1、4 株产微生物絮凝剂菌株的影响因子研究摘要：本文从望塘污水处理厂和合肥钢铁厂活性污泥中筛选分离到产絮凝性菌株 51 株，经絮凝试验初步筛选出 15 株，复筛得到四株絮凝活性最高的菌株，命名为 J1、J3、W1、W2。对微生物絮凝剂影响因子的研究，试验中选取了不同的 C/N、不同的培养时间、不同的 pH、不同的温度、不同金属阳离子、充氧量等因素。得到了一系列数据。 关键词：微生物絮凝剂，絮凝，活性污泥， 中图分类号： S141.6 文献标识码： A 微生物絮凝剂的絮凝活性不同程度地受到多种因素的影响，包括絮凝剂分子本身的性质和絮凝时的外界条件。絮凝剂的分子大小、结构、形状和所带基团都极大地影响着
2、絮凝剂的絮凝活性。体系的 pH 直接影响絮凝剂大分子和胶体颗粒表面电荷，从而影响它们之间的靠近和吸附行为。不同的絮凝剂对 pH 的变化敏感程度不同，同一种絮凝剂对不同的被絮凝物存在不同的最适 pH。离子种类与离子强度对絮凝剂活性影响很大。一般来讲，大多数阳离子如 Ca2+ ，Mn2+, Mg2+，A13+等能提高絮凝活性15。温度对部分絮凝剂活性表达也有影响。高温可使某些高分了物质空间结构改变，导致变性，因而表现出絮凝活性的下降。 1 材料与方法 1.1 菌种的采集 望塘污水处理厂活性污泥、合肥钢铁厂活性污泥 1.2 所需仪器 QHZ-98A 全温度振荡培养箱、TDL-5 离心机、高温灭菌锅、
3、DHP-9082恒温培养箱、721 分光光度计、760Crt 紫外分光光度计、JJ-4A 六联电动搅拌器、XSP-16A 倒置显微镜、GDS-3B 光电式浊度仪、PHS-25pH 计 1.3 所需的药剂、材料 4高岭土悬浊液 1# 牛肉膏 3g、蛋白胨 10g、氯化钠 5g、蒸馏水 1000mL、pH=7.5; 2# 可溶性淀粉 20g、硝酸钠 1g、磷酸二氢钾 0.5g、七水硫酸镁0.5g、蒸馏水 1000mL、pH=7.0; 3# 蔗糖 40g 、硝酸钠 0.5g、磷酸二氢钾 0.5g、七水硫酸镁 0. 25g、酵母汁 2g、蒸馏水 1000mL、pH=7.5 1.4 絮凝活性的测定 6
4、取经 72h 发酵的 1.0mL 培养液，加入 20mL 的 4g/L 悬浊液中，六联电动搅拌器 100r/min 搅拌 10min 后，721 型分光光度计 550nm 处测定上层清液 B，以不加发酵液的上层清液 A 为对照，通过浊度的减少来确定絮凝程度，以絮凝率定量表示絮凝活性。 絮凝率(%)（AB）/A100 A对照上清液 550nm 处的光密度值； B样品上清液 550nm 处的光密度值。 1.5. 影响絮凝活性影响因子 1.5.1 不同比例的碳氮源对絮凝菌生长及絮凝活性的影响 以优化后的培养基为基础，改变培养基的碳氮源以及碳氮源比例(1:1、1:2、1:4、2:1、4:1)；测定絮凝
5、率，分析碳氮源对絮凝菌的生长及絮凝剂分泌的影响，确定适宜的碳氮源及其比例。 1.5.2 培养时间对絮凝菌生长及絮凝活性的影响 在 500mL 三角烧瓶中内装 200mL 培养基，于 30, 150r/min 的恒温振荡器中培养，每隔 12h 取样 2 份，进行絮凝活性测定确定菌体分泌絮凝剂与菌体生长曲线的关系，共培养 72h。 1.5.3 pH 值对絮凝菌生长及絮凝活性的影响 调节培养基的初始 pH 值分别为 3.5、 5.5、7.0、 8.5、 8.0、10.5。在 30,150r/min 的恒温振荡器中培养 72h，观察其生长状况，并测定絮凝率。 1.5.4 温度对絮凝菌生长及絮凝活性的影
