1、.關于絮凝劑產生菌對淀粉廢水的處理效果 馬鈴薯淀粉廢水中含有高濃度的淀粉、蛋白質、纖維、糖類等有機物。這些有機物大都是可以回收利用的寶貴資源。如果將這些資源綜合利用，不僅可以變廢為寶，還可以大大降低廢水中有機物濃度，減輕后續生物處理負擔，從而降低處理費用。國內外采用的馬鈴薯淀粉廢水處理路線有自然處理法、單純曝氣法、絮凝沉淀法及生物處理法。絮凝沉淀處理是一種比較簡單而且有效的去除廢水中懸浮物和膠狀物的方法，已被廣泛地應用于廢水和飲用水處理過程中。目前，水處理中常用的絮凝劑主要分為3 類：無機絮凝劑、有機絮凝劑和微生物絮凝劑。微生物絮凝劑是由微生物產生的有絮凝活性的代謝產物，主要有糖蛋白、多糖、蛋

2、白質、纖維素和DNA 等，具有作用范圍廣、安全、高效、無二次污染等特性，在給水處理、發酵行業以及生物制藥領域可推廣應用，具有良好的發展前景。所以，本文主要以絮凝劑產生菌為研究對象，在篩選生物絮凝劑高效菌株的基礎上，對淀粉廢水的絮凝條件進行研究。考察了菌株上清液投加量，廢水pH 值，溫度等因素對產絮菌絮凝活性的影響，以確定產絮菌菌株對淀粉廢水的最佳絮凝條件。1 材料方法1.1 實驗材料某垃圾堆下土壤中分離出來的菌種。淀粉廢水配制參照馬鈴薯淀粉生產的一般過程，實驗室簡易制取廢水。取一定量馬鈴薯洗凈、切絲、搗碎后擠壓出細胞液離心，每次加入1 倍體積水洗滌馬鈴薯渣、所得淀粉顆粒各2 次，將離心上清液和

3、洗滌廢水靜置1 h后的上清液混合均勻后備用。用pH 計(雷磁pHS-3C)及濁度儀(WGZ-200A)對廢水進行pH 和濁度測定，該廢水的pH 為5.8，濁度為863.4 NTU。實驗所用培養基主要有牛肉膏蛋白胨培養基、丙二酸鹽培養基、營養瓊脂培養基，以上培養基均在112 下滅菌30min，備用。1.2 實驗方法1.2.1 實驗初期菌種分離純化及篩選采集的土樣經處理后，采用稀釋倍數法制成10-1、10-2、10-3、10-4、10-5、10-6、10-7、10-8 不同稀釋度的土壤懸浮液。然后進行菌種多次培養、分離、純化。挑取純化后的菌絲在牛肉膏蛋白胨培養基中培養，在28 140 r/min

4、搖床中培養48 h 后，用稀釋涂布法挑取優勢菌落，于100 mL 4 g/L 高嶺土懸液中進行初篩，選擇絮體較大，沉降速度較快的菌種，并進行菌株絮凝活性分布對比試驗。然后取適量菌體發酵液于50mL 淀粉廢水中，再進行淀粉廢水的絮凝試驗。選擇對淀粉廢水具有最佳絮凝作用的菌種，再進行平板培養，觀察、記錄菌落的生長狀況、菌落特征、菌體的形態結構及活動形式。通過革蘭氏染色、接觸酶實驗、丙二酸鹽利用、甲基紅試驗(M.R 試驗)和V-P 試驗等對產絮菌的生理生化進行測定;然后進行絮凝活性分布實驗。1.2.2 絮凝率測定土壤分離的菌株首先采用高嶺土絮凝實驗進行初篩，然后利用淀粉廢水絮凝實驗進行復篩，以獲得的

