鄧述波¹，余剛¹，蔣展鵬¹，胡筱敏²，羅 茜²
(1.清華大學環境科學與工程系，北京100084； 2.東北大學安全與環境系，遼寧沈陽110006 )

　　摘要：從土壤中分離篩選得到一株能產高效絮凝劑的硅酸鹽芽孢桿菌，該菌產生的絮凝劑MBFA9具有用量少、絮凝效果好等特點。在5000 mg/L的高嶺土懸浮液中使用該絮凝劑，絮凝率高達99.6%，絮凝劑(培養液)用量僅為0.1 mL/L，約為一般生物絮凝劑用量的1/10～1/200，提純分析發現絮凝劑MBFA9由含有糖醛酸、中性糖和氨基糖的多糖構成。動物急毒性試驗表明該絮凝劑無急毒反應。
　　關鍵詞：微生物絮凝劑；絮凝劑MBFA9；給水處理
　　中圖分類號：TU991.22
　　文獻標識碼：A
  　　文章編號：1000-4602(2001)02-0005-03

Study on the Application of Microbial Flocculant in Water Trea tment
DENG Shu-bo1,YU Gang1,JIANG Zhan-peng1，HU Xiao -min2，LUO Qian²
(1.Depart.of Environ.Sci.and Eng.,Qinghua Univ.,Beijing 100084,Chin a; 2.Depart.of Security and Environ.,Northeast Univ.,Shenyang 110006,China)

　　Abstract：The bacterium producing bio-flocculant with high flocculating activity was scree ned from soil.The bacterium was identified as Bacillus mucilgnons n.var.The floc culant MBFA9 produced by the bacteria had characteristics of lower dosage,bette r flocculating effect,etc.When the Kaolin suspension of 5 000 mg/L was treated w ith MBFA9,the flocculation efficiency was up to 99.6% and the dosage was 0.1 mL/ L,which is only about 1/10～1/200 of that of common microbial flocculants.The an imal toxicity test showed that MBFA9 had no acute reaction.
　　Keywords: microbial flocculant;flocculant MBFA9;water treatment

　　微生物絮凝劑因其無毒、可生物降解、無二次污染等獨特的性質，近年來受到人們的廣泛關注。但目前發現的微生物絮凝劑普遍存在絮凝劑用量大、成本高、對實際廢水絮凝性差等問 題，限制了其推廣應用。本研究經篩選得到了一株高效絮凝劑產生菌，該菌產生的絮凝劑絮凝率高、用量低，展示了良好的應用前景，尤其是該絮凝劑無毒無害，在給水處理中有很好的應用潛力。

　　1  材料和方法

　　1.1  菌種來源
　　從土壤中分離篩選得到經鑒定為硅酸鹽芽孢桿菌新變種，該菌產生的絮凝劑命名為MBFA9 ^［1］。
　　1.2   培養基及培養條件
　　培養基的組分：可溶性淀粉為1.5%，K2HPO4為0.6%，酵母膏為0.3%，MgSO4· 7H2O為0.02%，NaCl為0.01%。接種后在pH為8.0、溫度為30℃、轉速為140 r/min的搖 床中培養72h。
　　1.3   絮凝劑的提純
　　培養液稀釋10倍，6000 r/min的轉速下離心10min，去除菌體，然后濃縮、乙醇沉淀、氯仿正丁醇去除游離蛋白，透析后真空冷凍干燥得到絮凝劑MBFA9的提純液。
　　1.4   絮凝劑的成分分析
　　通過糖的Molish反應、蒽酮反應，定性判斷絮凝劑MBFA9樣品中是否含有糖類成分^［2］。多糖經水解可以測出中性糖、酸性糖和氨基糖的含量。中性糖的測定采用酚硫法，己糖醛酸的測定采用咔唑—硫酸法，氨基糖的測定方法見參考文獻^［3］。
　　1.5   毒性試驗(急性毒性試驗測LD 50)
　　按《國家食品衛生法則》要求進行急性毒性試驗［4］。取60只小白鼠，體重為( 20±2) g，雌雄隨機分為兩組，一組為試驗組，另一組為對照組。將絮凝劑MBFA9溶于水中 ，以1g/kg 的劑量均勻配給各鼠，24h內喝完，飼養15 d，觀察小白鼠的體態、飲食、運 動有無異常反應。
　　1.6  河水的水質
　　河水的濁度為106.1NTU，pH為7.06，COD為79.03 mg/L，懸浮物主要為微小的泥土顆粒及少量有機物。
　　1.7絮凝試驗方法
　　向燒杯中加入500 mL水樣，加入10 mL、2%的Al2(SO4)3溶液，以200 r/min快攪1 min，而后加入一定量的絮凝劑，再以60 r/min慢攪10 min，沉降30 min后，在250 mL處取樣測濁度。

　　2  結果與討論

　　2.1  MBFA9與其他絮凝劑的用量比較
　　高嶺土懸浮液常用來作為微生物絮凝劑的絮凝對象，一般微生物絮凝劑處理高嶺土懸浮液的 用量約為1.0～20mL/L，而且需要添加一定量的CaCl₂或Al₂(SO₄)₃作為助凝劑，絮凝率可達到90%以上。絮凝劑MBFA9的突出特點是絮凝效果好、絮凝劑用量少。當絮凝5000mg/L的高嶺土懸浮液時，絮凝劑(培養液)的用量僅為0.1mL/L，為一般微生物絮凝劑用量的1/10～1/200，而絮凝率高達99.6%，且不需添加Ca²⁺及Al³⁺等助凝劑。表1為各菌株產生的絮凝劑與MBFA9處理高嶺土懸浮液的用量比較^[5～7］。

