罗平[1]2005年在《RL-2生物絮凝剂的研制及絮凝机理研究》文中指出目前,国内外在微生物絮凝剂的作用规律及絮凝机理等方面的研究还不够详细、系统,只提出了一些假说,如粘质假说、酯合学说、菌体外纤维素纤丝学说、架桥学说等。由于产絮凝剂的微生物种类繁多,絮凝剂的组成、结构复杂,对于同一应用体系,不同的微生物絮凝剂有不同的作用机制。本文对高效絮凝剂絮凝性能、絮凝作用规律、絮凝机理以及实际应用等方面进行了重点研究,其主要工作如下:(1)本研究从活性污泥及土壤中筛选得到4株(RL-2,NH-4,RT-4及NL-3)具有较高絮凝活性(絮凝率>90%)的微生物。进一步优化筛选得出RL-2菌株产生的絮凝剂性能最为优异,根据其个体形态特征、菌落特征及生理生化实验,初步鉴定为短芽孢杆菌(Bacillus brevis)。在菌体培养过程中发现,絮凝活性与菌生长量呈正相关;且絮凝剂主要分布在发酵液中,仅有少量附着在细胞表面,说明絮凝剂是由RL-2菌在细胞内合成并分泌到胞外的胞外絮凝剂。(2)RL-2产生的絮凝剂絮凝性能优异,具有实际应用价值。为了最大限度的提高絮凝活性,对RL-2产絮凝剂的培养进行了条件优化试验研究,得到了最佳培养基配方为:以葡萄糖为碳源,酵母膏+(NH4)2SO4为氮源,在初始pH值7.0,培养温度30℃,通气量120～150r/min,培养3d后,经乙醇及氯化十六烷基吡啶铵沉淀,可获得胞外生物絮凝剂产品,其产率高达5.1320g/L。本研究发现了短芽孢杆菌能够产生微生物絮凝剂,且絮凝活性高,性能稳定。(3)用食品加工行业的高浓度有机废水,如味精废水、豆制品废水、罐头废水、啤酒废水、中药废水及乳品废水为替代培养基,对RL-2菌进行培养,优化筛选。结果表明,RL-2菌在不外加碳、氮源的情况下,可直接利用一定浓度的味精废水作为养料产生胞外生物絮凝剂,从而为RL-2菌找到了一种较为廉价的替代培养基,大大降低了RL-2絮凝剂的生产成本。因此,味精废水的利用既降低了生物絮凝剂RL-2的生产成本,又为该类废水处理提供了新的方法。该菌可利用工业废弃物生长,生长条件粗放,且所产絮凝剂使用范围广,因此对其进行了深入的研究。(4)采用化学分析、仪器分析等多种方法对微生物絮凝剂RL-2的成分及絮凝特性的分析研究表明,RL-2絮凝剂的有效成分是一种无毒的高聚物多糖。薄层色谱分析表明,该多糖是由葡萄糖、甘露糖及葡萄糖醛酸等单糖构成的杂多糖,红外光谱分析结果表明该絮凝剂分子链上分布着羟基、羧基等多种极性基团,故絮凝性能优异。絮凝特性的研究表明该絮凝剂具有热稳定性;能溶于酸、碱溶液
李桂娇[2]2002年在《微生物絮凝剂的研制、絮凝性能、物质结构及絮凝机理的研究》文中进行了进一步梳理絮凝沉降法是目前国内外普遍使用的一种水质处理的前置单元操作技术，絮凝效果主要取决于絮凝剂种类。微生物絮凝剂(bioflocculant)是由微生物分泌的一类天然有机高分子，因其高效、安全、无二次污染，近十年来，对微生物絮凝剂的研究已成为絮凝剂研究方面的一个新的热点。本文主要研究了微生物絮凝剂产生菌的筛选、培养条件优化、菌种鉴定、微生物絮凝剂的絮凝性能、理化性质、物质结构、毒性效应、絮凝机理和实际应用等。 本研究筛得3株絮凝活性很高的霉菌、一株高产高效的假单胞菌(Pseudomonas sp．)J-25。