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2013年第39卷第9期工业安全与环保Sept em ber2013I ndust r i al Saf e t y a nd Envi r onm e nt al Pr o t ect i on23微生物絮凝剂产生茵的筛选及其絮凝效果试验*田连生(扬州工业职业技术学院，江苏省环境生物工程技术研究开发中心江苏扬州225127)摘要采用富集培养和稀释平板法，从活性污泥中筛选出一株絮凝剂产生菌株Px一1，研究了该菌株的最佳培养条件、絮凝效果以及絮凝活性分布。
通过蒽酮等显色反应初步确定该菌株产生的是以多糖为主的高分子絮凝剂。
在最佳培养条件下，即初始pH值为7、投液量1％、培养48h、装液量50／250m L时，絮凝率达到95．3％。
在农药厂废水处理方面优于聚合硫酸铝。
关键词微生物絮凝剂培养条件多糖Scr ee ni ng of Fl oee ul ant Pr oduci ng St r ai n PX-1and i t s Fl oeeul al i on E f f ect T es t删Liansheng(J／angsu E m．v；r onm en t a／B i ot e chndo gy R e se ar c h and D eoel opm e nt C enter，Y angxbu Po l yt e chni c I nst i t u t e ya懈bu，Ji angsu225127)A bs t r a ct A f l oeeu l ant produci ng st l：ai l l PX一1i s s eroe ned fr om act i v at ed sl udge by t he e nr i c hm e nt cul t ur e a nd di l ut i onp‰m et hod．It s opt i m a l cul t ur e co ndi t i on，f l o ccul at i n g r at e a nd f l occul at i ng ael ivi t y di st r i but i on i s r es pect i ve l y st udi ed．I ti s pr el i m i nar i l y det er m i ned by ant h．1'snonc co|or r eaet l on t hat t h i s s t r ai n is pol ym er t l oc eul ant，m ai nl y m a de fr om pol F戳w．cha-r i de ext ra cel l ul a r．Thef l oc eul at i ng r at e0811r each95．3％under t he opt i m a l cul t ur e con di t i o ns of i ni t i al pH7，i nv ent o r y r at-岖l％，cul t ur al t i m e48h，c ul t ur e m edi ul n eapoei t y50／250m L，super i or t o pol yal um i ni um st／I f／l i e i n p枷ci ac f act or y w a st cw a t e r t r eat m eal t。
产微生物絮凝剂菌株的分离及絮凝特性研究
覃思绮;冯惠芳;刘一凤;艾国正;姜明国;刘国芳
【期刊名称】《环境污染与防治》
【年(卷),期】2024(46)5
【摘要】从某环保公司的污水处理设备好氧活性污泥和广西民族大学思源湖周边土壤中共分离出64个株菌,经过初筛和复筛得到14个絮凝率大于50%的株菌,最后对其中3个絮凝率最高的菌株进行了鉴定,分别属于蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)、阿氏芽孢杆菌(Priestia aryabhattai)、拉尔宽假单胞菌(Pseudomonas lalkuanensis)。
每50 mL 2.5 g/L高岭土悬液只需投加1.0 mL发酵液,蜡状芽孢杆菌在发酵时间为36 h、发酵pH为7.0时,絮凝率最高可达87.7%;阿氏芽孢杆菌在发酵时间为48 h、发酵pH为7.0时,絮凝率最高可达91.1%;拉尔宽假单胞菌在发酵时间为84 h、发酵pH为8.0时,絮凝率最高可达91.0%。
