微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生的有絮凝活性的次生代謝產(chǎn)物。已經(jīng)知道的微生物絮凝劑有糖蛋白、多糖、蛋白質(zhì)、纖維素和DNA等，均為分子量高于105的生物大分子，盡管性質(zhì)各異，但均能快速絮凝各種顆粒物質(zhì)，尤其具有廢水脫色的獨特效果。微生物絮凝劑產(chǎn)生菌來源廣泛，種類多。此外，微生物絮凝劑具有高效、無毒、無二次污染、使用條件粗放等特點。目前在細菌、霉菌、放線菌、酵母菌中均有發(fā)現(xiàn)，種類有數(shù)十種之多，其中微生物絮凝劑產(chǎn)品的報道最多的主要是：以醬油曲霉AJ7002(Aspergillus)[5-6]為原料生產(chǎn)的AJ7002微生物絮凝劑、擬青霉素(Paecilomyces sp.)[7]微生物生產(chǎn)的PF101絮凝劑、紅平紅球菌(Rhodococcus erythropo-lis)[8-9]、微生物生產(chǎn)的NOC－1絮凝劑等。
本文從活性污泥中篩選分離到一株高效微生物絮凝劑產(chǎn)生菌，并對該菌產(chǎn)絮凝劑的效率和特性進行了初步研究。
1 材料和方法
1.1 菌種及篩選培養(yǎng)基
菌種源液：取自廣州市的污水處理廠生活污水。篩選培養(yǎng)基：葡萄糖20g，KH2PO42g，K2HPO45g，(NH4)SO40.2g，NaCl0.1g，脲0.5g，酵母膏0.5g，pH7.5-8。
1.2 篩選方法
將樣品富集培養(yǎng)后，用平板劃線分離方法獲得單菌落，將純化后的菌種編號，各菌30℃搖床培養(yǎng)72h后，通過測定各菌培養(yǎng)液的絮凝活性進行初篩，對初篩獲得的菌，采用平行發(fā)酵培養(yǎng)，定量測定發(fā)酵液的絮凝活性，進行復篩。
1.3 絮凝活性的測定
100mL量筒中加入80mL蒸餾水，0.4g高嶺土，5mL1%CaCl2溶液，2mL發(fā)酵液，然后加蒸餾水至100mL，調(diào)節(jié)PH至7.5，然后倒入150mL燒杯中，放在磁力攪拌器上攪拌2min，靜止5min，吸取上清液50mL處的液體采用722型分光光度計在550nm處測定吸光度(以A表示)，以不加發(fā)酵液的吸光率(以B表示)為對照，來計算發(fā)酵液的絮凝程度。
絮凝率(%)＝(A－B)/A×100 (1)
1.4 菌產(chǎn)絮凝劑的周期
在250mL三角瓶中裝入50mL培養(yǎng)基，30℃搖床培養(yǎng)，每隔一段時間取樣一次，測定培養(yǎng)液的pH值，菌生長量(以O(shè)D660表示)及絮凝率。
1.5 不同陽離子對絮凝效果的影響
不同陽離子(濃度為1%)分別加到絮凝體系中，測定陽離子對絮凝效果的影響。
1.6 培養(yǎng)液中絮凝活性的分布
發(fā)酵液在3000r/min下離心30min，移去上清液。菌體用蒸餾水洗滌后懸浮在與培養(yǎng)液等體積的蒸餾水中，得菌細胞懸液。定量測定培養(yǎng)液、去菌細胞上清液及菌細胞懸液對高嶺土的絮凝率。
2 結(jié)果與討論
2.1 菌種篩選
以高嶺上懸濁液為測試水樣測定從樣品中純化出的菌株培養(yǎng)液絮凝活性。篩選共獲得11株有絮凝能力的菌株，分屬于細菌和真菌。有3株絮凝活性達到80%以上，其中一株具有較高絮凝活性的真菌HHE6，根據(jù)它的生化和生理特征初步鑒定為霉菌，該菌株產(chǎn)生的絮凝劑對高嶺上懸濁液的絮凝率為95%－985，以下以菌株HHE6進行一些特性研究。
2.2 菌產(chǎn)絮凝劑的周期測定
HHE6菌株的生長曲線、pH值變化曲線及絮凝率曲線如圖1、圖2、圖3所示。
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圖2顯示，在培養(yǎng)過程中，HHE6菌株一直保持在偏酸性的環(huán)境中生長，pH值先是下降，然后緩慢升高，并趨于穩(wěn)定。培養(yǎng)液絮凝率與菌生長量同步升高，在菌生長的穩(wěn)定期后期達到最佳的絮凝效果。在此培養(yǎng)條件下，絮凝率在第5d左右達到最高值。絮凝活性與菌生長量成正相關(guān)性，與有關(guān)文獻的報道結(jié)論相同。
2.3 不同金屬離子對絮凝效果的影響
不同陽離子(濃度為1%)分別加到用高嶺土和培養(yǎng)液配制的水樣中，測定陽離子對菌株絮凝效果的影響，結(jié)果見表1。由表1顯示，不同金屬離子對絮凝效果的影響有差異，Ca2+的添加有利于菌產(chǎn)絮凝劑的絮凝作用，Al3+的添加基本上起不到促進絮凝的作用，而Fe2+、Mn2+、Cu2+、K+等陽離子的加入不利于絮凝作用的發(fā)生。
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表1 陽郭子對絮凝效果的影響
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陽離子種類
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絮凝率/%