5、具有高絮凝效果的菌株。高嶺土絮凝實驗：向4 g/L 的高嶺土懸浮液，加入適量的菌體培養液。先快速(2 000 r/min)攪拌1 min，再慢速(60 r/min)攪拌3 min。攪拌完成后，拔出葉輪，靜置3 min。攪拌完成后，取中間高度水樣，測定其在最大波長處的吸光度。以不加絮凝劑的高嶺土懸液為對照。公式如下：絮凝率(%)=(A-B)/A×100% (1)式(1)中，A 為對照樣品上清液吸光度值;B 為絮凝處理后的樣品上清液吸光度值。淀粉廢水絮凝實驗：取50 mL 淀粉廢水置于100mL 量筒中，加入已經過高嶺土實驗初篩的菌體發酵液，采用上述相同的絮凝處理方式后，測定其在最大波

6、長處的吸光度。絮凝率計算公式同高嶺土絮凝實驗。另外，可用濁度去除率作為絮凝效果的標準，公式如下：濁度去除率(%)=(C-D)/C×100% (2)式(2)中，C 為對照樣品的濁度;D 為絮凝處理后的樣品濁度。1.2.3 馬鈴薯淀粉廢水的絮凝條件優化取50 mL 淀粉廢水置于100 mL 量筒中，在自然pH 值，無助劑，靜置10 min 的條件下，首先考察了樣品投加量因素對淀粉廢水絮凝效果的影響。在確定最佳絮凝劑投加量下，再依次考察pH 值、靜置時間、溫度、陽離子種類和助凝劑投加量等對馬鈴薯淀粉廢水的絮凝效果。2 結果與討論2.1 菌株的篩選與鑒定首先，經高嶺土絮凝實驗，依據絮凝礬花

7、大小、沉降快慢和靜置5 min 后溶液澄清度為指標，從垃圾堆土壤中分離出來的具有不同程度的絮凝活性的菌株有19 株，編號為119 號，其絮凝效果見圖1。這些菌株中絮凝率最低的為10%，最高可達73.7%。通過高嶺土絮凝實驗，將初篩所得到的19 株菌株經接種培養48 h 后，再進行淀粉廢水絮凝實驗，獲得絮凝活性較好的9 株菌株，絮凝效果及濁度去除率。有9 株絮凝效果較好，分別為3、6、7、8、10、12、16、17、18 號。選其中絮凝效果最好的2 株(16 和18 號)經絮凝活性分布分析，具有絮凝活性的物質為菌體分泌物，并取這二者作為淀粉廢水絮凝的研究對象。將16 和18 號菌株各自涂布在營養

8、瓊脂平板上，培養24 h 后，對其進行表面形態觀察。16 號菌落呈圓形，乳黃色，半透明，光滑濕潤且有凸起，質地軟并帶有粘性，形態為短桿菌。18 號菌落也呈圓形，黃色，半透明，光滑濕潤且有凸起，質地軟并帶有粘性，形態亦為短桿狀。在革蘭氏染色和甲基紅試驗中，這2 種菌株均為陰性;在接觸酶實驗、丙二酸鹽利用、V-P 測定、淀粉水解試驗結中測定結果均為陽性。通過形態學觀察并結合生理生化鑒定，查閱伯杰氏細菌鑒定手冊，可初步確定16 和18 號菌為假單胞菌屬。2.2 淀粉廢水絮凝效果試驗2.2.1 加樣量對絮凝效果的影響分別取16 號和18 號絮凝菌在其最佳生長條件下的菌懸液離心后，在50 mL 淀粉廢水

9、中依次加入上清液0、0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL，在廢水自然pH 值，無助劑，靜置10 min 后測定絮凝劑投加量對淀粉廢水絮凝效果的影響。隨著加樣量的增加，對16號絮凝菌而言，絮凝率和濁度去除率呈逐漸增加趨勢，當其投加量為2 mL 時，其絮凝率和濁度去除率達到41.5%和70.7%，加樣量繼續增加，絮凝率和濁度去除率沒有明顯提高。對18 號絮凝菌而言，隨著投加量的增加，絮凝率和濁度去除率呈先增后下降的趨勢。當其投加量為1 mL 時，其絮凝率和濁度去除率達到最大，分別為35.9 和74.6%。因此，選擇2 mL 和1 mL為16 號和18 號絮凝菌的最佳投加量。2.2.2 淀粉

