微生物絮凝剂MBFGA1与聚合氯化铝复配技术研究

摘要

本实验室采用常规平板稀释划线的细菌分离方法从岳麓山土壤中筛选出的1株絮凝微生物，菌株编号为GA1，经16S rDNA序列(GenBank序列登陆号DQ166375)分析鉴定为多粘类芽孢杆菌，命名为Paenibacillus polymyxa GA1，菌种保藏号CCTCCNO：M206017；经研究发现该菌株所产絮凝剂为高效产絮菌株。采用响应面分析法(RSM)对多粘类芽孢杆菌(GA1)所产絮凝剂(MBFGA1)与聚合氯化铝(PAC)配合处理高岭土悬浊液的过程进行了优化。设定的5个影响因子分别为MBFGA1投加量、PAC投加量、pH值、CaCl2投加量、快搅速度。2个响应值为絮凝率和絮体粒径。响应面实验分别拟合出了关于絮凝率和絮体粒径的二次模型，决定系数(R2)分别为0.7449和0.8029，表明拟合情况良好。根据2个响应值的分布情况，推算出最适粒径为0.7mm。同时，以絮凝率100％、絮体粒径0.7mm为目标值，确定了最佳复配絮凝条件：MBFGA199.75mg/L，PAC121mg/L，pH7.3，CaCl227mg/L，快搅速度163rpm。通过对Zeta电位和电镜扫描图片的分析，比较不同絮凝条件下的特点及机理。从Zeta电位的变化情况可以看出PAC在改变胶体表面电位使其脱稳聚沉方面有较强的能力，而从扫描电镜图片以及实验观察情况分析MBFGA1具有较强的吸附架桥及网捕作。运用荧光分光光度法，通过8-HQ和Morin试剂考察了MBFGA1与PAC复配处理过程对水中残留铝的影响和具体的作用机制等。PAC絮凝处理后的铝残留情况较严重，上清液总铝浓度达到了9.012mg/L，其中生物毒性最强的无机单核铝达到了0.392mg/L。而PAC与MBFGA1复配絮凝处理后，上清液总铝浓度为PAC单独使用时的59.1％，无机单核铝的浓度也只为：PAC单独使用的44.6％，铝去除效果明显。2种絮凝剂的复配对于提高絮凝效率，降低微生物絮凝剂成本，减少传统絮凝剂二次污染都有很好的效果。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第1章绪论

1.1我国水资源概况和水环境污染现状

1.2水处理技术及絮凝法

1.3絮凝剂的简介

1.3.1絮凝剂发展历程

1.3.2絮凝剂的分类

1.3.3絮凝剂的发展趋势

1.4微生物絮凝剂概况

1.4.1微生物絮凝剂产生菌种类

1.4.2微生物絮凝剂的特点

1.4.3微生物絮凝剂的种类

1.4.4微生物絮凝剂的合成及影响因素

1.4.5微生物絮凝剂的物质成分及结构

1.4.6微生物絮凝剂性能影响因素

1.4.7微生物絮凝剂絮凝机理

1.4.8微生物絮凝剂研究现状

1.4.9微生物絮凝剂应用

1.4.10微生物絮凝剂研究趋势

第2章实验方案

2.1引言

2.2研究目的

2.3研究途径

2.4实验方案

2.4.1 MBFGA1与PAC复配处理过程优化研究

2.4.2 MBFGA1对水中不同形态残留铝的影响

第3章MBFGA1与PAC复配处理过程优化研究

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.2.1菌种来源

3.2.2发酵液制备与保存

3.2.3实验药品及设备

3.2.4实验方法

3.3 结果与讨论

3.3.1 MBFGA1、PAC单独使用的最佳絮凝条件

3.3.2响应面优化设计结果与分析

3.3.3最佳絮凝条件的确定

3.3.4不同絮凝剂对Zeta电位的影响

3.3.5絮体电镜扫描图片分析

3.3.6讨论

3.4 小结

第4章MBFGA1对水中不同形态残留铝的影响

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.2.1仪器与试剂

4.2.2絮凝实验方法

4.2.3残留铝浓度测定方法

4.3 结果与讨论

4.3.1标准曲线

4.3.2各形态残留铝浓度测定

4.3.3 MBFGA1及GA1菌体对不同形态残留铝影响的作用机制

4.3.4讨论

4.4 小结

结语

参 考 文 献

附录A攻读学位期间发表学术论文目录

致谢