多粘类芽孢杆菌GA1所产絮凝剂的絮凝性能研究及机理探讨

采用正交絮凝、粒度检测及电镜扫描考察了多粘类芽孢杆菌GA1所产絮凝剂（MBFGA1）对高岭土溶液、土壤悬浊液、洗煤废水及垃圾渗滤液4种废水的絮凝性能,并利用蒽酮试验和红外光谱对絮凝剂成分进行了初步鉴定.在正交絮凝实验获得的最佳絮凝条件下,絮凝剂对高岭土溶液、土壤悬浊液、洗煤废水和垃圾渗滤液的絮凝率分别高达99.53%、99.50%、98.2%和75.60%,絮体沉降速度分别为0.03 m/s、0.025 m/s、0.025 m/s和0.005 m/s;土壤悬浊液中颗粒絮凝后平均粒径增大且大于10　μm,其余３种废水中颗粒平均粒径减小且小于10　μm;电镜扫描结果显示,絮凝前后废水颗粒的形态均从棱角分明转变为包埋的无棱角;EDTA、HCl以及尿素检验发现4种颗粒与絮凝剂分子间靠离子键结合;蒽酮反应及红外光谱结果显示该絮凝剂为含有较多羟基及羧基等官能团的多糖大分子.实验结果表明絮凝剂对高颗粒物浓度废水有很好的处理效果,其絮凝机理主要是吸附架桥作用.     

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.     

巨大芽孢杆菌A25产生物絮凝剂的研究

从活性污泥中分离筛选到一株产絮凝剂的细菌A2 5 ,鉴定为巨大芽孢杆菌 (Bacillusmegaterium) .A2 5产生絮凝剂与菌体生长同步 ,均在 10h达到最高值 .用乙醇沉淀及SephacylS - 5 0 0分子筛层析得到纯化的絮凝剂BP2 5 .通过Bradford反应、琼脂糖凝胶电泳及硫酸 -酚法测定糖 ,证明BP2 5是一类多糖类物质 .其分子量为 10 6道尔顿 .薄层层析的结果表明BP2 5含有葡萄糖和甘露糖两种单糖 ,高效液相色谱分析其摩尔比为 4∶1.实验证明 ,BP2 5对供试的各种悬浮液和菌悬液都具有良好的絮凝效果     

微生物絮凝剂ZS-7的纯化及其结构特征研究

采用透析、乙醇沉淀、凝胶过滤层析对微生物絮凝剂ZS-7进行了纯化.经鉴定纯化后的微生物絮凝剂ZS-7是一种新型的糖蛋白,其产量大约为0.98 g/L发酵液.ZS-7主要由多糖和蛋白质组成,含量分别为91.5%和8.4%.进一步的分析表明ZS-7中含有酸性多糖包括糖醛酸(16.4%)、丙酮酸(7.1%)和乙酸(0.5%).采用凝胶色谱法测得ZS-7的相对分子质量为6.89×104.红外光谱、X射线能谱图和核磁共振图谱说明糖蛋白絮凝剂ZS-7含有羟基、氨基、羧基、甲氧基和磺酸等功能性基团.单糖组成分析说明ZS-7主要由鼠李糖、甘露糖、葡萄糖和半乳糖组成,各单糖的摩尔比大致为:半乳糖∶葡萄糖∶甘露糖∶鼠李糖=142∶2.2∶4.5∶3.4.     