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對照
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95.08
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Al3+
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95.15
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Ca2+
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97.08
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Fe2+
|
62.81
|
|
Mn2+
|
85.86
|
|
Cu2+
|
51.84
|
|
K+
|
79.58
|
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菌株發(fā)酵液離心分離得完整細胞及上清液。菌體用蒸餾水洗滌后，懸浮在與培養(yǎng)液等體積的蒸餾水中，得菌細胞懸液。測定菌細胞懸液及去菌細胞上清液的絮凝率，并與發(fā)酵液的絮凝率比較。絮凝實驗表明(見表2)，絮凝劑的絮凝活性主要表現(xiàn)在去菌細胞上清液中(相對絮凝率為96.89%)，菌體細胞基本無絮凝能力。
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表2 菌株培養(yǎng)中絮凝活性的分布
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絮凝效果
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發(fā)酵液
|
去菌細胞上清液
|
菌細胞懸液
|
|
絮凝率/%
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95.15
|
92.19
|
0
|
|
相對絮凝率*/%
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100
|
96.89
|
0
|
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2.5 培養(yǎng)液對城市污水的絮凝效果
取2種不同水質(zhì)的城市污水，在1L量杯中加入1000mL城市污水，50mL1%CaCl2溶液，10mL發(fā)酵液，在六聯(lián)攪拌機上進行絮凝實驗，用光電比濁儀測定上清液的濁度，實驗結(jié)果見表3。
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表3 培養(yǎng)液對城市污水的絮凝效果
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試驗用水
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pH
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濁度/NTU
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濁度去除率/%
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進水
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出水
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1#
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8.5
|
117
|
13.6
|
88.4
|
|
|
2#
|
7.5
|
107
|
10.5
|
90.2
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由表3可看出，發(fā)酵培養(yǎng)液加氯化鈣對城市污水絮凝效果良好，濁度去除達88%以上。
3 結(jié)論
實驗結(jié)果表明，絮凝劑產(chǎn)生菌HHE6營養(yǎng)要求簡單，在菌生長的同時合成胞外高聚物，且絮凝劑的形成與菌體生長正相關(guān)。菌株HHE6產(chǎn)絮凝劑具有良好的絮凝效果，對高嶺土懸浮液最高絮凝率可達98%，對城市污水濁度去除率達88％以上，是一種很有應(yīng)用前景的絮凝劑產(chǎn)生菌。
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