3株霉菌分别适宜在不同碳氮比和初始pH值的培养基中生长与分泌絮凝剂；J-25适宜在初始pH值为7.5-10.0的YA培养基中生长与分泌絮凝剂。 絮凝性能方面，3株霉菌所产絮凝剂絮凝时不需要投加阳离子等助凝剂，对酸性废水絮凝率很高。JMBF-25(J-25所产絮凝剂)絮凝时用量少，在酸性和碱性条件下，絮凝活性均很高，Ca~(2+)等阳离子对JMBF-25有助凝作用，当与无机盐絮凝剂协同作用时，可使絮凝更彻底。 3株霉菌絮凝剂分泌量较少；J-25的絮凝剂分泌量多，分子量高，其成分主要为糖蛋白，其絮凝机理主要是吸附架桥。毒性试验表明这几种微尘物絮凝剂没有毒性效应。JMBF-25对多种废水的浊度与COD去除率均很高。 本文研究显示了JMBF-25有着较高的实用价值和良好的开发前景；研究成果对系统地开发和应用微生物絮凝剂具有重要的理论指导意义和实际应用价值。
熊丽娟[3]2007年在《絮凝剂产生菌GA1及所产絮凝剂MBFGA1的研究》文中提出微生物絮凝剂是微生物在生长过程中所产生的代谢产物,其主要成分为多糖、糖蛋白、蛋白质、纤维素、核酸等。与其它絮凝剂相比,微生物絮凝剂具有种类多、来源广、培养条件粗放、絮凝性能好、无环境毒性等特点。由于传统的絮凝剂存在不同的缺陷,尤其是铝系絮凝剂和聚丙烯酰胺类絮凝剂具有环境毒性。因此,微生物絮凝剂自从问世以来便受到广泛的关注,具有重要的研究价值和应用前景。多粘类芽孢杆菌Paenibacillus polymyxa GA1为本实验室从土壤中筛选出来的一株高效产絮菌株,所产絮凝剂MBFGA1具有广泛的絮凝、脱色作用。本论文针对GA1培养特性以及所产絮凝剂MBFGA1产生情况、絮凝性能等方面展开了广泛深入的研究,主要工作有:(1)考察了MBFGA1理化性质、絮凝效果、影响因素;(2)考察了GA1发酵培养基以及各组分的对絮凝的影响,并深入研究影响机理;(3)研究磷酸盐对GA1培养过程参数、MBFGA1化学构成和产生情况的影响及机制;(4)研究了GA1菌株和MBFGA1对重金属铜离子的去除情况。研究表明,MBFGA1主要成分为多糖,热稳定性良好;GA1发酵液在CaCl_2存在条件下和偏碱时对高岭土、土壤废水、洗煤废水等絮凝效果达到95%以上,但对垃圾渗滤液处理效果相对较差,絮凝率为58%左右;培养基中磷酸盐在CaCl_2存在下,pH值中性偏碱时对各种废水均表现一定的絮凝性,在MBFGA1絮凝废水的过程中起重要作用,且作用离子为PO_4~(3-)和Ca2+;这两种离子在pH值中性偏碱时能有效降低高龄土悬液的ξ电位绝对值到接近零,使胶体脱稳;PO_4~(3-)和Ca~(2+)+形成絮状沉淀后,能网捕脱稳颗粒,进而在MBFGA1桥联作用下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后,且絮体、泥饼性质差异大,不利于工业应用和后续处理;BaSO4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。磷酸盐对GA1的生长曲线阶段划分影响较小,但能有效促进对数生长速率和最终生物量;磷酸盐非MBFGA1合成的必要条件,但能促进产絮快速启动,缩短产品收获时间,提高最终单位产率,其他条件相同时,含有磷酸盐的培养基最终单位产率比不含磷酸盐的培养基高30%;磷酸盐对体系pH值变化具有缓冲作用,能维持pH值相对稳定,有利于GA1菌体的生长;含有磷酸盐的培养基和不含磷酸盐的培养基产生的MBFGA1均为多糖结构,区别在于前者结构中不含叁键和累积双键,而后者含有R-C≡CH。