微生物絮凝剂　MBF7　-生长条件和应用研究

1、微生物絮凝剂MBF7-生长条件和应用研究             The  research on growing condition and application of  bioflocculation(MBF7)Abstract: The effection treated on sewage by bioflocculation（MBF7） is prominent.Its growing condition affects on flo

2、cculation very importantly. The experiment indicated the that:the PDA medium is more advantage to the Czapek Agar for the MBF7.The best grown condition of the MBF7 is that,the temperature is 30 , PH is 7.5-8.5, the turning rate of the bed shaking is 150200 r/ min.The best germ age is 34 days. For ma

3、king sure the application of the bioflocculation(MBF7) and understanding the characteristic that it handles the waste water, this experiment is treating restaurant waste water, print and dye waste water and monosodium glutamate waste water with the bioflocculation(MBF7).The result indicates that the

4、 MBF7 handled the waste water of the restaurant, the print and dye  waste water and the monosodium glutamate waste water to remove turbidity or color  with the rate to 94% ,90% and 96% .The effect treated by MBF7 is  more advantage than by AL2( SO4)3.And the MBF7 is safe and high-effi

5、cient.So it has good and actual application value.Key word: bioflocculation; waste water; effect of flocculation; turbidity removal; medium; growing condition  摘要：微生物絮凝剂（MBF7）处理废水效果显著。其生长条件对絮凝效果影响十分重要。实验表明，葡萄糖培养基较察氏培养基利于MBF7号菌生长；MBF7号菌的最佳培养条件为30，PH为7.58.5，摇床转速为150200r/min,最佳菌龄为34天。为了确定微生物絮凝剂（MB

6、F7）的应用范围和了解其处理废水的特性，本实验以微生物絮凝剂（MBF7）处理餐厅、印染和味精废水。结果表明， MBF7处理餐厅废水、印染废水和淀粉废水的浊度（或色度）的去除率分别达94%，90%和96%。MBF7处理效果优于AL2(SO4)3，安全高效，有很好的实际应用价值。 关键词：微生物絮凝剂 废水 絮凝效果 浊度去除 培养基 生长条件  在近年的应用里，有通过向废水中投加絮凝剂的实例，其中多数为化学絮凝剂，最常用的无机絮凝剂主要为铝盐，它具有投药少，沉降速度快，除浊度好的优点1。但因为铝盐的长期使用会导致老年痴呆症，而且沉淀物无

7、法回收利用。而微生物絮凝剂是一种高效且能自然降解的新型水处理剂，相比于第一和第二代絮凝剂，有无毒无害，可自然降解，沉淀物可回收利用等优点2，3，近年受到人民的广泛关注。成文等4从广州市某污水处理厂的活性污泥中筛选出一种高效的微生物絮凝剂产生菌，经鉴定为青霉（Penicillium sp.），属于对称二轮青霉组，质地多为绒状，也有絮状，表面初为灰蓝色、蓝绿色，中间有淡黄色带，老后渐为灰绿色、暗灰色；背后为红棕色、深紫色和深褐色，色泽渗入培养基。该菌所产生的微生物絮凝剂称为MBF7。微生物絮凝剂就是利用生物技术，从微生物或其分泌物提取、纯化而获得的一种安全、高效、且能自然降解的新型水处理剂，包括糖

8、蛋白、多糖、纤维素、蛋白质和DNA等5。不同的絮凝剂产生菌产生絮凝剂的条件不同，主要影响因素为培养基的碳源、氮源、培养温度、初始pH值、通气速度等6。微生物的絮凝作用实际是由微生物所合成或分泌的高分子有机物质来实现的 7,8.9。由于影响微生物产生絮凝剂的因素很多，本文通过测定微生物在两种不同培养条件下产生的MBF7对废水的絮凝作用来探讨对微生物絮凝剂的产出有影响的环境因素以及这些因素的重要性，从而得到微生物絮凝剂产生菌的最佳生长条件。另外由于微生物絮凝剂的应用范围很广，不同生长条件的微生物絮凝剂，其应用范围也不同。为了探讨微生物絮凝剂（MBF7）的应用前景，本人利用微生物絮凝剂MBF7处理餐

9、厅废水、印染废水、淀粉废水进行研究。1、材料与方法：1.1、菌种：为属于青霉的一株微生物絮凝剂产生菌，其产生的絮凝剂称作MBF7。1.2、培养基：葡萄糖培养基PDA medium（g/L）：葡萄糖20.0g，尿素0.5g，酵母膏2.0g，KH2PO4 2.0g，K2HPO4 5.0g， NaCl 0.1g，（NH4）2SO4 0.2g ,水1000ml，调节pH为7.58.5。蔡氏培养基Czapek Agar(g/L )：蔗糖30.0g ,KCl 0.5g，K2HPO4 1.0g，MgSO4.7H2O 0.5g，NaNO    2007-05-17

10、60;       3 3.0g,   FeSO4 0.01g，水1000ml，调节pH为7.0。1.3、供试水样：餐厅废水：广州某酒楼排放的餐厅废水，原水浊度为125.6。印染废水：广州某丝绸印染厂废水，原水色度为34.5。淀粉废水：广州市某厂发酵车间排放的废水，主要成分为淀粉和糖类，此处，简称为淀粉废水。原水浊度为226.0。1.4、设备与器具：器具：酒精灯、接种环、锥形瓶设备：高压灭菌锅、净化操作台、恒温振荡器、磁力搅拌器、混凝实验搅拌器、浊度仪、752分光光度计1.5、微生物絮凝剂的制备：把絮凝剂

