生物絮凝剂的絮凝特性及机理研究

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1、摘要摘要微生物絮凝剂(MicrobialFlocculant，简称MBF)是由微生物产生的代谢产物，可使液体中不易沉降的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体颗粒等凝聚沉淀的特殊高分子物质，具有生物可降解性和安全性的绿色水处理剂，代表了絮凝剂的重要研发方向之一。本研究对分离到的高效絮凝菌TJ．3和TJHJI经生理生化和16SrDNA分析，鉴定为铜绿假单胞菌和枯草芽孢杆菌，并对其进行了深入的研究。通过对生物絮凝剂的絮凝特性及絮凝菌的生长曲线测定，确定了生物絮凝剂具有良好的絮凝效果及合理的产絮条件。为了研究絮凝剂的沉降效果，分析测定絮凝剂表面电位

2、对絮凝效果影响等因素，分别以酸碱度和絮凝材料两方面来测定，结果表明，“电荷中和”和“架桥作用’’影响了絮凝行为，致使絮凝沉降效果存在着差异，因此，Zeta电位在影响絮凝行为因素中起决定作用。颗粒技术分析用来实时监测絮凝过程中颗粒物的动力学变化结果，为优化絮凝过程的设计和操作提供可靠的依据。采用了轻敲模式下的原子力显微镜成像技术，对絮凝微观形貌进行了测定，生物絮凝剂和高岭土悬浮液形成的絮凝体出现较大而且紧密的球形颗粒结构，且表面积粗糙，凹凸程度大，具有大的比表面积和吸附液体悬浮颗粒的能力，同时，当絮凝颗粒由不定形且松散的结构转变为密集

3、分布、水平尺寸均匀的球形结构，推测絮凝剂中的凝集素以高岭土悬浮颗粒为中心吸附在其表面，从更直观上进一步证实了生物絮凝剂的净水效能，为研究生物絮凝剂的絮凝机理提供了有力的依据。絮凝动力学的研究表明对数生长期菌株TJHJl的生物增长量与絮凝率的增长之间存在明显的相关性。优化发酵条件推测了代谢网络关系，从而为初步控制代谢产物提供了理论基础。关键词：生物絮凝剂，絮凝特性，代谢，沉降同济大学博士后研究工作报告AbstractTheMicrobialFlocculant(MBF)isthemetabolitethatproducesbythem

4、icroorganism．Itmaymakethespecialhighpolymermaterialsuchassolidsuspendedparticle，myceliumcellandcolloidpelletprecipitatesandSOonhavethebiologicdegradabilityandsecurityfinishingagent．IthasrepresentedoneofthemostpotentialflocculantsandwouldcertainlyreceivemoreandmoreCOnCe

5、mS．Throughphysiological-biochemicaland16SrDNAanalysistoTJ-3andTJHJ1，pseudomonsaaeruginosaandbacillussubtiliswereappraised．Bymensuratingtheflocculationcharacteristicofbiologicalflocculantandthegrowthcurveoffloccu．1ationfungus，thegoodflocculationeffectandreasonablefloccu

6、lant·producingconditionweredetermined．Inordertostudythesubsidenceeffectofflocculantandmensuratetheinfluentialelementsofflocculation，thepHvalueandtheflocculationmaterialwererespectivelydetermined．Theresultshowedthatchargeneutralizationandbridgingfunctionaffectedtheflocc

7、ulating-behavior，whichleadedtheflocculationsubsidenceeffectdifference．Zeta-potentialplayedthedecisionroleininfluenceflocculationbehaviorfactor．Granuletechnology，whichcanprocesstheparticlesdynamicschangeresultduringflocculating-behavior，providesthereliablebasisfortheopt

8、imizedflocculationprocessdesignandoperation．TheflocculationmicroscopicappearanceweredeterminedbyusingAtomicForceMicro