10、廢水pH 對絮凝效果的影響淀粉廢水經稀酸或稀堿調節pH 值后，分別加入16 號和18 號絮凝菌上清液2 mL 和1 mL 后，靜置10 min 后，測定的絮凝效果見圖4。隨著pH 值的增加，16 號和18 號絮凝菌對淀粉廢水的絮凝率和濁度去除率均呈增加趨勢并逐漸穩定。但當pH 值達到6以上，18 號絮凝菌對淀粉廢水的絮凝率略有下降。淀粉廢水自然pH 值為5.8，在此pH 值下，16 號具有更好的絮凝效果。2.2.3 靜置時間對絮凝效果的影響在50 mL 淀粉廢水中，分別加入16 號和18 號絮凝菌上清液2 mL 和1 mL 后，在廢水自然pH 值下，靜置時間分別為10、20、30、40、50、

11、60 min 時，16 號和18 號絮凝菌對淀粉廢水的絮凝效果見圖5。16 號絮凝菌對淀粉廢水的絮凝率和濁度去除率均呈快速增加趨勢。當靜置時間為40 min，絮凝率和濁度去除率可達50.1%和79.1%;延長時間絮凝率和和濁度去除率沒有明顯提高。當靜置時間為20 min，18 號絮凝菌對淀粉廢水的絮凝率和濁度去除率達到最大，此后絮凝率和濁度去除率均呈下降趨勢。因此，選擇16 號和18號絮凝菌的最佳絮凝時間分別為40 min 和20 min。2.2.4 溫度對絮凝效果的影響在50 mL 淀粉廢水中，分別加入16 號和18 號絮凝菌上清液2 mL 和1 mL 后，pH 為5.8，靜置時間分別為40

12、、20 min 時，在不同的淀粉廢水溫度下，其對絮凝效果的影響見圖6。隨著溫度的增加，18 號菌對淀粉廢水的絮凝率則隨溫度的增加先上升后下降。16號絮凝菌的絮凝率和濁度去除率以及18 號絮凝菌的濁度去除率均呈先上升趨勢，在15 時達到最大，此后基本穩定。2.2.5 無機鹽種類對絮凝效果的影響在50 mL 淀粉廢水中，在上述最佳投加量，廢水自然pH 值下，15 時，分別加入1 mol/L CaCl2 和MgSO4 溶液2 mL，靜置時間分別為40、20 min 時，16 號和18 號絮凝菌對淀粉廢水的絮凝效果見圖7。Mg2+對16 號和18 號絮凝菌的助凝效果比Ca2+好。在Mg2+的作用下，1

13、6 號絮凝菌對淀粉廢水的絮凝率和濁度去除率可達58.2%和82.2%。因此，選擇硫酸鎂作為最佳助凝劑。2.2.6 助凝劑投加量對絮凝效果的影響J在50 mL 淀粉廢水中，自然pH 值，15 下，在上述最佳投加量下，分別加入助凝劑1 mol/L MgSO4 溶液0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 mL，靜置時間分別為40 和20min 時，16 號和18 號絮凝菌對淀粉廢水的絮凝效果見圖8。16 號絮凝菌對淀粉廢水的絮凝效果優于18號。16 號絮凝菌對淀粉廢水的絮凝率和濁度去除率均呈逐漸增加趨勢，當投加量在2.0 mL 以上時，絮凝效果基本穩定。18 號絮凝菌隨Mg2+的投加量的增加，先上升后下降;在1.5 mL 處，絮凝效果最佳，對淀粉廢水的絮凝率和