3个产微生物絮凝剂菌株发酵条件比较温和,所需发酵液投加量少,表现出较高的絮凝率。
因此,3个产微生物絮凝剂菌株具有实现工业化生产的潜在价值。
【总页数】5页(P684-688)
【作者】覃思绮;冯惠芳;刘一凤;艾国正;姜明国;刘国芳
【作者单位】广西民族大学海洋与生物技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】X70
【相关文献】
1.产絮凝剂微生物的分离与鉴定及其絮凝剂特性
2.一株产微生物絮凝剂菌株的筛选及特性
3.微生物絮凝剂产生菌的筛选及其所产絮凝剂的特性研究
4.造纸废水微生物絮凝剂菌株的分离鉴定及特性
5.一株产微生物絮凝剂菌株的分离鉴定及特性
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枯草芽孢杆菌产高效微生物絮凝剂的研究枯草芽孢杆菌是一种常见的环境中微生物，能够分解有机物质并产生多种有用的代谢产物。
其中，其产生的微生物絮凝剂具有高效絮凝和沉降性能，被广泛应用于水处理领域。
本文将介绍枯草芽孢杆菌产高效微生物絮凝剂的研究进展。
首先，研究人员通过筛选出具有高效结团和絮凝能力的枯草芽孢杆菌菌株。
经过初步的生理和生化特性鉴定，选取了较优的菌株进行进一步研究。
在培养基中添加不同的碳源和氮源，优化了菌株的生长条件，并提高了其产絮凝剂的能力。
其次，对枯草芽孢杆菌产絮凝剂的结构和组成进行了研究。
通过扫描电子显微镜观察菌株培养物的颗粒形态，发现产絮凝剂为球状或纤维状颗粒。
通过红外光谱和质谱等技术，分析了产絮凝剂的化学组成，确定其中含有多种蛋白质和多糖物质。
然后，研究人员对枯草芽孢杆菌产絮凝剂的絮凝性能进行了测试。
结果表明，该絮凝剂能够高效絮凝不同浓度的悬浮液，并形成稳定的絮凝体。
同时，该絮凝剂对不同类型的水质样品也具有较好的絮凝效果。
通过优化絮凝剂投加量、pH值和混凝时间等因素，可进一步提高絮凝效果。
最后，研究人员对枯草芽孢杆菌产絮凝剂的应用进行了探索。
将其应用于实际的水处理过程中，结果表明该絮凝剂能够有效去除水中的悬浮固体和有机物质，从而提高了水质的净化效果。
同时，该絮凝剂具有较好的生物降解性和可再生性，对环境无毒无害。
综上所述，枯草芽孢杆菌产高效微生物絮凝剂的研究取得了明显的进展。
未来的研究可进一步优化絮凝剂的制备工艺和应用条件，提高其絮凝性能和稳定性。
同时，还可探索结合其他微生物和物理化学方法，研发更高效的水处理技术，以进一步提高水资源的利用效率和环境的可持续发展。
第31卷第3期大庆师范学院学报V o.l31N o.3 2011年5月J OURNAL OF DAQ I NG NORMA L UN IVERS I TY M ay,2011t资源与环境科学生物絮凝剂产生菌的筛选及絮凝性能研究刘江红1,吴康宁1,徐瑞丹2,刘丁榕1,裴志斌1,刘彩丽1(1.东北石油大学化学化工学院,黑龙江大庆163318;2.厦门大学生命科学学院,福建厦门361005)摘要:从活性污泥中筛选出絮凝剂产生菌,并对其絮凝条件进行絮凝性能研究。
经絮凝实验筛选得到4株絮凝活性较高且稳定的菌株,分别命名为M1、M2、M3、N5。
对其中1株进行絮凝活性及絮凝条件的研究,其絮凝活性物质主要为菌体分泌物,该菌可产生高絮凝活性的最佳絮凝条件:对于浓度为1~9g/L的高岭土,最佳助凝剂为1% ,投入量为40m g/L,p H值为9,絮凝率可达98%,具有良好的热稳定性,适于工业化生产。
的CaC l2关键词:絮凝剂产生菌;生物絮凝剂;絮凝活性;絮凝条件作者简介:刘江红(1966-),女,黑龙江绥化人,东北石油大学化学化工学院副教授,从事环境生物技术和水处理研究。
基金项目:国家大学生创新性实验计划项目(091022008);黑龙江省教育厅科学技术研究项目(1153005)。
中图分类号:X70文献标识码:A文章编号:2095-0063(2011)03-0117-04收稿日期:2010-12-03生物絮凝剂是一类由微生物产生的有絮凝活性的代谢产物,有多糖、蛋白质、纤维素等[1]。
从其来源看,也属于天然有机高分子絮凝剂,因此它具有天然有机高分子絮凝剂的一切优点[2]。
