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微生物絮凝剂是微生物在生长过程中分泌的一类高分子聚合物,它们可使水中的微小颗粒凝聚、沉降。与无机絮凝剂和有机絮凝剂相比,微生物絮凝剂最大的优点是无毒、无害,易生物降解,不产生二次污染。
本文应用原生质体融合技术将絮凝剂产生菌SHD-L与石油降解菌SJ-L进行原生质体融合,以改善所产微生物絮凝剂的性能;对融合菌株的发酵条件及所产微生物絮凝剂的絮凝条件进行优化;对该微生物絮凝剂絮凝速率的影响因素进行研究;最后对微生物絮凝剂应用于污泥减量化的可行性作了初步探索。
通过试验研究,确定两亲本菌株原生质体制备及再生的条件,絮凝剂产生菌SHD-L为:菌龄16h,溶菌酶浓度0.1mg/mL,酶解时间120min,酶解温度37℃,加入5mg/mL甘氨酸进行预处理;石油降解菌SJ-L为:菌龄12h,溶菌酶浓度0.1m/mL,酶解时间140min,酶解温度37℃,加入5mg/mL甘氨酸进行预处理。
两亲本原生质体融合时,对絮凝剂产生菌SHD-L采用60℃水浴灭活70min,对石油降解菌SJ-L采用15W紫外灯下10cm处灭活20min;原生质体融合时间为15min;使用质量分数40%的PEG6000作为促融剂,Ca2+浓度为0.02mmol/L,融合温度30℃。融合后经筛选得到融合子菌株SF-L,测定其所产絮凝剂对含油废水的COD和石油类的去除率,与融合前菌株相比分别提高了3.17%和5.58%。
通过对融合菌株SF-L的发酵条件及所产絮凝剂的絮凝条件优化,确定该菌株最优发酵条件为:250mL锥形瓶中发酵培养基装液量为30mL,接种量为0.4%,培养基初始pH值为8,28℃发酵培养32h。所产絮凝剂最优絮凝条件为:300mL废水中投加60μL微生物絮凝剂,6mmol/LCa2+,调节废水pH值为10,废水絮凝温度38℃。
对该微生物絮凝剂的结构、成分进行分析,发现其结构中含有-OH、-COOH等活性基团,其成分是由鼠李糖和葡萄糖组成,二者含量约为9:1。
对微生物絮凝剂应用于污泥减量化的初步研究发现,在活性污泥中加入适量该微生物絮凝剂,可有效促进污泥脱水,说明该微生物絮凝剂能有效改善污泥沉降性能,污泥减量化效果良好。