培养基中磷酸盐在GA1所产絮凝剂絮凝中的作用研究

考察了一株高效产絮凝剂微生物多粘类芽孢杆菌Paenibacillus polymyxa GA1(以下简称GA1)的发酵培养基以及培养基各组分的絮凝性.实验结果表明,培养基中K2HPO4、KH2PO4在CaCl2存在、pH值中性偏碱时对各种废水均有一定的絮凝性,在GA1所产絮凝剂(以下简称MBFGA1)絮凝废水的过程中起重要作用,且作用离子为PO43-和Ca2 ;这两种离子在pH值中性偏碱时能有效降低高岭土悬液的ζ电位绝对值到接近零,使胶体脱稳;PO43-和Ca2 形成絮状沉淀后,能网捕脱稳颗粒,进而在MBFGA1桥联作用下使颗粒结团沉降完成絮凝.发酵培养基虽有一定絮凝性,但效果不佳,处理后上清液颗粒平均粒径远大于发酵液处理,且絮体、泥饼性质差异大,不利于工业应用和后续处理.硫酸钡亦有一定的助凝效果,但因沉淀本身性质差异,其效果劣于磷酸钙.     

微生物絮凝剂与聚合氯化铝复配的响应面优化

采用响应面分析法(RSM)对多粘类芽孢杆菌(GA1)所产絮凝剂(MBFGA1)与聚合氯化铝(PAC)配合处理高岭土悬浊液的过程进行了优化.设定的5 个影响因子分别为MBFGA1 投加量、PAC 投加量、pH 值、CaCl2 投加量、快搅速度.2 个响应值为絮凝率和絮体粒径.响应面实验分别拟合出了关于絮凝率和絮体粒径的二次模型,决定系数(R2)分别为0.7449 和0.8029,表明拟合情况良好.根据2 个响应值的分布情况,推算出最适粒径为0.7mm.同时,以絮凝率100%、絮体粒径0.7mm 为目标值,确定了最佳复配絮凝条件: MBFGA1 99.75mg/L, PAC121mg/L, pH 7.3, CaCl2 27mg/L, 快搅速度163r/min.通过分析比较, 发现PAC 在改变胶体表面电位使其脱稳聚沉方面有较强的能力,有利于MBFGA1 在絮凝后期吸附架桥作用的发挥.对提高絮凝效果、降低MBFGA1 运行成本具有很好的作用.     

复合型生物絮凝剂成分分析及其絮凝机理的研究

蒽酮反应、考马斯亮蓝、紫外扫描等测定结果表明,絮凝剂CBF的主要成分为多糖类物质．红外光谱扫描分析CBF中含有羧基,分别以-COO^-和COOH的形式存在．用凝胶色谱柱测其相对分子量为10^5-10^6．Zeta（ζ）电位测定及氢键和离子键检验结果表明,CBF与高岭土等无机颗粒之间的作用力为离子键,絮凝过程中存在架桥作用．利用原子力显微镜观察其絮凝形态发现絮体结构密实,有利于絮体沉降．其絮凝机理为絮凝剂和高岭土以离子键的形式结合,之后通过架桥作用絮凝沉淀．     

利用污泥残渣制备生物絮凝剂及其絮凝机理的探讨

考察了由污泥残渣制备生物絮凝剂的条件,同时对其絮凝机理进行了初步的探讨。结果表明,絮凝剂的最佳制备条件为:污泥残渣浓度100 g/L,处理方式为水洗,水洗次数为3次。该絮凝剂具有良好的热稳定性和pH稳定性,储存100 d内,絮凝剂的絮凝活性均保持在94%以上;对其成分分析的测定结果表明该絮凝剂的主要成分为多糖类物质;絮凝剂与高岭土颗粒之间通过离子键结合;利用扫描电镜观察絮体形态,发现其结构密实,有利于絮体沉降。推测其絮凝机理为絮凝剂和高岭土之间首先以离子键结合,然后通过吸附架桥作用絮凝沉淀。     