　　2.2  絮凝劑MBFA9的成分分析
　　將培養液提純，對其進行糖、蛋白質的呈色反應，結果表明，絮凝劑MBFA9有明顯的糖類顏 色反應，即Molish反應在濃硫酸和樣品液分界面上有清晰的紫環生成，蒽 酮反應呈現為藍綠色，而沒有蛋白質或氨基酸的特征反應。因而，可以定性地判斷 出該絮凝劑的有效成分為多糖。
　　多糖是由多種單糖構成的，而單糖又分為中性、酸性和堿性糖。將絮凝劑MBFA9用濃硫酸水解，分別測定絮凝劑中己糖醛酸、氨基糖和中性糖的含量，結果見表2，可見絮凝劑MBFA9主 要是由中性糖和己糖醛酸組成。

　　2.3  絮凝劑MBFA9的急毒試驗(急 毒LD₅₀)
　　微生物絮凝劑是微生物在生長過程中分泌的代謝產物，作為水處理藥劑，要求無毒無害。因此，對絮凝劑MBFA9進行急毒試驗，結果表明，小白鼠一次性吞食1 g/kg的絮凝劑MBFA9后，無一死亡，體態、飲食、運動均無異常反應，初步證明絮凝劑MBFA9無急毒反應。
　　2.4絮凝劑MBFA9處理河水
　　以河水作為絮凝對象，用Al₂(SO₄)₃作助凝劑，分別以MBFA9、HPAM(320萬)、海藻酸 鈉、明膠作絮凝劑，以上清液的濁度為絮凝指標，所作比較試驗結果見表3。

   　　從試驗結果可以看出，采用絮凝劑MBFA9，不僅絮團大、沉降快、上清液濁度低，而且處理 后COD值最小；采用HPAM、海藻酸鈉、明膠處理后的上清液濁度依次增高，COD值也 隨之增加。
　　另外，絮凝劑HPAM和MBFA9的用量試驗結果見圖1、2。從圖中可見MBFA9和HPAM的最佳用量分別為0.10mL/L和2mg/L。

　　為了觀察MBFA9和HPAM的絮凝效果，還進行沉降效果試驗，結果見圖3。

　　試驗發現，當單獨用Al₂(SO₄)₃時，生成微小絮團、沉降緩慢、上清液混濁。當分別 加入HPAM和MBFA9時，生成大絮團、沉降加快、上清液清澈，4 min后濁度分別達到2.1、5.6 NTU，而不加高分子絮凝劑的濁度為56.2NTU。沉降30min后，用MBFA9絮凝劑處理的 濁度為0.8 NTU，HPAM的濁度為2.8 NTU，可見絮凝劑MBFA9的絮凝效果 優于HPAM，處理后的上清液更加清澈。
　　絮凝劑MBFA9(培養液)的產品價格約為800元/t，用其處理河水的成本約為0.04元/t，可見絮凝劑MBFA9應用于給水處理中，無論在處理效果和經濟上都是可行的。

　　3  結論

   　　①分離篩選得到的硅酸鹽芽孢桿菌產生的絮凝劑MBFA9具有用量少、絮凝效果好等特點。絮凝高嶺土懸浮液的用量為0.1 mL/L，是一般微生物絮凝劑用量的1/10～1/200，且絮凝率高達99.6%。
　　②絮凝劑MBFA9由多糖組成，動物急毒試驗表明該絮凝劑無急毒反應。
　　③處理河水的試驗表明，用絮凝劑MBFA9處理高濁度河水，技術指標優于PAM等常規絮 凝劑，處理后河水濁度降至0.8 NTU。

　　參考文獻：
　　［1］ 鄧述波,胡筱敏,羅茜.高效生物絮凝劑的培養條件及特性［J］.東北大學學報,1999,20( 5):525-528.
　　［2］李建武，等.生物化學試驗原理和方法［M］.北京：北京大學出版社,1997： 72-76.
　　［3］張惟杰.糖復合物生化研究技術［M］.浙江大學出版社,1994，10：23-30.
　　［4］ 李鳳珍，劉瑞君.土壤微生物產生的胞外多糖的研究［A］. 沈陽生態研究所論文集［C］ .1991：85-89.
　　［5］ 王鎮,王孔星.幾株微生物絮凝劑產生菌的特性研究［J］.微生物學報，1995,35(2):121 -129.
　　［6］ Rynichro KURANE，et al.Microbial Flocculation of Waster Liquid and Oil Emul sion by a Bioflocculant from Alcaligenes Latus［J］.Agric Biol Chem.1991,55(4):1 127-1129.
　　［7］ 李智良,張本蘭,裴健. 微生物絮凝劑產生菌的篩選及相關廢水絮凝效果試驗［J］.應用與環境生物學報,1997,3(1):67-70.

作者簡介：
鄧述波(1971-)，男，遼寧丹東人，清華大學環境科學與工程系和大慶石油管理局聯合培養的博士后，研究方向為油田含油污水處理， 各種絮凝劑的開發和應用。
電話：(0459)5903733(O)
E-mail:dengshubo@263.net
收稿日期：2000-08-13