GA1菌体对重金属铜离子有一定的吸附去除效果,且吸附平衡时间较短,为8min。吸附作用为表面吸附,不参与能量和物质代谢;不同生长阶段的GA1对铜离子去除效果差异较大,静止期内,吸附效果微弱,之后吸附率快速上升,在对数尾期达最高值74%,高于用发酵液处理时的最高值;MBFGA1对铜离子有一定的去除作用,但效果较弱,最大负载为1 mg/ 3mg;pH值对发酵液吸附效果影响较大,pH为6时吸附效果最佳,为74%。
张媛媛[4]2013年在《微生物絮凝剂MBFGA1的结构鉴定及絮凝机理研究》文中认为本课题组采用常规细菌分离方法从岳麓山土壤中筛选出了1株高效产絮凝剂的多粘类芽胞杆菌GAl，其代谢过程中产生的微生物絮凝剂MBFGA1对多种废水均具有卓越的絮凝效果，同时具备工业化生产潜力，有较好的实际应用前景。本研究着力于MBFGA1的成分性质及分子结构鉴定以及絮凝机理推测，以期能为MBFGA1的工业推广应用提供分子学方面的理论基础。本实验采用分段培养法获取GAl发酵液，发酵液通过丙酮沉淀法提取MBFGA1粗产品，粗产品经Sevage试剂纯化后得到MBFGA1精产品；以对高岭土的絮凝率为指标对GA1发酵液、MBFGA1粗产品、MBFGA1精产品和发酵液提取剩余物的絮凝活性进行分析，确定MBFGA1精产品为该微生物絮凝剂的核心有效成分。采用紫外全波长扫描、苯酚—硫酸法及考马斯亮蓝法鉴定MBFGA1精产品为多糖类物质，糖类含量达99%以上；MBFGA1精产品经2次凝胶过滤层析分离获得MBFGA1-1和MBFGA1-2两组分；分别使用高效液相色谱仪（HPLC）以及气相色谱仪（GC）对MBFGA1-1和MBFGA1-2进行检测，得到：MBFGA1-1分子量为1.18106D，单糖组成为0.3木糖:1甘露糖:1.09葡萄糖，另含有少量鼠李糖；MBFGA1-2分子量为3.08103D，单糖组成为0.68鼠李糖:0.28木糖:1.82甘露糖:1半乳糖:3.73葡萄糖。通过zeta电位仪、环境扫描电镜（ESEM）、傅里叶红外光谱仪（FTIR）以及核磁共振仪（NMR）对MBFGA1、MBFGA1-1和MBFGA1-2进行检测分析，结果显示MBFGA1、MBFGA1-1和MBFGA1-2分子结构相似，均为环状单糖以-型糖苷键连接形成多糖主链，其余小分子物质与分子链上的某些基团结合形成支链，共同构建为线性长链分子结构；分子内含有羟基、羧基、甲氧基等负电基团，有利于絮凝的发生，同时絮凝剂溶液的zeta电位值也佐证了分子内大量负电基团的存在。使用EDTA、HCl和尿素检测得絮体内絮凝剂MBFGA1与颗粒物之间的主要作用键为离子键，且絮体的形成过程中发生了较复杂的理化作用；MBFGA1较大的分子量和分子内所含的羟基、羧基等极性基团是其具有较强絮凝性的主要原因；MBFGA1絮凝机理主要为吸附架桥，絮凝剂分子主要靠离子键、范德华力和氢键吸附胶体颗粒；分子内所含的氢键和极性基团使MBFGA1分子能够充分伸展，有效发挥吸附架桥作用。