吸附Sr~(2+)后酵母细胞的絮凝特性研究

为寻求生物吸附处理重金属或核素废水的后处理途径,本论文以吸附Sr2+后酵母细胞为对象,通过对絮凝前后上部液相浊度分析,探讨了絮凝剂种类、液相初始p H、酵母细胞初始浓度以及絮凝剂量等因素对絮凝效果的影响;并探讨了PAC(聚合氯化铝)对吸附Sr2+后酵母细胞的絮凝机理.结果显示:3种铝盐絮凝剂对酵母细胞絮凝效果对比结果显示为:PACKAl(SO4)2Al2(SO4)3.对PAC而言,其在实验条件下对酵母细胞的絮凝是一个快速作用过程,在1 min内出现明显矾花现象,而60 min时絮凝效率可达到99%以上.Zeta电位分析显示p H为3~10范围内,酵母细胞与PAC之间的电位差值Δζ均在50 m V以上,其中最大可达68.4 m V,这将带来PAC对酵母细胞的快速絮凝,SEM和液相电导率变化分析也证实了这点.PAC可作为一种良好的絮凝剂用于对吸附Sr2+或其他重金属离子后的酵母细胞进行絮凝处理.     

氧化剂与新型絮凝剂协同去除酸性大红的研究

选取浓度为25mg/L的酸性大红-GR溶液为模拟染料废水,采用氧化-絮凝耦合工艺,探索了氧化剂种类、絮凝剂种类、废水pH值、氧化剂和絮凝剂投加量对氧化-絮凝耦合处理酸性大红染料的影响,确定最佳处理条件为:酸性大红溶液初始pH值不变,高锰酸钾和PTSS的投加量分别为为20mg/L和10mg/L(以钛离子计),脱色率和COD去除率均最大,分别为96.3%、56.5%。通过FTIR光谱扫描、絮体的显微形貌观察、酸性大红和新型絮凝剂聚硅硫酸钛(PTSS)的表面电动电位随pH值的变化的测定,分析了氧化-絮凝耦合法的反应历程:高锰酸钾破坏酸性大红的发色基团后,自身被还原成新生态二氧化锰胶体;二氧化锰胶体吸附酸性大红及其氧化产物,并被无机高分子絮凝剂PTSS通过电中和及架桥网捕等作用卷裹成絮体。     

微生物絮凝剂产生菌的筛选及产絮凝剂的周期研究

用常规的分离、纯化方法 ,从活性污泥中共分离出 32株菌株。将单菌株分别培养于“JM- 1”、“DF-1”、“PT- 1”液体培养基中 ,摇床培养一定时间后 ,以高岭土悬浊液筛选具有絮凝活性的菌种 ,由此获得 8株微生物絮凝剂产生菌 ,其中有 1株絮凝活性较高 ,初步鉴定为酵母菌 ,代号为“Dfjm- 1”,产生的絮凝剂命名为“Dtjm-1”。本文研究了“Dfjm- 1”在不同培养时间的生长情况、培养液中 p H值变化情况及絮凝活性变化情况 ,得出絮凝活性与菌生长量呈正相关关系 ,絮凝剂“Dtjm - 1”在菌生长稳定后期达到稳定活性的最高值     

黄泔水发酵微生物絮凝剂B-12的研究

以黄泔水为廉价培养基,对絮凝剂产生菌B-12进行发酵培养,用单因素实验和正交设计试验,考察了培养基条件对絮凝剂产生菌絮凝效果的影响。结果表明:B-12的优化培养条件为:黄泔水体积分数为12.5%,硫酸铵为0.5g/L,温度为28℃,初始培养pH为6.5。在此条件下所产生的絮凝剂对高岭土悬液絮凝率高达81.2%。利用黄泔水生产的微生物絮凝剂B-12对化粪池废水、城市生活污水和土壤悬浊液具有良好的絮凝效果。     

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...     

