考察了一株产絮凝剂细菌BK-4所产絮凝剂的絮凝能力、组成及抗氧化性.结果表明,接种量2％、培养24 h后BK-4菌发酵液的最大絮凝率可达96.9％.发酵液的主要组成为多糖,提取方法对粗提物的絮凝率有明显影响,水溶醇沉法粗提物的最大絮凝率可达95.6％,粗提物多糖含量为1.65g/L时对DPPH自由基的捕获率可达最大值3...     

2株芽孢杆菌利用不同碳源生产絮凝剂的研究

探讨了在纯培养和混合培养的条件下,2株芽孢杆菌F2和F6生产高效絮凝剂过程中对碳源的利用情况.研究表明,多种分子量在200以下的有机物能够作为碳源用于高效絮凝剂的生产,包括:单糖、双糖、醇、有机酸和酯类等,具有一定的普适性.发现利用废糖蜜、生物制氢废液和纤维素糖化液等廉价的生物质废料能够生产出性能良好的生物絮凝剂.     

稻草秸秆发酵液的抑藻效应及其机理

为有效利用农业废弃物稻草秸秆进行抑藻,本研究对不同稻草秸秆进行了特定方式的发酵,测定了发酵液对常见淡水藻类的化感效应,探讨了其中抑藻作用强的发酵液抑藻机理.结果表明：与普通稻草秸秆发酵液相比,水稻分蘖枝发酵液对铜绿微囊藻的抑制效果显著好于普通稻草秸秆发酵液（P<0.05）,作用72h水稻分蘖枝发酵液抑制率为93.21%,168h为97.96%,而稻草秸秆发酵液120h抑制率为68.20%,168h抑制率反而显著下降,只有27.65%;前者Eh₅₀为14.073h,后者为21.036h;水稻分蘖枝发酵液对蓝藻（铜绿微囊藻）和绿藻（蛋白核小球藻、斜生栅藻）3种淡水藻均有良好抑制作用,对铜绿微囊藻抑制作用最佳（P<0.05）.在水稻分蘖枝发酵液胁迫下,铜绿微囊藻叶绿素a以及藻蓝蛋白（PC）和别藻蓝蛋白（APC）含量下降,藻细胞叶绿素自发荧光值持续降低,藻细胞结构破坏.推测水稻分蘖枝发酵液的抑藻机制之一是将藻细胞光合系统作为其攻击的靶点从而抑制藻类生长,并最终破坏细胞结构,引起细胞凋亡.     

一株芽孢杆菌所产絮凝剂的研究

从土壤中分离筛选得到一株能产生高效微生物絮凝剂(MBF)的芽孢杆菌A-9。A-9的培养实验表明,培养基的碳源、氮源、初始pH是影响MBFA9絮凝活性的主要因素。絮凝实验结果表明,用MBFA9处理高岭土悬浮液,效果明显优于其他种类MBF,且不需添加Ca2+及Al3+等助凝剂,用量也仅为一般MBF用量的1/10～1/100;处理含泥河水、硫化染料废水、淀粉厂黄浆废水,悬浮物及COD的去除率明显高于聚丙烯酰胺等传统的化学絮凝剂。      

Production and application of a novel bioflocculant by multiple-microorganism consortia using brewery wastewater as carbon source

The flocculating activity of a novel bioflocculant MMF1 produced by multiple-microorganism consortia MM1 was investigated. MM1 was composed of strain BAFRT4 identified as Staphylococcus sp. and strain CYGS1 identified as Pseudomonas sp. The flocculating activity of MMF1 isolated from the screening medium was 82.9%, which is remarkably higher than that of the bioflocculant produced by either of the strains under the same condition. Brewery wastewater was also used as the carbon source for MM1, and the cost-effective production medium for MM1 mainly comprised 1.0 L brewery water （chemical oxygen demand （COD） 5000 mg/L）, 0.5 g/L urea, 0.5 g/L yeast extract, and 0.2 g/L （NH4）2SO4. The optimal conditions for the production of MMF1 was inoculum size 2%, initial pH 6.0, cultivating temperature 30℃, and shaking speed 160 r/min, under which the flocculating activity of the MMF1 reached 96.8%. Fifteen grams of purified bioflocculant could be recovered from 1.0 L of fermentation broth. MMF1 was identified as a macromolecular substance containing both protein and polysaccharide. It showed good flocculating performance in treating indigotin printing and dyeing wastewater, and the maximal removal efficiencies of COD and chroma were 79.2% and 86.5%, respectively.     