荣宗根[5]2011年在《微生物絮凝剂MBFGA1与聚合氯化铝复配对水中残铝影响研究》文中指出微生物絮凝剂(MBF),又被称作第叁代絮凝剂,是由微生物产生的具有絮凝活性的有机物质。其形式可以是微生物细胞,也可以是细胞的结构物质或是其代谢产物,主要成分是糖蛋白、多糖、蛋白质、纤维素,核酸等大分子物质,因其特定结构和组合而形成了良好的絮凝性能。多粘类芽孢杆菌Paenibacillus polymyxa GA1为本实验室从土壤中筛选出来的一株高效产絮菌株,所产絮凝剂MBFGA1具有广泛的絮凝、脱色作用。以传统絮凝剂与MBF配合使用可以提高MBF的絮凝效率、缩减投加量、降低二次污染。本项研究将对MBFGA1与PAC复配处理过程进行优化研究,探讨MBFGA1与PAC复配对水中残铝浓度的影响。研究对象为PAC与MBFGA1复配处理过后高岭土悬浊液的上清液中残铝浓度。采用中心复合设计法(Central Composite Design, CCD)对多粘类芽孢杆菌Paenibacillus polymyxa GA1所产絮凝剂(MBFGA1)与聚合氯化铝(PAC)复配对水中残铝浓度影响进行了优化,设定5个影响因子分别为pH值、MBFGA1投加量、PAC投加量、吸附时间和吸附温度,响应值为絮凝率和残铝浓度,并对吸附过程的热力学特征进行了研究。响应面实验分别拟合出了关于絮凝率和残铝浓度的二次模型,决定系数(R2)分别为0.8485和0.8025,表明拟合情况良好。实验结果表明,影响水中残铝的显着性因素是MBFGA1投加量,PAC投加量;获得较好絮凝率和低残铝的最佳条件为pH值8.54,MBFGA1投加量111.02 mg·L-1,PAC投加量86.22 mg·L-1,吸附时间81.94 min和吸附温度23.51℃,在最佳条件下絮凝率和残铝浓度的预测值为97.98%和134.32μg·L-1,实测絮凝率和残铝浓度分别为96.71%和136.45μg·L-1,与预测值接近;吸附90 min后MBFGA1对Al~（3+）吸附量为2.18-5.11 mg.g-1,而且吸附速率较快,吸附5 min时吸附量已达吸附90 min时的80%以上,吸附60 min时基本达到平衡。MBFGA1对Al~（3+）的吸附动力学符合Lagergren准二级反应速率方程模型;红外光谱分析表明,MBFGA1对铝的吸附以化学吸附为主,起作用的基团主要是-OH、C=O及C-O-C基团。
陶然[6]2006年在《微生物絮凝剂产生菌的筛选、鉴定及培养条件和工艺的优化研究》文中进行了进一步梳理开发安全无毒、高效絮凝、无二次污染的新型环保絮凝剂,对相关水处理工艺和生产工艺的改进、人类健康和环境保护都有很重要的现实意义。20世纪80年代后期,随着生物技术的发展,一类新型的水处理剂—微生物絮凝剂应运而生,对它的研究也越来越受到研究者的关注。本论文的工作包括:(1)采用常规细菌分离方法从长沙市郊区菜园土壤、岳麓山林下土壤、湘江边淤泥、实验室活性污泥、湖水等不同的环境中筛选高效絮凝微生物;并通过对所筛选到的微生物菌种通过形态学特征、生理生化反应及16S rDNA序列相似性比较对菌株进行鉴定;采用沙土保藏法对菌种进行保藏,建立微生物絮凝机产生菌菌种资源库;(2)对絮凝微生物所产生的微生物絮凝剂进行分离纯化、物质成分分析和鉴定以及絮凝特性的研究;(3)对一株由菌体细胞引起絮凝的恶臭假单胞杆菌Pseudomonas putida B6进行培养条件的优化研究;(4)对一株胞外絮凝剂高产菌多粘类芽孢杆菌Paenibacillus polymyxa GA1 CCTCC M 206017的生长特征和产絮凝剂的最佳培养基成分和培养条件进行研究;(5)选用豆渣作为多粘类芽孢杆菌GA1合成絮凝剂的廉价替代培养基,并根据其生长特征研究最佳的培养工艺。