生物絮凝剂是一种新型、高效、廉价、无毒、无二次污染的水处理剂,它能快速絮凝各种颗粒物质,尤其在废水脱色、高浓度有机物去除等方面效果独特[3]。
目前,我国生物絮凝剂的应用大部分还处于实验室研究阶段,真正工业化的较少。
土壤和活性污泥被认为是筛选和分离絮凝剂产生菌的最好源泉[4],尤其是活性污泥,它是絮凝剂产生菌的主要来源,因为活性污泥本身就是以絮凝性细菌为中心形成的各种微生物的聚集体[5-6]。
所以本实验室主要以活性污泥中絮凝剂产生菌为研究对象,在筛选生物絮凝剂高效菌株的基础上,采用高岭土悬浊液模拟待处理的废水,利用生物絮凝剂进行实验,对其絮凝活性及絮凝条件进行优化研究。
1实验部分1.1主要设备电子天平、冰箱、高压蒸汽灭菌锅、分光光度计、生物显微镜、生化培养箱、洁净工作台、多头磁力加热搅拌器、电热恒温水浴锅、酸度计、台式恒温振荡培养箱、远红外快速恒温干燥箱、高速离心机等。
1.2材料1)菌株,取自大庆市东城污水处理厂曝气池中活性污泥。
2)培养基,分离培养基:牛肉膏3g,蛋白胨10g,氯化钠5g,琼脂15~20g,加蒸馏水到1000mL调至p H 值为7.0~7.2;发酵培养基:葡萄糖20g,硫酸铵0.2g,尿素0.5g,磷酸二氢钾2g,磷酸氢二钾5g,氯化钠0.lg,酵母粉0.5g,加蒸馏水到1000mL,p H值为7.0;高岭土悬浊液:称取15g高岭土于广口瓶中,加3L蒸馏水搅匀。
1.3实验方法1.3.1菌种分离纯化及筛选方法菌种筛选步骤:采样及预处理y增殖培养y选择培养y菌株分离纯化y初筛y纯化y复筛y高效絮凝剂产生菌[6]。
1.3.2絮凝率的测定将絮凝沉淀后的上清液用722型分光光度计于波长550n m处测其吸光度,以不加絮凝剂、含有1% CaC l溶液的高岭土悬浊液作对照,絮凝率的计算公式如下:2絮凝率=(A-B)/A@100%117式中:A)对照液的吸光度;B)絮凝沉淀后上清液吸光度。
2结果与分析2.1菌种分离纯化及筛选结果实验从空气和活性污泥中共分离纯化出纯种菌株近20株,经絮凝试验筛选得到有絮凝能力的菌株9株,复筛得到4株絮凝活性较高且稳定的菌株M1、M2、M3、N5,菌株的显微镜图如图1所示。
通过絮凝活性测定,挑选絮凝活性较高的菌种M2进行絮凝剂絮凝性能研究。
M1M2M3N5图1菌株放大1000倍数的显微图2.2絮凝活性分布测定通过定量比较发酵液、上清液(离心后的去菌细胞部分,稀释至与发酵液等体积,摇匀)和菌悬液(离心后的菌体经蒸馏水洗涤2~3次后置于磷酸盐缓冲液中,使其体积与发酵液相同,摇匀)的絮凝率,来确定发酵液中絮凝剂的絮凝活性分布。
絮凝剂样品在高速离心机上4000rp m,30分钟后,取2mL发酵液、按测絮凝率的方法测定絮凝活性。
由图2可以看出,未去除菌体的培养液和去除菌体的培养液对高岭土悬浊液都具有较高的絮凝活性(97%以上),这说明起絮凝作用的物质主要存在于培养液中,是由微生物产生分泌到细胞外的,由于菌体本身也具有一定的絮凝作用,因此絮凝剂在菌体表面有一定的分布,但分布量较低,说明该絮凝剂属于胞外絮凝剂。
图2絮凝剂在培养液中的分布图3酸碱稳定性测定2.3絮凝剂酸碱稳定性的研究本实验采用精密p H计将菌M2产生的絮凝剂的p H值分别调节为4.0,5.0,6.0,7.0,8.0,9.0,10.0, 11.0,放于冰箱4e过夜(约12h)再进行絮凝实验。
结果如图2所示,当p H值为4.0~8.0范围内时,絮凝效果差别不明显,表明该生物絮凝剂具有较好的酸碱稳定性。
2.4絮凝剂热稳定性的研究将菌M2产生的絮凝剂分别置于20e、40e、60e、80e、100e的水浴中20m i n之后再测其絮凝活性。
结果如图4,当温度在40e~80e变化时,微生物絮凝剂的絮凝性能几乎不受影响。
当在100e的水浴中加热20m in后,其絮凝率仍可达到97.67%。
图4热稳定性测定图5絮凝剂加入量对絮凝活性的影响2.5絮凝剂处理高岭土悬液的影响因素研究2.5.1絮凝剂投加量对絮凝效果的影响分别称取0.5g高岭土7份,放在事先编好号(0~6)的250mL的7个烧杯中,加少量蒸馏水(小于50m L)溶解高岭土,分别加入0mL、1mL、2mL、3mL、4mL、5mL、6mL絮凝剂的发酵液溶液,再各加5mL1%水溶液作助凝剂,倒入量筒中加蒸馏水至100mL,倒回烧杯中,调节p H值至7。
放在磁力搅拌器的CaC l2上搅拌,快搅1m i n,慢搅3m in,倒入量筒中静止9m i n,于550n m下测吸光度。
