[发明专利]利用奇异变形杆菌制备生物絮凝剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种生物絮凝剂的制备方法，具体涉及一种利用奇异变形杆菌制备生物絮凝剂的方法。

背景技术

絮凝剂是一类可使液体中不易沉降的悬浮颗粒凝聚沉淀的物质，广泛应用于工业水处理、生活污水处理以及食品生产和发酵工业等。絮凝剂一般可分为三类：①无机絮凝剂，如硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸亚铁和明矾等；②人工合成有机高分子絮凝剂，如聚氧化乙烯、聚苯乙烯磺酸盐、聚丙烯酰胺衍生物和聚乙烯亚胺等；③天然有机高分子絮凝剂，如纤维素、淀粉、聚氨基葡萄糖、藻蛋白酸钠和生物絮凝剂等。许多无机絮凝剂由于其良好的絮凝效果和较低成本而被广泛应用，然而人们已经发现它们在使用过程中存在着较大的不安全性和潜在的二次污染问题。人工合成有机高分子絮凝剂中使用较多的聚丙烯酰胺，因其单体具有强烈的神经毒性和致癌性，所以使用受到了限制。此外，大部分天然有机高分子絮凝剂存在絮凝活性较弱和使用成本较高等缺点。

生物絮凝剂是由微生物产生的可使液体中不易沉降的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体颗粒等凝聚沉淀的特殊高分子物质。生物絮凝剂是通过微生物发酵、分离提取而得到的新型、高效、可生物降解的水处理剂，它能够满足絮凝剂使用安全、絮凝活性高、无二次污染的要求，对改进絮凝沉淀法工艺和絮凝剂产品的生产，保护人类健康和环境都具有很重要的意义。是一种绿色水处理剂，具有广阔的开发与应用前景。

目前已有一些关于生物絮凝剂产生菌的报道，涉及到细菌、真菌和藻类等。1984年，Fattom A.等利用从排水渠内获得的丝状藻青菌(Phormidium J-1)研制出对斑脱土有良好絮凝效果的高分子生物絮凝剂。1986年，Kurane R.等人研究活性污泥法处理酞酚酯废水时发现红平红球菌(Rhodococcus erythropolis)，用特定的培养基和培养条件研制出了微生物絮凝剂NOC-1，该产品可用于畜产废水处理、膨胀污泥的沉降、瓦厂废水及纸浆废水处理。后来，Nakamura J.等又用酱油曲霉(Aspergillus sojae)制备出了生物絮凝剂AJ7002；Takagi H.利用拟青霉属微生物(Paecilomyces sp.I-1)研制出了生物絮凝剂PF101。近几年国内研究者也发现了一些能产生絮凝剂的菌株：陆茂林从土壤和污泥中筛选出两株絮凝活性较高的诺卡氏菌，并对其适宜培养基、培养时间和培养液pH变化与絮凝活性之间的关系进行了研究；宫小燕从污水处理厂活性污泥中分离筛选到1株具有稳定絮凝性状的菌株，经初步鉴定为假单胞菌属(Paseudomonas sp.GX4-1)，对影响该菌所产MBF的絮凝活性条件进行了初步研究；何宁等研究了谷氨酸棒杆菌(Corynebacteriumglutamicum)产生新型蛋白聚糖类生物絮凝剂REA-11的途径。但是，迄今为止，在国内外尚未见有关奇异变形杆菌制备生物絮凝剂的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用奇异变形杆菌制备生物絮凝剂的方法。该方法工艺简单，易于控制，周期短，无污染，所产生絮凝效具有高效、无二次污染等优点，可广泛应用于水处理和污泥浓缩。

为达到上述目的，我们从多个污水处理厂的混合活性污泥中筛选出一株具有产生生物絮凝剂功能的奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)。该菌种产絮凝剂的制备请参阅发表在“中国给水排水”2007年第9期第24-27页“高效微生物絮凝剂用于污泥脱水及其动力学研究”。采用种子液接种的方法，使奇异变形杆菌能够迅速在生产培养基中开始生长代谢，缩短启动时间。该菌能在我们特制的廉价生产培养基中良好生长，并产生絮凝效率在90％以上的高效生物絮凝剂。其培养温度为25～30℃的常温；摇床转速为120～140r/min，比大部分文献报道的要慢，节省动力费用；培养时间为1～2天，比大部分文献报道的要少近1天的时间。用该菌种制备得到的生物絮凝剂主要成分为酸性多糖和蛋白质，可生物降解。该生物絮凝剂对染料废水脱色率在90％以上，对剩余污泥脱水率达82％，在同等剂量下均优于聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)的处理效果。