用常规的稀释平板划线和平板涂布细菌分离方法分离到500多株菌株,经反复筛选和传代培养共筛选出26株絮凝率在50%以上、且絮凝性状稳定的菌株,其中絮凝率在80%以上的有4株,菌株编号分别为B6、CA1、CE1、GA1,絮凝剂产生菌GA1的培养液对高岭土悬浮液的絮凝率达到96%以上,具有较强的絮凝沉淀除浊和脱色能力。对这4株絮凝微生物通过形态学特征、生理生化反应及16S rDNA序列(提交NCBI GenBank)相似性比较分析对该菌株进行鉴定,结果为:B6为恶臭假单胞杆菌(Pseudomonas putida),命名为Pseudomonas putida B6,16S rDNA序列的GenBank accession DQ115363;CA1为漠海威芽孢杆菌(Bacillus mojavensis),命名为Bacillus mojavensis CA1,16S rDNA序列的GenBank accession DQ 190240; CE1为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),命名为Bacillus subtilis CE1;GA1为多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa),16S rDNA序列的GenBank accession DQ166375,该菌株被提交至中国典型培养物保藏中心(保藏编号CCTCC M 206017),命名为Paenibacillus polymyxa GA1 CCTCC M 206017;对能够产生胞外絮凝剂的菌株A3、A4、CA1、CE1、D14、GA1、SE17进行絮凝物质的分离,用体积比为1∶1~1.5∶1的丙酮能够将胞外絮凝物质从菌株A3、CA1、CE1、GA1、SE17的去菌培养液中抽提分离出来。絮凝物质的成分鉴定为:
赵鑫鑫[7]2009年在《微生物絮凝剂在城市污水厂污泥脱水中的应用》文中研究指明本文研究利用酱油曲霉产生高效环保的微生物絮凝剂(MBF),对城市污水厂浓缩污泥进行絮凝脱水实验,并在微生物絮凝剂生产条件的优化、不同絮凝剂的复配作用、现场脱水实验以及堆肥处置等方面进行了较为系统的研究。以摇瓶振荡的方式培养酱油曲霉,当初始pH为5-7,培养温度为32℃,培养60h时,产生的微生物絮凝剂具有较高的絮凝活性;针对标准高岭土悬浊液,MBF最优投加量为0.65%(v/v)。采用发酵罐的培养方式,最优培养时间为36h。MBF在4℃下保存50d以后絮凝率仍有80%以上,显示了良好的储存稳定性。200mL的城市浓缩污泥中,MBF的最优投加量为9mL,在3000r/min的转速下离心5min,污泥脱水率达到80%以上。随浓缩污泥处理量的增加,MBF最优投量单耗呈逐渐降低的趋势。MBF具有比PAM、PAC等絮凝剂更高的离心脱水效率和更好的调理污泥过滤性能等方面的优点。