11、产生菌的绿色孢子接种到已灭菌的培养基里，放进恒温震荡培养器中培养，温度为30,振荡频率为150rmin200rmin，培养5天。取滤液，即为本实验用微生物絮凝剂（MBF7）。1.6、混凝实验：在装有1L淀粉废水的量杯中，先后加入5.0ml 10%的CaCl2和适量的微生物絮凝剂（一般为20ml），调节所需pH值（一般为8.0）。在设定搅拌程序下进行混凝实验。静置20min，分别用浊度仪和分光光度计测定上清液的浊度和OD550nm。同样做空白实验。1.7、最佳搅拌速度的确定:在确定最佳pH和最佳投药量基础上，按设定搅拌程序进行混凝实验。设定程序为: 表1   搅拌程序的设置T

12、able 1  The setting of mixture procedure搅拌程序Mixture procedure转     速 Rotary speed01400r/30s60r/3min02600r/20s200/1min30s60r/3min03600r/20s400r/20s200/1min30s100r/2min60r/3min06600r/20s400r/20s140/1min30s70r/2min30r/3min静沉20min后抽取上清液测定其浊度或色度。注：在培养基的比较中，用程序06，餐厅和印染废水用前三个程序。1.8

13、、 AL2(SO4)3的絮凝沉淀实验：将废水的pH值调至8，经磁力搅拌器的初试实验后，每1L的废水中投加量为10%的AL2(SO4)36ml。利用确定的最佳搅拌速度进行试验，静沉20min测定其浊度。从而和MBF7号生物絮凝剂进行比较。1.9、指标分析方法：a、絮凝率：浊度(絮凝率)去除率(%)=(A-B)/A×100A：空白实验上清液的OD550nm或浊度。B：微生物絮凝剂絮凝后上清液的OD550nm或浊度。b、菌量分析：    通过用分光光度计测定菌液的吸光度，在660nm的波长下，吸光度的大小与菌量有对应关系。吸光度数值越高，则说明菌量越多。 通过

14、干重法法表示。2、结果与分析：2.1、生长条件的研究：2.1.1、培养基的选择和比较：在微生物絮凝剂实验室生产过程中，一般用葡萄糖培养基和察氏培养基。为寻找最佳培养的培养条件，在相同的条件下，进行了一系列的对比实验，结果见图1和图2：由图1知：菌生长量来看，葡萄糖培养基和蔡氏培养基的最佳时间都为35d，其中葡萄糖的峰值出现在第4天；但蔡氏培养基的最佳时间出现略慢，峰值在第天，且从菌的生长量来看，葡萄糖培养基的菌量明显比蔡氏培养基高，说明葡萄糖培养基更有利于菌的生长。从培养基成分的分析上看，蔡氏培养基用蔗糖代替葡萄糖做碳源，用无机盐NaNO3代替有机氮做氮源，葡萄糖培养基中碳、氮、磷之比为100

15、:4:5,而蔡氏培养基中的碳、氮、磷之比为100:3.8:0.4。这说明MBF7产生菌的生长需要更多的磷源，MBF7产生菌对有机氮的的吸收易于无机氮，而对低分子碳源（葡萄糖）的吸收易于高分子的碳源（蔗糖）；从培养基中的生长因素上看，葡萄糖培养基中含有2g/L的生长因子酵母膏，而生长因子主要是调节微生物代谢活动的B族维生素10，因此促进了MBF7产生菌的生长代谢，使MBF7产生菌提前在第2天进入对数增长期。而在蔡氏培养基中则缺乏生长因子，磷源又供应不够，致使生长曲线不稳定，到第5天才进入峰值，而很快由于营养不够进入衰亡期，生长没有那么好。另将不同菌龄的絮凝剂用于处理淀粉废水，絮凝效果见图2，葡萄

16、糖培养基对废水的浊度去除率在2天就开始大于90%，最高达到99，而蔡氏培养基最高只达到85.4，而且呈下降趋势。这就跟上述培养基的营养成分比例有关系。因此说明葡萄糖培养基比蔡氏培养基更适合MBF7的生长。目前暂时不考虑廉价培养基的配备，以下的实验    2007-05-17        研究都只采用葡萄糖培养基,寻找其它最佳生长条件。2.1.2、培养基最佳pH的筛选：初试确定pH为碱性，将葡萄糖培养基调至pH为6.5，7，7.5，8.5，9.0，9.5的六种情况下培养，测定

17、絮凝效果，其结果如下图3：    从图4可以看出来，微生物絮凝剂对淀粉废水的处理效果与菌生长量的变化曲线基本上是同步的，在14天之内，细菌不断增加，絮凝效果也不断提高，在第4天达到峰值后，58天后，两个值都不断下降，因此无论从菌生长量还是絮凝效果来考虑，菌龄的最佳时间为34天，即7296hr。同时，我们还测量培养基的pH值变化，反映培养基pH值随时间的变化曲线，见图5：   由图6中可以看出，当pH=7.5时，浊度的去除率接近90%。pH在8上升到12时，浊度去除率在95%附近波动。虽然当pH=9和pH=11时，浊度去除率大于97%，但考虑到试

18、剂的用量和效果，当pH8时己基本实现微生物絮凝剂所能达到的最佳效果，因此将最佳的pH值确定为8。2.2.1.2最佳投药量：    寻求微生物絮凝剂的最佳投药量，既能保证混凝效果，又能尽量少地投入药剂，选取一系列的投药量，将pH调到8，进行投药量梯度实验。结果见图7   由图8中可以看出，当pH=7.5时，浊度去除率只有21。而当pH值调到8后，浊度的去除率立即上升到86%。说明印染废水对于弱碱性比较敏感。pH在8上升到12时，浊度去除率在90%附近波动，效果较稳定。说明大于8的碱性条件有利于矾花的形成与沉降。考虑到试剂的用量和效果，当pH8时己基本实现微生物絮凝剂所能达到的最佳效果，因