以蒸馏水作参比,空白值为118不加Ca C l2和絮凝剂的高岭土悬浊液。
由图5可以看出,絮凝剂加入量小于1mL时,絮凝率随絮凝剂投加量的增加而增加,当投加量达到一定时,絮凝率达到最大,再增加投加量,絮凝效果不再发生明显变化且略有降低。
这是因为生物絮凝剂是一种高分子物质,絮凝主要是通过吸附架桥来絮凝水体中的胶粒物质,一定量的絮凝剂分子与一定浓度的胶体溶液达到絮凝平衡,这种情况下,高聚物的官能团与胶粒表面发生特性反应而吸附,高聚物的其他部分则伸展到溶液中,可以和另一个胶粒发生吸附,这样高分子絮凝剂在水中的胶粒之间起中间架桥作用,当加入过量的絮凝剂后,对应的胶粒相对减少,絮凝剂高分子的伸展部分粘连不上第二个胶粒,如此,时间一长则就会被原胶粒吸附在其他部位上,絮凝剂便会失去架桥功能,使胶粒处于稳定状态,产生再稳现象,絮凝效果反而很差。
所以在以后的实验时,絮凝剂的投加量取为1.0mL/100m L。
2.5.2高岭土悬浊液p H值对絮凝效果的影响分别调p H值为5、6、7、8、9、10、11,在固定条件下,同前面的方法进行絮凝实验。
图6高岭土悬浊液p H值对絮凝活性的影响由图6可知,高岭土悬浊液的p H=6~7时,絮凝活性急剧上升,当p H值大于7时,均有较高的絮凝活性。
说明该絮凝剂的p H适应范围较宽,但不适宜在酸性条件下使用,在碱性条件下絮凝效果较好。
2.5.3C a2+浓度对絮凝效果的影响加入1%C a C l2水溶液0mL、1m L、2mL、3mL、4m L、5mL、6mL,在固定条件下,同前面的方法进行絮凝实验。
同时以不加絮凝剂只加C a C l2水溶液0~6mL的高岭土悬浊液为对照。
图7C a C l2加入量对絮凝活性的影响由图7可以看出,C a C l2水溶液加入体积0~4mL范围内,随着CaC l2水溶液加入量的增加,絮凝活性增加到99.24%,这是因为Ca2+加强了高聚物之间、高聚物与悬浮颗粒以及悬浮颗粒之间的相互作用,对高聚物形成架桥、网捕以及聚集成絮体起到了促进作用。
当加入量大于4m L时,随着C a C l2水溶液加入量的增加絮凝活性略有下降,但波动不大。
在不加生物絮凝剂的情况下,CaC l2对高岭土也有一定的絮凝作用,但絮凝率较低,只有当CaC l2与生物絮凝剂共同作用时,对高岭土悬浊液才具有较高的絮凝活性。
2.5.4金属离子对絮凝效果的影响金属阳离子一般用作助凝剂,它能中和悬浮物的负电荷,有利于架桥作用的形成。
不同的金属离子有不同的助凝作用,因而找一种适合且廉价的阳离子是相当重要的。
分别称取0.5g高岭土,倒入7个250mL的烧杯中,加少量蒸馏水溶解高岭土,分别加入1mL絮凝剂,各加入4mL1%Ca C l2、KNO3、M gS O4、A l2(S O4)3、FeS O4、FeC l3、NaC l水溶液,倒入量筒中,加蒸馏水至100mL,倒回烧杯中,调节p H值为9,同前面的方法测絮凝活性。
图8不同金属离子对絮凝活性的影响119由图8可以看出,二价、三价阳离子Ca2+、A l3+、M g2+、Fe3+对絮凝都具有较强的促进作用,絮凝率均在94%以上,F e2+次之,而一价离子K+、N a+的促进作用却很弱,这是因为二价、三价离子的存在,一方面能有效降低胶体的表面电荷、压缩双电层,使胶粒发生聚集作用;另一方面加强高分子物质与胶粒间的吸附作用,促进架桥形成。
但由于A l3+、Fe3+有二次污染的问题,如有Fe3+存在会使水带有颜色,且会促使铁细作助凝剂。
菌的生长,不宜采用,而M g2+相对于Ca2+而言价格较贵,所以在以后的实验中均采用Ca C l22.5.5高岭土悬浊液浓度对絮凝效果的影响由图9可以看出,高岭土悬浊液的浓度在1~9g/L絮凝率都在98%以上,说明该絮凝剂可以处理的废水浓度范围较宽。
图9高岭土浓度对絮凝活性的影响3结语1)从活性污泥中筛选出絮凝剂产生菌,上清液的处理效果好于发酵原液,说明絮凝性物质为细胞代谢产物,属于胞外絮凝剂。
2)研究了酸碱稳定性、热稳定性对絮凝效果的影响。
M2的最适p H值为9.0。
当在100e的水浴中加热到20m in时,仍能保持很好的絮凝活性,说明此菌种具有很好的耐高温能力,易于实现工业化生产。
3)高岭土模拟废水的实验表明,絮凝剂最佳投加量为10mL/L,在碱性范围内絮凝效果好,选择Ca2+作为水溶液加入量为40mL/L,高岭土悬浊液浓度在1~9g/L絮凝率都在98%以上。