超声频率为28KHz,超声时间为20s时,超声波可以改善污泥的脱水性能。MBF配合投加3%(v/v)的1g/L FeCl_3溶液,脱水后污泥含水率低至79.5%。阳离子聚丙烯酰胺(cPAM)单独投加,脱水后污泥的含水量率最低为79.81%,而cPAM和MBF复配使用时可使污泥的含水率降低为77.9%,污泥滤液的Zeta电位绝对值趋于零,污泥絮团的粒径也更大。氢键检验证明MBF发挥絮凝作用是靠氢键力结合,而cPAM是以离子键结合。红外光谱图显示MBF是线性结构的多糖类物质。由离子色谱图可知MBF的水解单体含有大量的阿拉伯糖和葡萄糖,亦含有半乳糖和鼠李糖,不含甘露糖。有机元素分析证实MBF中含有大量氧元素,推测为糖类的羧基和羟基。核磁共振氢谱图也显示此MBF为多糖类物质。由此推断MBF主要由线性结构的多糖类物质组成,含有烯醇类和鼠李糖水解单体等特殊结构,并有蛋白物质存在。由5000倍扫描电镜图可知,MBF固体纯品表面成膜状结构,并有毛绒突起,而阳离子聚丙烯酰胺呈晶体形状。使用带式压滤机进行中试脱水实验,cPAM和MBF复配时cPAM用量比其单独投加时减少为原来的1/4,MBF投加比例为3/4,污泥脱水后含水率为65%。板框压滤机结合石灰和FeCl_3脱水效果好,脱水后污泥含水率低至60%,但是腐蚀严重,且产泥量较高。MBF调理的污泥经过堆肥,土色为黑褐色,堆肥效果好,具有较高的堆肥价值。
姜琳琳[8]2009年在《利用污泥残渣制备微生物絮凝剂的研究》文中认为微生物絮凝剂是一种天然有机高分子化合物,以其高效、无毒、不产生二次污染等特点,备受人们的关注。然而微生物絮凝剂的高制备成本限制了其大规模生产,因而降低生产成本是微生物絮凝剂工业化制备过程中急需解决的问题。本论文在论述近年来微生物絮凝剂的研制开发现状的基础上,对以污泥残渣为原料,水洗方法制备微生物絮凝剂提取纯化条件、絮凝剂组成成分与性质、絮凝作甩机理及应用进行了较为系统地研究与探讨。微生物絮凝剂制备过程中最佳制备条件为:以去离子水为溶剂,残渣悬液质量浓度100 g/L,处理方式为水洗方式,水洗次数为3次;最佳有机溶剂沉淀条件为3倍体积B沉淀,经测定,絮凝剂粗品产率为19.7 mg/g残渣。通过絮凝剂部分性质测定发现:该微生物絮凝剂具有良好的储存稳定性、热稳定性和pn稳定性。通过谱图分析和呈色反应得到该微生物絮凝剂的有效成分为多糖,絮凝剂分子具有-OH、C=O、.COO~-和酰胺基等较多活性吸附位点。絮凝剂对W悬浊液处理效果较好。其最佳条件为:pH值为5,絮凝剂投加量为3 mL,0.9moL/LI投加量为1.5 mL,W悬浊液浓度为4 g/L,温度20℃。最佳絮凝条件下,微生物絮凝剂对W悬浊液的絮凝率可达到96%以上。金属阳离子对絮凝剂的絮凝性能影响大小依次是:N＞O＞M＞P＞I＞J＞K＞L。通过Zeta电位测定、氢键和离子键检测及絮凝剂结构分析结果表明,絮凝剂和W之间的结合力为氢键;絮凝机理为:微生物絮凝剂和W颗粒在絮凝剂的活性部位以氢键结合,再经过“架桥”作用絮凝沉淀。Ⅰ则主要起压缩双电层,吸附电中和降低电动势的作用。微生物絮凝剂中的-COO~-和OH使絮凝剂分子能够充分伸展,有效发挥架桥作用。微生物絮凝剂对染料废水的脱色能力较好;对土壤悬浊液有较高的除浊能力,而对U和V悬浮液除浊能力较低;对焦化废水和含磷废水处理效果不好。
