微生物絮凝劑是一類由微生物產生的有絮凝活性的次生代謝產物。已經知道的微生物絮凝劑有糖蛋白、多糖、蛋白質、纖維素和DNA等，均為分子量高于105的生物大分子，盡管性質各異，但均能快速絮凝各種顆粒物質，尤其具有廢水脫色的獨特效果。微生物絮凝劑產生菌來源廣泛，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、酵母菌中均有發現，種類有數十種之多，其中微生物絮凝劑產品的報道最多的主要是：以醬油曲霉AJ7002(Aspergillus)[5-6]為原料生產的AJ7002微生物絮凝劑、擬青霉素(Paecilomyces sp.)[7]微生物生產的PF101絮凝劑、紅平紅球菌(Rhodococcus erythropo-lis)[8-9]、微生物生產的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生菌，并對該菌產絮凝劑的效率和特性進行了初步研究。
1 材料和方法
1.1 菌種及篩選培養基
菌種源液：取自廣州市的污水處理廠生活污水。篩選培養基：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72h后，通過測定各菌培養液的絮凝活性進行初篩，對初篩獲得的菌，采用平行發酵培養，定量測定發酵液的絮凝活性，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發酵液，然后加蒸餾水至100mL，調節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)，以不加發酵液的吸光率(以B表示)為對照，來計算發酵液的絮凝程度。
絮凝率(%)＝(A－B)/A×100 (1)
1.4 菌產絮凝劑的周期
在250mL三角瓶中裝入50mL培養基，30℃搖床培養，每隔一段時間取樣一次，測定培養液的pH值，菌生長量(以OD660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 培養液中絮凝活性的分布
發酵液在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液等體積的蒸餾水中，得菌細胞懸液。定量測定培養液、去菌細胞上清液及菌細胞懸液對高嶺土的絮凝率。
2 結果與討論
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，根據它的生化和生理特征初步鑒定為霉菌，該菌株產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 菌產絮凝劑的周期測定
HHE6菌株的生長曲線(xian)、pH值變化(hua)曲線(xian)及絮凝率曲線(xian)如圖1、圖2、圖3所示。
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圖2顯示，在培養過程中，HHE6菌株一直保持在偏酸性的環境中生長，pH值先是下降，然后緩慢升高，并趨于穩定。培養液絮凝率與菌生長量同步升高，在菌生長的穩定期后期達到最佳的絮凝效果。在此培養條件下，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性，與有關文獻的報道結論相同。
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液配制的水樣中，測定陽離子對菌株絮凝效果的影響，結果見表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(deng)陽(yang)離子的加入不利于絮凝(ning)作(zuo)用的發生。
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表1 陽郭子對絮凝效果的影響
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陽離(li)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
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Mn2+
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85.86
|
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Cu2+
|
51.84
|
|
K+
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79.58
|
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菌(jun)(jun)株發酵(jiao)液(ye)離(li)心分(fen)離(li)得(de)(de)完(wan)整(zheng)細(xi)胞(bao)及(ji)上清(qing)(qing)液(ye)。菌(jun)(jun)體(ti)用蒸(zheng)餾(liu)水(shui)洗(xi)滌后，懸浮(fu)在與培養液(ye)等體(ti)積的蒸(zheng)餾(liu)水(shui)中，得(de)(de)菌(jun)(jun)細(xi)胞(bao)懸液(ye)。測(ce)定菌(jun)(jun)細(xi)胞(bao)懸液(ye)及(ji)去(qu)菌(jun)(jun)細(xi)胞(bao)上清(qing)(qing)液(ye)的絮(xu)凝(ning)(ning)率(lv)，并與發酵(jiao)液(ye)的絮(xu)凝(ning)(ning)率(lv)比較。絮(xu)凝(ning)(ning)實驗表(biao)(biao)明(見表(biao)(biao)2)，絮(xu)凝(ning)(ning)劑的絮(xu)凝(ning)(ning)活(huo)性主要(yao)表(biao)(biao)現(xian)在去(qu)菌(jun)(jun)細(xi)胞(bao)上清(qing)(qing)液(ye)中(相對絮(xu)凝(ning)(ning)率(lv)為96.89%)，菌(jun)(jun)體(ti)細(xi)胞(bao)基本無(wu)絮(xu)凝(ning)(ning)能力。
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表2 菌株培養中絮凝活性的分布
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絮(xu)凝(ning)效(xiao)果(guo)
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發酵液
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去菌細胞(bao)上清(qing)液(ye)
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菌細胞懸液(ye)
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絮凝率/%
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95.15
|
92.19
|
0
|
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相對絮凝率*/%
|
100
|
96.89
|
0
|
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2.5 培養液對城市污水的絮凝效果
取2種不同水質的城市污水，在1L量杯中加入1000mL城市污水，50mL1%CaCl2溶液，10mL發酵液，在六聯攪拌機(ji)上進行(xing)絮凝實(shi)驗(yan)，用光電比(bi)濁(zhuo)儀(yi)測定上清液的濁(zhuo)度，實(shi)驗(yan)結(jie)果見表3。
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表3 培養液對城市污水的絮凝效果
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試驗用水(shui)
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pH
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濁度(du)/NTU
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濁(zhuo)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
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117
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13.6
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88.4
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2#
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7.5
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107
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10.5
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90.2
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由表3可看出，發酵培養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 結論
實驗結果表明，絮凝劑產生菌HHE6營養要求簡單，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。菌株HHE6產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，是一種很有應用前景的絮凝劑產生菌。
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