黃曉武，胡勇有，浦躍武
(華南理工大學造紙與環境工程學院，廣東 廣州 510640)

　　摘　要：從活性污泥中篩選出一株高效的微生物絮凝劑產生菌，初步鑒定為霉菌。該菌產絮凝劑與菌體生長相關，在菌生長的穩定期后，達到最佳的絮凝效果。該絮凝劑主要為胞外產物，只有很少部分存在于菌體中。高嶺土絮凝實驗結果表明，該菌產絮凝劑在不添加任何助凝劑的情況下，絮凝率達到95.08％。該絮凝劑對城市污水的濁度去除率為88％。
　　關鍵詞：廢水處理；絮凝劑；微生物絮凝劑
　　中圖分類號：X703.5
　　文獻標識碼：A
　　文章編號：1009－2455(2002)03－0005－03

Research on the Screening and Characteristics of A Bio-Flocculant-Producing Bacterium
HUANG Xiao-wu,HU Yon-you, PU Yue-wu
(School of Papermaking and Environmental Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510640, China)

　　Abstract: A strain which was preliminarily identified as mould screened from the activated sludge can produce a high efficient bio-flocculant. The production of the flocculant correlates with the growth curve of the bacterium. The flocculation reaches its highest after the stationary stage. The main flocculant exists in the extracellular fluid. Experiments on kaolin suspension with produced bio-flocculant show that the flocculation efficiency achieves 95.08% without any aids and those on sewage show 88% of turbidity removal,
　　Key words: wastewater treatment; flocculant; bio-flocculant

　　微生物絮凝劑是一類由微生物產生的有絮凝活性的次生代謝產物。已經知道的微生物絮凝劑有糖蛋白、多糖、蛋白質、纖維素和DNA等[1--4]，均為分子量高于105的生物大分子，盡管性質各異，但均能快速絮凝各種顆粒物質，尤其具有廢水脫色的獨特效果。微生物絮凝劑產生菌來源廣泛，種類多。此外，微生物絮凝劑具有高效、無毒、無二次污染、使用條件粗放等特點。目前在細菌、霉菌、放線菌、酵母菌中均有發現，種類有數十種之多，其中微生物絮凝劑產品的報道最多的主要是：以醬油曲霉AJ7002(Aspergillus)^[5-6]為原料生產的AJ7002微生物絮凝劑、擬青霉素(Paecilomyces sp.)^[7]微生物生產的PF101絮凝劑、紅平紅球菌(Rhodococcus erythropo-lis)^[8-9]、微生物生產的NOC－1絮凝劑等。
　　本文從活性污泥中篩選分離到一株高效微生物絮凝劑產生菌，并對該菌產絮凝劑的效率和特性進行了初步研究。

1 材料和方法

1.1 菌種及篩選培養基
　　菌種源液：取自廣州市的污水處理廠生活污水。篩選培養基：葡萄糖20g，KH₂PO₄2g，K₂HPO₄5g，(NH₄)SO₄0.2g，NaCl0.1g，脲0.5g，酵母膏0.5g，pH7.5-8。
1.2 篩選方法
　　將樣品富集培養后，用平板劃線分離方法獲得單菌落，將純化后的菌種編號，各菌30℃搖床培養72h后，通過測定各菌培養液的絮凝活性進行初篩，對初篩獲得的菌，采用平行發酵培養，定量測定發酵液的絮凝活性，進行復篩。
1.3 絮凝活性的測定
　　100mL量筒中加入80mL蒸餾水，0.4g高嶺土，5mL1％CaCl2溶液，2mL發酵液，然后加蒸餾水至100mL，調節PH至7.5，然后倒入150mL燒杯中，放在磁力攪拌器上攪拌2min，靜止5min，吸取上清液50mL處的液體采用722型分光光度計在550nm處測定吸光度(以A表示)，以不加發酵液的吸光率(以B表示)為對照，來計算發酵液的絮凝程度。
　　　　　絮凝率(％)＝(A－B)／A×100 (1)
1.4 菌產絮凝劑的周期
　　在250mL三角瓶中裝入50mL培養基，30℃搖床培養，每隔一段時間取樣一次，測定培養液的pH值，菌生長量(以OD660表示)及絮凝率。
1.5 不同陽離子對絮凝效果的影響
　　不同陽離子(濃度為1％)分別加到絮凝體系中，測定陽離子對絮凝效果的影響。
1.6 培養液中絮凝活性的分布
　　發酵液在3000r／min下離心30min，移去上清液。菌體用蒸餾水洗滌后懸浮在與培養液等體積的蒸餾水中，得菌細胞懸液。定量測定培養液、去菌細胞上清液及菌細胞懸液對高嶺土的絮凝率。