宋以斌[9]2008年在《浓缩生物絮凝剂的改性研究》文中指出复合型生物絮凝剂(compound flocculant,简称CBF)以其无毒、廉价、生物降解性高、水溶性好等显着特点受到广泛关注,但稳定性差是它的一个致命弱点。化学絮凝剂聚丙烯酰胺因其优良的稳定性和絮凝性能而被广泛应用于水处理领域。本文通过将CBF和阳离子聚丙烯酰胺剂进行接枝共聚,提高了CBF的稳定性。本文从工业化的角度出发,选取两种阳离子聚丙烯酰胺:2-甲基丙烯酰氧乙基叁甲基氯化铵(简称DMC)型阳离子聚丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基叁甲基氯化铵(简称DAC)型阳离子聚丙烯酰胺分别与复合型生物絮凝剂进行了接枝共聚。通过测定共聚后产物的絮凝率、污泥脱水率、浊度去除率对其水处理性能进行表征,通过红外光谱(FT-IR)对其结构进行表征,通过原子力显微镜(AFM)、高倍光学显微镜测定其微观形貌,从而对其絮凝机理进行探讨。通过对偶氮、过硫酸铵、二甲氨基丙腈、四甲基乙二胺等四种引发剂单一引发及复配引发的研究,分别确定了DMC、DAC体系中与复合型生物絮凝剂CBF接枝共聚所需要的最佳投药量。此外还研究了这两个体系中接枝共聚的最佳温度和最佳pH。研究表明:(1)无论是单一引发剂还是复配引发剂,均存在一最佳投药量,引发剂加入过多容易发生交联,影响水溶性;引发剂加入过少,不易凝胶;(2)在DMC体系中,最佳的引发体系为1g·L~(-1)过硫酸铵+2g·L~(-1)二甲氨基丙腈+1g·L~(-1)偶氮;在DAC体系中,最佳的引发体系为4g·L~(-1)偶氮+1g·L~(-1)过硫酸铵+4g·L~(-1)四甲基乙二胺;(3)在DMC体系中链转移剂甲酸钠的最佳用量为0.2g·L~(-1);在DAC体系中链转移剂甲酸钠的最佳用量为0.4g·L~(-1);(4) DMC体系反应的最佳温度为35℃,DAC体系反应的最佳温度均为室温;最佳pH均为6~8。使用原子力显微镜、高倍光学显微镜对CBF及改性后CBF的微观形貌进行观察,同时结合红外光谱的测试结果,运用电中和机理、吸附架桥机理简单的探讨了接枝共聚产物的絮凝性能稳定性、污泥脱水率及浊度去除率得到很大提升的原因。但这些效果得到提升的机理还有待于进一步探讨。
阮敏[10]2008年在《多粘类芽孢杆菌GA1所产絮凝剂影响因素及絮凝性能的研究》文中提出本实验室采用常规平板稀释划线的细菌分离方法从岳麓山土壤中筛选出的1株絮凝微生物,菌株编号为GA1,经16S rDNA序列(GenBank序列登陆号DQ166375)分析鉴定为多粘类芽孢杆菌,命名为Paenibacillus polymyxa GA1,菌种保藏号CCTCC NO:M206017;经研究发现该菌株所产絮凝剂为高效产絮菌株。本论文的工作主要包括以下3方面:(1)通过对发酵液进行热稳定性实验初步鉴定产生絮凝活性的主要成分,并采用溶剂法提取得到微生物絮凝剂后再提纯得到MBFGA1纯品,对纯品进行糖的呈色反应和还原糖鉴定实验以及蛋白质呈色反应研究其成分特性;协同紫外光谱分析法以及红外光谱分析法可以对MBFGA1的化学成分、分子组成以及活性基团深入分析以及验证。