摘要：以制酒廢水作為替代培養基對復合型絮凝劑產生菌HJ4菌株進行發酵培養，采用乙醇萃取法提取絮凝劑產品MFHJ4，并對其成分進行分析，考察了其對印染廢水的絮凝性能。研究結果表明，每升制酒廢水培養基可制得5.87 g復合型生物絮凝劑MFHJ4粗制劑；該絮凝劑是一種含大量的－OH和－COO-基團，主要成分為多糖的陰離子型高分子絮凝劑；在絮凝劑投加量為12 mg·100 mL-1，1%CaCl2投加量為7 mL·100 mL-1，pH為10的條件下，復合型生物絮凝劑MFHJ4對印染廢水的濁度、色度及COD去除率分別為88.72%、91.80%和52.14%，該研究結果為生物絮凝劑的工業化生產及其在印染廢水中的應用提供了理論依據。
關鍵詞：制酒廢水培養基；復合型生物絮凝劑；印染廢水；絮凝性能
生物絮凝劑相對于傳統的無機及有機絮凝劑而言，具有安全、高效、用量小、無二次污染等特點，具有廣闊的應用前景。但是，到目前為止生物絮凝劑的實際生產和應用尚未得到大規模的推廣，阻礙其推廣的主要原因在于生產成本過高和產量過低。因此尋找廉價的替代培養基，具有重要的意義。一些學者曾利用味精廢水、醬油廢水、生物制氫廢液、稻草秸稈和糖蜜廢水等作為廉價替代培養基進行絮凝劑產生菌的培養及絮凝劑的合成[1-5]，但是這些研究大多是針對發酵液絮凝性能進行研究，對絮凝劑初制劑絮凝性能的研究相對較少。
本文利用制酒廢水作為替代培養基對復合型生物絮凝劑產生菌HJ4菌株進行發酵培養，利用有機溶劑萃取方法制備出絮凝劑粗制劑，并將其用于印染廢水處理，考察其絮凝性能，為生物絮凝劑的工業化生產及其應用提供依據。
1·材料與方法
1.1材料
1.1.1試驗用水
制酒廢水取自成都某酒廠，水質參數：COD為90 525 mg·L-1，還原糖質量濃度為14 200 mg·L-1，總磷質量濃度為648.4 mg·L-1，總氮質量濃度1 691.35mg·L-1，pH為3.26。
印染廢水：取自成都市某印染廠，廢水顏色為藍灰色。水質參數：COD為857.55 mg·L-1，pH為7.5～8.5，色度為610倍，濁度為416.03 NTU。1.1.2試驗用菌種及培養基 試驗用菌種：試驗所用的復合型絮凝劑產生菌HJ4為成都市某污水處理廠二沉池活性污泥中分離獲得2株酵母菌混合而成，并由實驗室保藏。
制酒廢水培養基：將制酒廢水稀釋7.5倍，并按m(C)：m(N)：m(P)（COD：NH4+-N：PO43+）=100：5：1的比例添加(NH4)2SO4和K2HPO4，調節初始pH為4.5，在121℃下高溫滅菌30 min后備用。
1.1.3高嶺土懸濁液
稱取1 g高嶺土（100μm）放入1 L水中，充分攪勻并靜置90 min后吸取上清液，該上清液即為所需的高嶺土懸濁液。
1.2試驗方法
1.2.1復合型生物絮凝劑MFHJ4的制備
將實驗室保藏的復合型絮凝劑產生菌HJ4斜面接種到制酒廢水種子培養基中，在溫度為30℃、搖床轉速為150 r·min-1的條件下恒溫振蕩培養24 h得到種子液；按照15%的相對接種量將種子液接種于廢水發酵培養基，在溫度為30℃、搖床轉速為150 r·min-1的條件下恒溫振蕩培養24 h；將發酵培養液在4 000 r·min-1下離心30 min，取上清液進行減壓蒸發至原液的1/10，加入3倍體積的預冷無水乙醇，混勻，在4℃下靜置過夜后在3 000 r·min-1下離心10 min收集棉絮狀沉淀物，沉淀物用無水乙醇洗滌2次，再將該沉淀物置于旋轉蒸發儀上干燥，得到灰白色粉末狀絮凝劑粗制品－MFHJ4。
1.2.2印染廢水絮凝處理方法
于250 mL燒杯中加入印染廢水100 mL，根據試驗要求加入一定量的質量分數1%CaCl2和MFHJ4，混勻后調節絮凝體系的初始pH，在JB90-D型強力電動攪拌器上快速攪拌（250 r·min-1）30 s，慢速攪拌（70 r·min-1）5 min，靜置15 min后，取上清液測定濁度和色度。根據濁度和色度的去除率來衡量絮凝劑MFHJ4對印染廢水的絮凝性能。
1.3分析測定方法
1.3.1絮凝活性測定
于250 mL燒杯中加入高嶺土懸濁液93 mL，質量分數1%CaCl2溶液5 mL，質量濃度2.5 g·L-1MFHJ4溶液2 mL，用濃度1 mo·lL-1的NaOH溶液或1 mo·lL-1的HCl溶液將pH調至7.0左右。用電動攪拌器快攪（250 r·min-1）30 s，再慢攪（70 r·min-1）5min，靜置15 min后，吸取上清液于550 nm處測定其吸光度（A），以加蒸餾水的樣品作對照，550 nm處測定吸光度（B）。絮凝活性計算式如下：絮凝率（%）=（A-B）/A×100%
1.3.2絮凝劑MFHJ4的成分分析
將絮凝劑MFHJ4制成1 mg·mL-1的水溶液用茚三酮和α-萘酚顯色法定性測定其中蛋白質和多糖[6]；用TU-1901型紫外可見光分光光度計掃描測定MFHJ4中蛋白質、核酸含量[7]；采用FT-IR 670型光譜儀掃描分析MFHJ4中的特征基團[8]。
1.3.3測定項目及方法
COD：快速消解分光光度法[8]；濁度：分光光度法[9]；色度：稀釋倍數法[9]。
2·結果與討論
2.1復合型生物絮凝劑MFHJ4制備
復合型絮凝劑產生菌HJ4在制酒廢水培養基中發酵培養24 h后，將發酵液進行離心，取其上清液，采用乙醇萃取法進行多次提取，得到復合型絮凝劑MFHJ4粗制劑，其平均產量為5.87 g·L-1。該結果與Jin-Ho Jang[10]以乙酸作為碳源制得絮凝劑4.6 g·L-1，張香美[11]以基礎培養基制得絮凝劑5.74 g·L-1相比，產量較高。由此表明利用制酒廢水作為替代培養基合成生物絮凝劑是可行的，而且降低生物絮凝劑生產成本具有一定的優勢。
2.2復合型生物絮凝劑MFHJ4的成分分析
絮凝劑MFHJ4制劑的水合茚三酮顯色試驗結果為無顯色反應，α-萘酚顯色反應顯示在兩界面處出現紫色環，以上結果表明復合型生物絮凝劑MFHJ4中不含蛋白質，含有糖類物質。將MFHJ4溶液在121℃下高溫處理30 min，再測其絮凝活性，僅比未經高溫處理的下降了3.72%，進一步說明MFHJ4主要成分為多糖。
紫外可見光分光光度計對MFHJ4制劑的掃描結果如圖1所示。
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