利用秸秆微生物产絮凝剂的提取及性质分析

文章对一株利用秸秆粉——无机氮源培养基的细菌所产生的微生物絮凝剂进行了粗提和性质分析。该絮凝剂对于高岭土——氯化钙悬浊液的絮凝率达93.96%,效果较好。将该细菌接种在液体培养基中,于恒温摇床发酵培养,经测定,主要絮凝成分位于发酵液上清液中,对发酵液上清液进行热稳定性和pH稳定性实验,结果表明,该絮凝剂在室温25℃、pH为7条件下絮凝效果最好。采用乙醇法对发酵液上清液进行提取,即可得该微生物絮凝剂粗品。经Molish反应及茚三酮反应显色可知,该絮凝剂含有糖类及蛋白成分,经苯酚硫酸法测定其中糖含量占湿重的11.666%,经考马斯亮蓝法测定其中蛋白含量占湿重的0.586 4%,经薄层层析分析得,该微生物絮凝剂含有的主要糖类成分为阿拉伯糖。     

微生物絮凝剂MBF7的化学组成及絮凝特性研究

青霉菌株HHE-P7能够分泌对高岭土悬浊液具有高絮凝活性的胞外多聚物MBF7。应用无水乙醇可从发酵液的上清液中将絮凝多聚物提取出来。采用FTIR(傅立叶红外光谱)方法测定,MBF7由磷酸根、氨根、羟基和羧基等活性基团组成;通过凝胶色谱法得出此微生物絮凝剂分子量大约在3×105Da。另外根据絮凝实验结果显示,HHE-P7所产微生物絮凝剂具有较好的热稳定性,絮凝效果受到高岭土悬浊液pH、微生物絮凝剂及Ca2+投加量等因素的影响。     

硫酸亚铁酸洗废液在制革废水处理中的应用

用混凝沉淀－微滤工艺对制革废水进行试验研究。结果表明,用含硫酸亚铁酸洗废液作混凝剂是行之有效的,经此工艺处理后,ＣＯＤ、ＢＯＤ_５、ＳＳ和色度的去除率分别为８０．４％、８７．２％、８８．６％和９１．７％,处理后废水水质达到排放标准,而且其中５０％回用于生产。此工艺具有很好的应用前景,尤其适合北方寒冷地区。     

紫外诱变选育高原环境絮凝菌及其絮凝条件优化

为获得耐低温且絮凝优异的絮凝菌,对一株分离得到的絮凝菌进行紫外诱变和5℃低温胁迫培养,并对诱变优势菌进行应用条件优化.结果表明:①原始菌为蜡状芽孢杆菌（Bacillus cereus）.②紫外诱变和低温胁迫培养得到的目标诱变菌FB-5对生活污水絮凝率达75.35%,具有良好的遗传稳定性.③单因素试验确定最佳絮凝条件,即絮凝菌投加量为0.90 mL/（50 mL）、pH为7.4、助凝剂加量为1.0 mL/（50 mL）、处理时间为15 min;筛选出影响诱变菌絮凝能力最显著的3个因素为絮凝菌投加量、pH和助凝剂加量;通过Box-Behnken响应面试验得到最佳净化的应用条件,即絮凝菌投加量为0.90 mL/（50 mL）、pH为7.38、助凝剂加量为1.04 mL/（50 mL）.④验证试验确定絮凝率达97.01%,BOD₅、COD_Cr、浊度和色度去除率均达到97%以上,出水水质满足GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A标准.研究显示,紫外诱变联合低温胁迫技术以及单因素与响应面结合优化絮凝条件可以大幅度提高原始菌株的絮凝能力,低温诱变菌FM-5能使高寒地区城市生活污水中悬浮固体大幅降低,同时去除水体中多种污染物.      

高活性絮凝剂产生菌群的构建、培养及应用研究

从筛选到的絮凝剂产生菌中构建出能比单一菌群产生更高絮凝活性的复合菌群——复合菌群1（BAFRT4＋CYGS1）．为降低复合菌群1的培养成本,尝试用啤酒废水替代葡萄糖作为培养基中的碳源和能源并获得成功．在优化培养条件下,复合菌群1所产MBF的絮凝活性达96.8％．复合菌群1所产MBF对靛蓝印染废水有良好的处理效果,最大CODCr去除率和脱色率分别达79．2％和87．6％．