(2)通过多粘类芽孢杆菌GA1所产微生物絮凝剂MBFGA1对高岭土溶液、土壤悬浊液、洗煤废水以及填埋场垃圾渗滤液等4种废水的絮凝性能对比研究、絮凝作用过程前后废水颗粒粒径分布变化以及颗粒外观形貌变化对比的情况,结合絮凝剂分子组成及成分深入研究,由此探讨MBFGA1的絮凝机理。(3)对絮凝剂产生菌多粘类芽孢杆菌GA1发酵培养基中的碳源与氮源进行研究,通过4种不同碳源(均为单糖与寡糖,理论上更容易被微生物吸收)与4种不同氮源的两两组合,得到16种不同发酵培养基进行絮凝率、絮凝现象、泥饼稳定性以及所提取絮凝剂的分子结构等分析,碳源与氮源对絮凝剂产生菌GA1及其所产絮凝剂的影响进行深入探讨,以期为降低微生物絮凝剂生产成本的研究提供更多可靠的参考依据,为GA1产絮凝剂寻找廉价替代培养基提供一种简便直接可行的方法,更为GA1所产絮凝剂走向工业化生产、开拓实际应用市场奠定坚实的科学基础。热稳定性测定实验发现,经不同高温处理过后的发酵液的絮凝率均在99%左右,说明GA1所产的微生物絮凝剂具有良好的热稳定性。采用蒽酮呈色反应测试实验以及Fehling反应检测实验对MBFGA1的化学成分进行检验,结果表明MBFGA1为多糖类物质,但并非还原性多糖。MBFGA1的紫外光谱检测结果表明,在蛋白质的最大吸收波长280nm处,未出现强的吸收峰;在波长在260～290nm之间为核酸中嘌呤与嘧啶环的特征吸收波长,此范围内亦未出现强吸收峰的现象, MBFGA1物质的主要成分不含蛋白质及核酸。MBFGA1的红外光谱检测图为典型的多糖光谱图,多糖的特征基团在图中均有特征吸收峰。各絮凝影响因素在4种废水絮凝过程中发挥的作用不尽相同,高岭土溶液与垃圾渗滤液受pH值影响最大,而发酵液的投加量在处理土壤悬浊液和洗煤废水中起着主导因素。絮凝剂对4种废水的处理效果差异亦较大,其中对高岭土溶液絮凝效果最佳,絮凝率高达99.53%;对垃圾渗滤液的絮凝率仅为75.60%。絮凝过程中pH与废水颗粒表面电荷状况存在相关性,废水初始pH越高,发生絮凝及最佳絮凝状态时pH亦随之增大,絮凝剂在偏碱性条件下发生絮凝作用。经絮凝剂处理后各废水溶液中颗粒粒径分布均有显着变化;高岭土溶液、洗煤废水及垃圾渗滤液颗粒的平均粒径在絮凝后均明显下降,且絮凝后平均粒径均小于10μm,而土壤悬浊液的粒径在絮凝后显着上升,且絮凝后平均粒径大于10μm。扫描电镜结果发现,4种废水颗粒絮凝后外部形态均无明显差异,从产生的絮体形态、泥饼紧实程度、废水颗粒粒径分布变化及电镜扫描的结果推测,MBFGA1的絮凝机理为吸附架桥作用。实验设计的16种碳源与氮源组合测试样本中,9种组合可提取得到絮凝剂,以蔗糖为碳源的4种发酵培养液均能够使GA1产絮凝剂,9种絮凝剂同属于非高温高压变性物质;紫外光谱结果表明其物质的主要成分均不是蛋白质及核酸。蔗糖为碳源的4种絮凝剂产品在产量以及溶解性能方面均占优势,其中以蔗糖与酵母浸膏组合得到的絮凝剂产量最高,达到8.418 g/L,以蔗糖作为碳源时GA1所产絮凝剂得到1,2,3号样品的红外光谱图为典型的糖类红外光谱图,且叁者存在极大的相似性,它们吸收峰的位置及形状大致相同。以蛋白胨作为氮源时GA1所产絮凝剂所得到四种物质的红外光谱图,谱图的吸收峰位置存在较大差异,而且吸收峰的个数也不相同。
参考文献：
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