摘要：以制酒废水作为替代培养基对复合型絮凝剂产生菌HJ4菌株进行发酵培养，采用乙醇萃取法提取絮凝剂产品MFHJ4，并对其成分进行分析，考察了其对印染废水的絮凝性能。研究结果表明，每升制酒废水培养基可制得5.87 g复合型生物絮凝剂MFHJ4粗制剂；该絮凝剂是一种含大量的－OH和－COO-基团，主要成分为多糖的阴离子型高分子絮凝剂；在絮凝剂投加量为12 mg·100 mL-1，1%CaCl2投加量为7 mL·100 mL-1，pH为10的条件下，复合型生物絮凝剂MFHJ4对印染废水的浊度、色度及COD去除率分别为88.72%、91.80%和52.14%，该研究结果为生物絮凝剂的工业化生产及其在印染废水中的应用提供了理论依据。
关键词：制酒废水培养基；复合型生物絮凝剂；印染废水；絮凝性能
生物絮凝剂相对于传统的无机及有机絮凝剂而言，具有安全、高效、用量小、无二次污染等特点，具有广阔的应用前景。但是，到目前为止生物絮凝剂的实际生产和应用尚未得到大规模的推广，阻碍其推广的主要原因在于生产成本过高和产量过低。因此寻找廉价的替代培养基，具有重要的意义。一些学者曾利用味精废水、酱油废水、生物制氢废液、稻草秸秆和糖蜜废水等作为廉价替代培养基进行絮凝剂产生菌的培养及絮凝剂的合成[1-5]，但是这些研究大多是针对发酵液絮凝性能进行研究，对絮凝剂初制剂絮凝性能的研究相对较少。
本文利用制酒废水作为替代培养基对复合型生物絮凝剂产生菌HJ4菌株进行发酵培养，利用有机溶剂萃取方法制备出絮凝剂粗制剂，并将其用于印染废水处理，考察其絮凝性能，为生物絮凝剂的工业化生产及其应用提供依据。
1·材料与方法
1.1材料
1.1.1试验用水
制酒废水取自成都某酒厂，水质参数：COD为90 525 mg·L-1，还原糖质量浓度为14 200 mg·L-1，总磷质量浓度为648.4 mg·L-1，总氮质量浓度1 691.35mg·L-1，pH为3.26。
印染废水：取自成都市某印染厂，废水颜色为蓝灰色。水质参数：COD为857.55 mg·L-1，pH为7.5～8.5，色度为610倍，浊度为416.03 NTU。1.1.2试验用菌种及培养基 试验用菌种：试验所用的复合型絮凝剂产生菌HJ4为成都市某污水处理厂二沉池活性污泥中分离获得2株酵母菌混合而成，并由实验室保藏。
制酒废水培养基：将制酒废水稀释7.5倍，并按m(C)：m(N)：m(P)（COD：NH4+-N：PO43+）=100：5：1的比例添加(NH4)2SO4和K2HPO4，调节初始pH为4.5，在121℃下高温灭菌30 min后备用。
1.1.3高岭土悬浊液
称取1 g高岭土（100μm）放入1 L水中，充分搅匀并静置90 min后吸取上清液，该上清液即为所需的高岭土悬浊液。
1.2试验方法
1.2.1复合型生物絮凝剂MFHJ4的制备
将实验室保藏的复合型絮凝剂产生菌HJ4斜面接种到制酒废水种子培养基中，在温度为30℃、摇床转速为150 r·min-1的条件下恒温振荡培养24 h得到种子液；按照15%的相对接种量将种子液接种于废水发酵培养基，在温度为30℃、摇床转速为150 r·min-1的条件下恒温振荡培养24 h；将发酵培养液在4 000 r·min-1下离心30 min，取上清液进行减压蒸发至原液的1/10，加入3倍体积的预冷无水乙醇，混匀，在4℃下静置过夜后在3 000 r·min-1下离心10 min收集棉絮状沉淀物，沉淀物用无水乙醇洗涤2次，再将该沉淀物置于旋转蒸发仪上干燥，得到灰白色粉末状絮凝剂粗制品－MFHJ4。
1.2.2印染废水絮凝处理方法
于250 mL烧杯中加入印染废水100 mL，根据试验要求加入一定量的质量分数1%CaCl2和MFHJ4，混匀后调节絮凝体系的初始pH，在JB90-D型强力电动搅拌器上快速搅拌（250 r·min-1）30 s，慢速搅拌（70 r·min-1）5 min，静置15 min后，取上清液测定浊度和色度。根据浊度和色度的去除率来衡量絮凝剂MFHJ4对印染废水的絮凝性能。
1.3分析测定方法
1.3.1絮凝活性测定
于250 mL烧杯中加入高岭土悬浊液93 mL，质量分数1%CaCl2溶液5 mL，质量浓度2.5 g·L-1MFHJ4溶液2 mL，用浓度1 mo·lL-1的NaOH溶液或1 mo·lL-1的HCl溶液将pH调至7.0左右。用电动搅拌器快搅（250 r·min-1）30 s，再慢搅（70 r·min-1）5min，静置15 min后，吸取上清液于550 nm处测定其吸光度（A），以加蒸馏水的样品作对照，550 nm处测定吸光度（B）。絮凝活性计算式如下：絮凝率（%）=（A-B）/A×100%
1.3.2絮凝剂MFHJ4的成分分析
将絮凝剂MFHJ4制成1 mg·mL-1的水溶液用茚三酮和α-萘酚显色法定性测定其中蛋白质和多糖[6]；用TU-1901型紫外可见光分光光度计扫描测定MFHJ4中蛋白质、核酸含量[7]；采用FT-IR 670型光谱仪扫描分析MFHJ4中的特征基团[8]。
1.3.3测定项目及方法
COD：快速消解分光光度法[8]；浊度：分光光度法[9]；色度：稀释倍数法[9]。
2·结果与讨论
2.1复合型生物絮凝剂MFHJ4制备
复合型絮凝剂产生菌HJ4在制酒废水培养基中发酵培养24 h后，将发酵液进行离心，取其上清液，采用乙醇萃取法进行多次提取，得到复合型絮凝剂MFHJ4粗制剂，其平均产量为5.87 g·L-1。该结果与Jin-Ho Jang[10]以乙酸作为碳源制得絮凝剂4.6 g·L-1，张香美[11]以基础培养基制得絮凝剂5.74 g·L-1相比，产量较高。由此表明利用制酒废水作为替代培养基合成生物絮凝剂是可行的，而且降低生物絮凝剂生产成本具有一定的优势。
2.2复合型生物絮凝剂MFHJ4的成分分析
絮凝剂MFHJ4制剂的水合茚三酮显色试验结果为无显色反应，α-萘酚显色反应显示在两界面处出现紫色环，以上结果表明复合型生物絮凝剂MFHJ4中不含蛋白质，含有糖类物质。将MFHJ4溶液在121℃下高温处理30 min，再测其絮凝活性，仅比未经高温处理的下降了3.72%，进一步说明MFHJ4主要成分为多糖。
紫外可见光分光光度计对MFHJ4制剂的扫描结果如图1所示。
相关信息 
推荐企业 推荐企业
推荐企业
您所在的位置：
