微生物絮凝剂产生菌的筛选和优化以及在水处理中的应用探讨论文_任松洁,郭叶玲

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摘要:本文通过微生物絮凝机理的介绍,就絮凝效果实际应用在几类废水中的实例进行效果与影响因素的分析,希望为絮凝剂的水处理应用提供技术参考。

关键词:微生物絮凝剂产生菌;筛选;水处理应用

絮凝剂以其特性被广泛的应用于废水处理以及用水给水和脱泥脱水等领域中,絮凝剂在进行污水处理的时候,是否会对环境造成污染或者本身是否存在不安全因素成为行业内被重点关注的问题,通过选择微生物絮凝剂不会造成二次污染,又可以起到有生物降解的作用,并且同时又具有高效和安全无毒的特性[1]。我们通过研究活性污泥中产生的絮凝剂产生菌通过系列纯化筛选工序,进行对絮凝剂产生菌培养条件的优化研究。

1、微生物絮凝剂产生菌的筛选和优化实验

实验中使用的主要设备:

蒸汽高压灭菌锅、净洁工作台恒温电热水浴锅、、生化物培养箱、加热多头磁力搅拌器、恒温台式振荡培养箱、光分光度计、生物显微镜、冰箱、酸度计、电子天平、快速干燥远红外恒温箱等。

实验选取材料:

菌株选用通过选取备用菌液用市某曝气池中污水处理厂活性一种污泥作为菌液,另一种自然生长的为空气中的菌株。

培养基选用过程:

先分离培养基: 高氏1号赔养放线菌培养基;牛肉膏蛋赔养细菌白陈培养基;培养马丁氏基赔养真菌。为通用发选培酵基培养筛养基: 硫酸钱o. 2 g、加蒸馏水到1000mL葡萄糖2o g,磷酸二氢钾2g磷酸氢二钾Sg氯化钠o. >g尿素0. 5 g酵母粉0. 5 g, 保持pH =7. 0

纯化及筛选分离菌种方法:

筛选菌种步骤:先采样及预处理,下一步培养增殖,接着选培养择,再分离纯化菌株,最后进行初筛-纯化-复筛-高效絮,完成菌种分离。

絮凝率的测定过程:

上清液用722型分光将沉淀后絮凝的于波长550毫米处测光度计其吸光度,以絮凝剂不加,含有百分之十的CaC12溶液的高岭土悬浊液作对照,絮凝率的计算公式如下所示:

絮凝率=(A一B)/A X 1000 %式中:A对吸光度的照液;B-絮凝清液沉淀后上光吸度。培养条件的优化pH值、养条件进行优时间改变分别碳源的化、通气量、培养基初始氮源、培养温度及等条件,对培养培微生物所筛选的絮凝剂产生菌。菌种分离及筛选纯化结果如下:

纯种菌株19株从实验从活性污泥中和空气共分离纯化出,有经絮凝能力的菌株絮凝试验筛选得到9株,复筛稳定的菌株得到3株活性絮凝较高。

培养条件的优化:

碳源对絮凝活性的影响:

改变碳源种类和加入量,在培养其他条件不情况变下,研究碳源菌株絮凝活性的改变对

的影响。不同种类出来的菌株的碳源培养由图可见,M -3的絮凝活性如图1所示。无1号葡萄糖水乙醇和的,在培养期内一直活较低性没超过90% ,而以2号培养时间为36h时,葡萄糖、、白糖、玉米面蔗糖时,絮凝活性均达到培养峰值液,所以除了本实验所选用的1号葡萄糖碳源和无水乙醇外,都可作为适宜碳源微生物产生菌的。从工业推广的角度考虑,葡萄糖的价格由于比玉米面的价格比高很多,所以玉米面本实验最佳碳源确定。

硫酸钱氮源中的保持氮源无机不变,对氮源的影响将的用玉米面用等量絮凝活性发酵中的碳源培养基,代替通有机氮源分别

用1号尿素, 2号牛肉膏尿素, 3号尿素面、多配两瓶4号尿素面分别作为5号和6号备用,等量M -3的菌悬液接入,放入培养箱振荡160转每分钟进行发酵培养pH =8. 5,对4,5,6号24小时后进行补料,4号加入1克玉米面,5号加0. 05 克尿素,6号按C /N –20;加0. 05克尿素和1克玉米面。

图1不同碳源对絮凝活性的影响 图2不同氮源对絮凝活性的影响

如图2所示菌株絮凝活性由于不同氮源的影响,可见黄豆面价格低廉且3号的絮凝絮凝率较高活性非常稳定,加絮凝剂产品的成本可降低,黄豆面为最佳氮源选择。补料后从图2中可以看出,絮凝活性影响对于4号补充碳源较大培养液影响较大,影响5号氮源补充次之带来,而絮凝活性6号补碳氮充比对的最小影响。