2 結果與討論

2.1 菌種篩選
　　以高嶺上懸濁液為測試水樣測定從樣品中純化出的菌株培養液絮凝活性。篩選共獲得11株有絮凝能力的菌株，分屬于細菌和真菌。有3株絮凝活性達到80％以上，其中一株具有較高絮凝活性的真菌HHE₆，根據它的生化和生理特征初步鑒定為霉菌，該菌株產生的絮凝劑對高嶺上懸濁液的絮凝率為95％－98％，以下以菌株HHE₆進行一些特性研究。
2.2 菌產絮凝劑的周期測定
　　HHE₆菌株的生長曲線、pH值變化曲線及絮凝率曲線如圖1、圖2、圖3所示。

　　　　

　　圖2顯示，在培養過程中，HHE₆菌株一直保持在偏酸性的環境中生長，pH值先是下降，然后緩慢升高，并趨于穩定。培養液絮凝率與菌生長量同步升高，在菌生長的穩定期后期達到最佳的絮凝效果。在此培養條件下，絮凝率在第5d左右達到最高值。絮凝活性與菌生長量成正相關性，與有關文獻^{[1，7，8，10］}的報道結論相同。
2.3 不同金屬離子對絮凝效果的影響
　　不同陽離子(濃度為1％)分別加到用高嶺土和培養液配制的水樣中，測定陽離子對菌株絮凝效果的影響，結果見表1。由表1顯示，不同金屬離子對絮凝效果的影響有差異，Ca²⁺的添加有利于菌產絮凝劑的絮凝作用，Al³⁺的添加基本上起不到促進絮凝的作用，而Fe²⁺、Mn²⁺、Cu²⁺、K⁺等陽離子的加入不利于絮凝作用的發生。

表1 陽郭子對絮凝效果的影響 陽離子種類 絮凝率/% 對照 95.08 Al³⁺ 95.15 Ca²⁺ 97.08 Fe²⁺ 62.81 Mn²⁺ 85.86 Cu²⁺ 51.84 K⁺ 79.58

　　菌株發酵液離心分離得完整細胞及上清液。菌體用蒸餾水洗滌后，懸浮在與培養液等體積的蒸餾水中，得菌細胞懸液。測定菌細胞懸液及去菌細胞上清液的絮凝率，并與發酵液的絮凝率比較。絮凝實驗表明(見表2)，絮凝劑的絮凝活性主要表現在去菌細胞上清液中(相對絮凝率為96.89％)，菌體細胞基本無絮凝能力。

表2 菌株培養中絮凝活性的分布 絮凝效果 發酵液 去菌細胞上清液 菌細胞懸液 絮凝率/% 95.15 92.19 0 相對絮凝率*/% 100 96.89 0

2.5 培養液對城市污水的絮凝效果
　　取2種不同水質的城市污水，在1L量杯中加入1000mL城市污水，50mL1％CaCl₂溶液，10mL發酵液，在六聯攪拌機上進行絮凝實驗，用光電比濁儀測定上清液的濁度，實驗結果見表3。

表3 培養液對城市污水的絮凝效果 試驗用水 pH 濁度/NTU 濁度去除率/% 進水 出水 1# 8.5 117 13.6 88.4 2# 7.5 107 10.5 90.2

　　由表3可看出，發酵培養液加氯化鈣對城市污水絮凝效果良好，濁度去除達88％以上。

3 結論

　　實驗結果表明，絮凝劑產生菌HHE₆營養要求簡單，在菌生長的同時合成胞外高聚物，且絮凝劑的形成與菌體生長正相關。菌株HHE₆產絮凝劑具有良好的絮凝效果，對高嶺土懸浮液最高絮凝率可達98％，對城市污水濁度去除率達88％以上，是一種很有應用前景的絮凝劑產生菌。

參考文獻：

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　　[10] Kazuki Toeda, Ryuichiro Kurane. Microbial Flocculant from Alcaligenes Cupidus KT201[J]. Agricultural and Biological Chemistry 1991,55(11):2793-2799.

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　　作者簡介：黃曉武(1973-)，男，江西寧都人，現為華南理工大學環境工程系99級環境專業碩士研究生，研究方向是水環境與水處理技術，電話:13076795317；胡勇有(1964－)，男，湖南汝成人，教授，博導華南理工大學環境科學與工程系系主任，主要從事水環境污染控制與水處理技術，電話:(020)87114706。