[发明专利]微生物絮凝剂及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理技术，具体是微生物絮凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

随着生产和工业的发展，水资源变得严重匮乏，同时污染也日益加重，而人们对水资源的利用率和对水质的要求却越来越高。因此对水质的净化与对污染水的处理成了现今研究的热点。无机和有机合成高分子絮凝剂因此越来越广泛地被应用于各种水处理领域中。

目前的水处理技术主要有物理、化学和生物化学处理法。其中，物理处理法是利用物理手段分离水中的悬浮物质，主要有沉淀法、筛选法和过滤法等；而化学处理法主要是利用化学反应去除污水中的各种悬浮微粒，主要方法有电解、中和和氧化还原等。这两种方法所用的絮凝剂经过絮凝后形成的废渣不能或难于被生物降解，严重污染水体和土壤，造成二次污染，并且在水中积累到一定浓度后，会对人体健康造成危害。生物化学处理法是利用微生物的代谢作用使污水中的微生物分解活转化为稳定、无害的物质，从而使得废水得以净化。与上述两种方法相比，生物化学处理法具有无毒无害、安全性高，无二次污染，使用范围广，净化效果好等显著优点，在给水处理、城市污水处理、食品加工、发酵、化工、蓄牧等行业废水处理的应用前景是非常广泛的。

微生物絮凝剂(MBF)是一类由微生物产生的有絮凝活性的物质，主要成分有糖蛋白、多糖、蛋白质、纤维素和DNA等，属于天然有机高分子絮凝剂。MBF是带有电荷的生物大分子，其絮凝作用主要是通过架桥絮凝、电荷中和、卷扫作用实现的。与传统的无机和有机合成高分子絮凝剂相比，MBF具有许多独特的性质和优点：(1)安全无毒，具有可生化性，易被微生物降解；(2)絮凝后的残渣可被生物降解，对环境无害，不会造成二次污染；(3)能够提高对油和无机超微粒子的净化效果，且具有良好的除浊和脱色性能；(4)受pH值条件影响小、热稳定性强、用量小；(5)易于实现固液分离，形成沉淀物少；(6)易于采取生物工程的手段实现产业化生产。

絮凝剂是一种可使水溶液中的胶体或悬浮颗粒脱稳而产生絮状物或絮状沉淀物的药剂。絮凝具有除浊除藻，去除水中重金属、有机物等毒性物质，去除致病微生物和放射性物质等的作用。因此，絮凝现在已作为污水处理中必不可少的重要操作之一。絮凝剂主要包括无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂、天然生物高分子絮凝剂(生物絮凝剂)等。

絮凝性微生物能使离散微粒(包括菌体细胞自身)之间互相粘附，并能使胶体脱稳，形成絮状沉淀而从反应体系中分离出去。人们可以利用生物技术，从微生物或其分泌物提取、纯化而获得一种安全、高效、且能自然降解的新型水处理微生物絮凝剂。这类微生物絮凝剂可以克服无机高分子和合成有机高分子絮凝剂本身固有的缺陷，显示了良好的应用前景。

絮凝剂产生菌是一类合成并分泌絮凝活性物质的微生物，能产生絮凝剂的微生物有细菌、酵母、真菌、放线菌及藻类等。MBF的生产包括微生物的培养、发酵生产及调控、产品分离等。产絮凝剂的微生物分布广泛，因此，不同的微生物培养条件有很大的差异，主要影响因素有：

培养基的组成、培养温度、初始pH值、培养液内溶解氧等。其中，培养基组成对絮凝剂的产生和活性有较大影响。目前开发各种絮凝剂产生菌大都是在实验室中以葡萄糖、果糖、蔗糖、半乳糖、淀粉等作为有机碳源，而以酵母浸出汁、牛肉膏、蛋白胨、酪蛋白氨基酸等作为有机氮源，导致培养基成本偏高，从而使微生物絮凝剂的生产成本也较高，影响和限制了絮凝剂的大规模生

产和应用

技术方案

本发明的目的在于针对现有技术面临着培养成本偏高，无法大规模生产应用的问题。提供一种廉价替代MBF的微生物絮凝剂，用工农业废弃物和食品加工废水制备培养基，并探索出其最佳培养条件，以推进其大规模工业化利用。

本发明的微生物絮凝剂是以酱油曲霉为生产菌株，用工农业废弃物和食品加工废水制备培养基，实现酱油曲霉的廉价培养，废物资源化利用，并将其应用于实际废水的处理中，促进该絮凝剂的工业化应用。

(1)廉价替代培养基的选择

通过选育、保存的高效MBF产生菌(经鉴定为酱油曲霉)，以甘蔗渣酶解液，啤酒废水，模拟糖蜜废水，味精废水等作为替代培养基材料，考察培养效果，为扩大化培养提供实验基础。培养效果以絮凝率和絮凝剂产量进行评价。

(2)MBF对实际废水的处理

选择含重金属废水作为MBF处理实际废水的研究对象，研究其在实际废水中的应用。同时，针对含藻废水，采用MBF和无机絮凝剂复配使用，降低无机絮凝剂的使用量，达到去除藻类的目的。