培絮凝活性受培养时间影响:由于透光度将随之减少对光的散射将增多,菌体生物量的增加其吸光度将增加,因而可用吸光度值。

培养温度对絮凝活性的影响:

絮凝活性在所选择的温度范围内影响不大,絮凝活性在温度大于35℃时会有有明显的下降,絮凝活性30℃时最高絮凝活性转速为160 r/m }时最大。

实验结论得知通过进行对M-3通气量、培养温度、培养时间、培养基初始pH值以及、氮源、碳源对于菌株絮凝性能的影响得到结果表明碳源和氮源最佳选择为玉米和黄豆,其中培养基初始pH值为8. 5, 温度30度以及摇床转速为160 r/m in,36或60小时为最佳培养时间。

2、微生物絮凝剂在水处理中的应用现状

2.1食品工业水处理

微生物絮凝剂以及无毒安全性的特征,广泛的被应用于食品工业废水处理中,研究表明通过使用普鲁兰微生物絮凝剂进行对味精废水的处理,可以达到40%以上的COD和SS去除率,浊度去除甚至于达到了99%以上,且回收物絮凝可以被降解,不会造成二次污染。此外通过加入絮凝剂还可以在一定程度上实现废水中的油水分离。例如棕搁酸通过使用A lcaligen es latu s培养物很容易实现乳化液分离作业。0.25%乳化液100m L加入l0mLA lcaligenes la-tU S培养液油滴显可见并浮于表而,下层清液的COD值下降非常明显。

2. 2煤泥废水处理

高分子絮凝剂被采用在煤泥水的污水处理办法当中,煤泥水是湿法选煤过程当中产生的,但是该类方法的使用,有一定的缺陷,除了价格昂贵外还会一定程度产生二次污染,因此,选用微生物絮凝剂来替代高分子絮凝剂,是一个理想的选择,它可以有效的降低污水处理中的成本,而且高效快速污染,在实验过程当中,通过与紫外诱变以及驯化育种后的絮凝剂产生菌通过正交试验得出结论原始黄孢原毛平革菌可以实现93.5%的最大絮凝率,而驯化黄孢原毛平革菌能达到88. 6%最大絮凝率。煤泥水的絮凝效不在同条件下波动很大,絮凝煤泥水的稳定性得提高益于驯化育种[2]。

3. 3对重金属废水以及印染废水的处理

此外,生物絮凝剂在重金属废水以及印染废水中的处理应用也比较广泛,通常这两类废水,对环境和人类的危害都比较大,通过使用微生物絮凝剂的绿色环保性能,实验表明胞外多糖可以对铅等有毒有害重金属起到高效的吸附功能而且,微生物絮凝剂对电镀废水的处理效果也非常好,此外,印染废水中的色度比较高,成分也比较复杂,尤其表现在COD比较高,生化性差,因此,通过复合型微生物絮凝剂的多糖构成与线性结构可以有效的实现对印染废水中的污染物处理。

结语:

本文通过对微生物絮凝剂产生菌的筛选和优化进行实验,并对其在污水水处理领域中应用进行探讨,可以知道微生物絮凝剂处理效果好不易造成二次污染,尤其被适合应用于废水的处理当中,但是目前阶段尚存在筛选成本较高的缺点,因此它的推广和使用还需要进行不断的探索使其能够适应工业化生产的需要。

参考文献:

[1]许丽丽.生物与非生物联合絮凝剂在尾煤水处理中的合理应用[J].煤炭技术,2017,(2):312-313.

[2]张武刚,李诗恬,陈云.生态组合池污水处理工艺的工程应用与优化[J].工业用水与废水,2018,(1):61-64,78.

[3]徐晓明,蒋丽春,王晓川, 等.一种微生物絮凝剂产生菌的培养及絮凝条件的优化[J].中国粉体技术,2012,(5):69-71,76.

[4]高艺文,李伟斯,李政, 等.高效微生物絮凝剂产生菌 GL-6发酵条件优化及对含油废水处理的研究[J].化学与生物工程,2015,(9):54-57.

[5]刘云,王琳,贾保军.微生物絮凝剂产生菌的筛选及培养条件研究[J].食品界,2017,(10):68-70.

[6]谭海刚.微生物絮凝剂产生菌的筛选及发酵条件研究[J].食品与发酵科技,2013,(1):34-36.

论文作者:任松洁,郭叶玲

论文发表刊物:《防护工程》2018年第17期

论文发表时间:2018/10/26

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