菲律宾蛤仔黏附污泥制备生物絮凝剂及其应用研究

论文摘要

海洋生物资源是21世纪新资源研究开发的宝库,研究利用海洋生物及其活性提取物已成为各国研究的热点。由于传统絮凝剂存在的危害人类健康、破坏生态环境的问题,研制新型可降解的生物絮凝剂已成为目前水处理药剂研究的重点。本研究通过对比渤海海湾四种不同产地的海洋贝壳生物黏附污泥的絮凝、脱色活性,优选出大连庄河海域采集的海洋贝壳类生物——菲律宾蛤仔,收集其黏附污泥样品,分离培养出黏附污泥中好氧细菌62株,通过高岭土悬浊液絮凝活性试验,筛选得到17株菌体或发酵液具有絮凝活性的菌株,采用斜面冰箱冷藏法保藏活性菌株。优选出高效微生物絮凝剂产生菌ZHT4-13。通过细菌形态学、生理生化特征、16s rDNA全序列测定及Blast同源性比对,鉴定该菌株为罗氏菌（Rothia sp.）。设计正交试验以优化菌株ZHT4-13产絮凝剂培养条件,从菌体产量、菌体对高岭土悬浊液的絮凝活性、MBF4-13产量、MBF4-13对高岭土悬浊液的絮凝活性四方面考察了培养条件的优化,综合考虑各项指标,菌株ZHT4-13产絮凝剂的最优培养条件为:C源-蔗糖;N源-硫酸铵+蛋白胨;pH值-8;培养时间-4天,其余培养基组成为:NaCl 0.5%,MgSO4·7H2O 0.1%,KH2PO4 0.5%,K2HPO4 0.2%,30℃,150r/min,接种量约为108个/100mL。采用乙醇沉淀法,从菌株ZHT4-13发酵液中提取制得微生物絮凝剂MBF4-13,通过扫描电镜、紫外光谱、红外光谱及核磁共振波谱等分析方法,初步研究了该物质的微观形貌及各光谱特征峰,分析其中含有多糖类特征基团,推断MBF4-13含有的主要活性成分为细胞外多糖类生物大分子物质。且MBF4-13难溶于水和普通有机溶剂,体系pH值范围为1-13、温度为4-100℃时,对高岭土悬浊液均具有絮凝活性,当pH值为9,室温20℃时,MBF4-13对5g/L的高岭土悬浊液的絮凝率最高,可达到86.22%。考察了MBF4-13对染料脱色、重金属离子吸附与去除、活性污泥性能的改善、并将其与传统絮凝剂对高岭土悬浊液的絮凝活性进行了对比,研究表明该微生物絮凝剂在水处理方面有较大的应用价值和开发价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 水处理及絮凝剂
• 1.1.2 絮凝剂的分类
• 1.1.3 传统絮凝剂存在的问题
• 1.2 国内外微生物絮凝剂的研究发展现状
• 1.2.1 国外微生物絮凝剂的研究发展现状
• 1.2.2 国内微生物絮凝剂的研究发展现状
• 1.2.3 微生物絮凝剂的絮凝机理及影响因素
• 1.3 国内外微生物絮凝剂的应用研究
• 1.3.1 污水处理
• 1.3.2 活性污泥性能的改善与污泥脱水
• 1.3.3 微生物絮凝剂与传统絮凝剂的复合使用
• 1.3.4 垃圾填埋场浸出液的处理
• 1.3.5 煤的浮选和絮凝精炼
• 1.4 课题的目的、意义及研究内容
• 1.4.1 课题的目的及意义
• 1.4.2 课题的研究内容及实验方案
• 第二章 菲律宾蛤仔黏附污泥絮凝及脱色活性研究
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料和方法
• 2.2.1 实验仪器及试剂
• 2.2.2 絮凝活性测定及确定絮凝活性物质位点试验方法
• 2.2.3 脱色活性测定方法
• 2.2.4 黏附污泥增殖培养对染料脱色效果的研究
• 2.3 实验结果
• 2.3.1 各染料全波长扫描及标准曲线
• 2.3.2 絮凝活性测定及确定絮凝活性物质位点实验结果
• 2.3.3 脱色活性及影响因素研究结果
• 2.3.4 黏附污泥增殖实验结果
• 本章小结
• 第三章 黏附污泥中絮凝剂产生菌株的筛选及其系统分类学鉴定
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料和方法
• 3.2.1 实验仪器及试剂
• 3.2.2 实验材料
• 3.2.3 培养基及溶液的配制
• 3.2.4 实验方法
• 3.3 实验结果
• 3.3.1 菌株的分离纯化
• 3.3.2 高效絮凝剂产生菌的筛选
• 3.3.3 菌种鉴定结果
• 本章小结
• 第四章 微生物絮凝剂的制备及其产生菌的培养条件优化研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料及方法
• 4.2.1 实验仪器及试剂
• 4.2.2 实验材料
• 4.2.3 实验方法
• 4.3 实验结果与讨论
• 4.3.1 菌体产量（干重）正交实验结果分析
• 4.3.2 菌体对高岭土悬浊液絮凝活性正交实验结果分析
• 4.3.3 MBF4-13 产量（干重）正交实验结果分析
• 4.3.4 MBF4-13 对高岭土悬浊液絮凝活性正交实验结果分析
• 4.3.5 正交试验结果与讨论
• 本章小结
• 第五章 微生物絮凝剂MBF4-13 的特性研究
• 5.1 引言
• 5.2 实验材料、方法和结果
• 5.2.1 实验仪器及试剂
• 5.2.2 实验材料
• 5.2.3 实验方法和结果
• 本章小结
• 第六章 微生物絮凝剂MBF4-13 的应用研究
• 6.1 引言
• 6.2 实验材料和方法
• 6.2.1 实验仪器及试剂
• 6.2.2 实验材料
• 6.2.3 实验方法
• 6.3 实验结果和讨论
• 6.3.1 染料脱色
• 6.3.2 重金属离子富集与去除
• 6.3.3 活性污泥性能的改善
• 6.3.4 MBF4-13 对高岭土悬浊液絮凝活性与传统絮凝剂比较
• 6.3.5 MBF4-13 絮凝活性适用条件研究
• 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