6、响 将菌接种于培养基，分别在 15、25、30、35、40的150r/min 的恒温振荡器中培养，每隔 12h 取样一次，进行絮凝活性的测定，共培养 72h。 1.5.5 充氧量对絮凝菌生长及絮凝活性的影响 摇床的转速选 50r/min 、100r/min、125r/min、150r/min、175r/min、200r/min，测定培养 72h后的絮凝率。 1.5.6 不同菌量对絮凝菌絮凝效果的影响 其它条件一定，改变菌量。在 30，150r/min 条件下好氧培养72h，测其絮凝率，菌悬液 OD 值分别为 0.4、0.6、0.8、1.0。 1.5.7 不同的培养基装瓶量对絮凝菌絮凝效果的影响
7、 其它条件一定，改变培养基的装瓶量，在 30，150r/min 条件下好氧培养 72h，测其絮凝率，本实验采用的是 250 mL 的三角瓶，培养基的装瓶量分别为 40mL、60 mL、80 mL、100 mL、120 mL。 1.5.8 不同金属阳离子对絮凝活性的影响 将各种无机盐配置成浓度为 10mg/L 溶液，取 0.lmL 加入到 100mL 高岭土悬浊液与微生物絮凝剂的反应体系中，以确定金属阳离子对絮凝活性的影响。 2 结果与分析 2.1 不同比例的碳氮源对絮凝菌生长及絮凝活性的影响（见图 1） J1 菌在 C/N=1/2 时，絮凝率达到最大 75%以上，J3 菌在 C/N=1/1 时
8、，絮凝率就达到最大 85%，其他比例的 C/N 效果也相差不大，W1 菌在C/N=1/3 时，絮凝率达到最大，W2 菌在 C/N=1/4 时，絮凝率达到最大。碳氮源比例对 J1、J3 菌的絮凝效果影响不大，可能这类菌对碳源的需求较大。而 W1、W2 菌对氮源需求量大，在蔗糖-尿素中生长良好，分泌旺盛，培养液的絮凝效果较好，只要氮源充足，菌体就能生长并分泌絮凝剂。 2.2 培养时间对絮凝菌生长及絮凝活性的影响（见图 2） 图 1 不同的碳氮比对絮凝活性的影响图 2 不同的培养时间对絮凝效果的影响 2.2 培养时间对絮凝菌生长及絮凝活性的影响（见图 2） 2.3pH 对絮凝菌生长及絮凝活性的影响（
9、见图 3） J1、J3、W2 在 pH 为 5.0 以下时，菌体的生长量基本无，絮凝率接近为 0。初始 pH 为 5.010.0 时，菌体生长良好，絮凝剂分泌量大。尤其是在初始 pH 值为 7.510.0 时，菌 J1、J3、W2 生长旺盛，培养液很粘，絮凝率都高于 80%。 W1 在酸性条件下絮凝效果较碱性时好，当 pH7 时，W1 的絮凝效果明显下降，pH=10 时，絮凝率接近与 0。 2.4 温度对絮凝菌生长及絮凝活性的影响（见图 4、5、6、7） 图 3 絮凝菌的不同 pH 的絮凝效果图 4J1 菌的不同时间、温度的生长曲线 图 5J3 菌的不同时间、温度的生长曲线 图 6W1 菌的不同时间、温度的生长曲线 图 7 W2 菌的不同时间、温度的生长曲线 图 8 不同转速对絮凝活性的影响 2.5 充氧量对絮凝菌生长及絮凝活性的影响（见图 8） 2.6 不同菌量、培养基装瓶对絮凝菌絮凝效果的影响（见图 9、10） 图 9 不同菌量对絮凝菌絮凝效果的影响图 10 不同的培养基装瓶量对絮凝菌絮凝效果的影响 2.8 不同金属阳离子对絮凝活性的影响 表 1 不同金属离子对絮凝活性的影响 高价离子如 Ca2+，A13+对絮凝有较为明显的促进作用，聚合物 PAC对絮凝活性比单金属离子的效果好。
