具有产絮凝剂功能的复合菌群处理啤酒废水的研究

Posted 2023-01-12 絮凝

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利用生态位分离的原理，将多株MBF产生菌进行双株混合培养得到一组复合菌群(NCS4+BAF1)，经优化培养实验，其所产MBF的絮凝效率达到95.7%，此复合菌群处理啤酒废水，7h后CODcr去除率达到81.5%。
微生物絮凝剂(MicrobialFlocculant)，简称MBF，是由微生物产生，可使水体中的悬浮颗粒，菌体细胞及胶体粒子凝聚、沉淀的一类次生代谢产物，主要含有糖蛋白、多糖、蛋白质、纤维素和DNA等物质[1，2]，与传统的无机和有机合成高分子絮凝剂相比，MBF具有易于高效絮凝、易被微生物降解，无二次污染等优点，具有良好的发展前景。目前国内对具有产MBF和处理废水双重功能复合菌群的研究涉及较少，本文在复合菌群产MBF和处理啤酒废水方面进行了试验研究。
1 实验材料与方法
1.1材料
菌种来源于南昌大学水处理实验室BAF反应器的C塔内活性污泥。废水来源于江西南昌亚洲啤酒厂废水处理车间，水质参数：CODcr为1508.8mg/L，pH为11.6。
1.2实验方法
1.2.1MBF制备
在无菌操作条件下，挑取斜面培养基上的菌苔，接种至150ml锥形瓶装的50ml发酵培养基中，在摇床培养箱中于30℃，160rpm条件下培养72h后，将发酵液在离心机中4000rpm下离心20分钟，离心上清液即为MBF。
1.2.2MBF絮凝率的测定
向100ml比色管中加入0.4g高岭土，3ml1%CaCl2和2mlMBF，然后加蒸馏水至100m，l盖上磨口塞，将比色管作10个上下的自然翻转，转速以每次翻转时气泡上升完毕为准，翻转结束后，静置5min。取比色管中50ml处的处理液，用723型分光光度计在550nm的波长下测定吸光度(A)。同时以2ml新鲜发酵培养基代替MBF，其它操作条件完全相同的实验作为对照，测其吸光度(B)。絮凝率E计算式如下：E=(B-A)?B×100%。
1.2.3废水处理实验
将复合菌群接入啤酒废水中，探讨PH、接种量、摇床转速等因素对处理效果的影响。
2 实验结果
2.1复合菌群的构建
将从活性污泥中筛选到的5株MBF产生菌，按照1：1的比例进行双株混合培养试验，测定其所产MBF的絮凝率，构建出比单一菌群产生更高絮凝活性MBF的复合菌群(NCS4+BAF1)，其所产MBF的絮凝率达到89.5%，而单一菌群NCS4和BAF1在相同条件下单独培养时，所产MBF的絮凝率分别为35.2%和53.8%。由此表明，这两种菌株之间出现了恰当的生态位分离，并发生协同效应，微生物的代谢活性充分发挥，提高了产MBF的能力。
2.2复合菌群产MBF正交实验
为优化产MBF的培养条件，根据菌株较适宜的生长条件，选取摇床转速、pH值和复合菌群培养液的接种量三个因素进行正交实验L9(33)，结果见表1。

可以看出，各因素对产MBF的效果影响程度依次：pH值、接种量、转速。最佳产MBF的培养条件为：接种量0.5m，l转速140rpm，调pH值至7，其絮凝效率为95.7%。
2.3复合菌群处理啤酒废水
考虑啤酒废水实际水质情况，为节省调节系统PH的成本，选择在碱性环境进行正交实验。选取系统PH、摇床转速和接种量三个因素进行正交实验L9(33)，7h后测CODcr，计算CODcr去除率，结果见表2。

可以看出，各因素对处理啤酒废水的效果影响程度依次为：系统pH值、接种量、转速。最佳处理工艺为：接种量1.5m，l转速140rpm，调pH值至9。其COD-cr去除率达到81.5%。
3 结论及建议
3.1构建出的复合菌群(NCS4+BAF1)所产MBF絮凝率较单一菌株有很大的提高，达到95.7%，说明它们之间出现了生态位的分离，形成了有效微生物群。3.2该复合菌群能在碱性条件下，对啤酒废水有良好的去除CODcr效果，7h后CODCr去除率达到81.5%。