不同种类表面活性剂联合离子液体预处理稻秆的物化特性研究

预处理是提高木质纤维材料酶解效果的关键步骤,更是木质纤维材料制造生物乙醇的重要环节.因此,对木质纤维材料进行预处理以促进酶解糖化过程具有重要意义.本研究以稻秆为原料,探讨不同类型表面活性剂(包括阳离子型、阴离子型、非离子型、生物)联合离子液体对木质纤维材料转化率及酶解初速度的影响,并通过稻秆成分分析、FTIR、XRD对处理前后稻秆的结构、结晶性进行了分析比较.结果表明,与单独离子液体处理相比,表面活性剂联合离子液体预处理稻秆可提升纤维转化率,效果为:生物表面活性剂-离子液体非离子型表面活性剂-离子液体阴离子型表面活性剂-离子液体阳离子型表面活性剂-离子液体.与未处理及单独离子液体处理稻秆相比,生物表面活性剂-离子液体预处理稻秆的纤维转化率分别提高55.38%和22.03%.     

高效产絮凝剂荧光假单胞菌C-2培养条件优化应用

以筛选出的一株高效产絮凝剂荧光假单胞菌C-2为菌种,采用单因素试验方法确定最佳碳源为葡萄糖,最佳氮源为黄豆饼粉。采用正交试验设计方法,对该菌产絮凝剂的培养条件进行优化研究,结果表明:菌株产絮凝剂的最佳培养条件是碳源为葡萄糖(20.0g/L),氮源为黄豆饼粉(4.0g/L),培养温度为30℃,培养基初始pH值为8.0,通气量为160r/min,在此培养条件下,对高岭土悬浊液絮凝率达93.52%。最佳培养条件下产生的絮凝剂用于多种实际废水的净化,其中对色度和浊度的去除率均在80%以上,对COD的去除率为52.67%～85.22%。     

多粘类芽孢杆菌GA1产絮凝剂的培养基和分段培养工艺

对1株从土壤中筛选的产絮凝剂微生物GA1进行了研究.该菌株经形态学特征、生理生化反应及16S rDNA序列(GenBank序列登陆号为DQ166375)相似性分析鉴定为多粘类芽孢杆菌,并命名为Paenibacillus polymyxa GA1.对其进行了产絮凝剂培养条件和培养工艺的研究.结果表明:GA1产絮凝剂的最佳培养基成分(g/L)为蔗糖40.0、酵母浸膏4.0、K₂HPO₄5.0、KH₂PO₄、2.0、NaCl 0.1、MgSO₄ 0.2.研究了该菌株产絮凝剂的最佳培养条件,包括培养基的初始pH、培养温度、摇床速度和接种量.同时针对其产絮凝剂和菌体生长的关系,首次将分段培养工艺应用于GA1产絮凝剂中,即在培养的初期24h内采用菌体生长最佳培养条件,在培养后期采用菌体产絮凝剂的最佳培养条件.结果表明,采用分段培养的工艺,既可保证GA1絮凝剂的产量,又能缩短培养周期.     

Screening of flocculant-producing strains by NTG mutagenesis

Screening of new microorganism being able to produce efficiently flocculants was carried out. A new model for screening efficient flocculant-producing strains was designed and tested. The results showed that this model for screening efficient flocculant-producing strains is very reliable and can greatly shorten the screening period. 13 flocculant-producing strains were isolated from activated sludge by conventional method. A strain, designated as HHE6, produced the bioflocculant with the turbidity removal 98% for kaolin suspension. Six of 13 strains selected as the original strains were treated with NTG as mutagen, and five mutant strains(HHE-P7, HHE-A8, HHE-P21,HHE-P24, HHE-A26) with high flocculation efficiency was obtained by selection, which exhibited the flocculation rate for kaolin suspension above 90%. Strains HHE6, HHE-P7, and HHE-P24 were classified as Penicillium purpurogenum, HHE-P21 as Penicillium cyclopium,HHE-A26 as Aspergillus versicolor and HHE-A8 as Aspergillus fumigatus, and it is hitherto unreported for biofloccutant-producing strains of Penicillium. The growth of the six strains(HHE6, HHE-P7, HHE-A8, HHE-P21, HHE-P24, HHE-A26) had similar curves, i.e. firstly increasing rapidly, keeping relatively constant then and finally decreasing gradually with cultivation time. The production of bioflocculants by strains showed the similar pattern to strain growth.