活性污泥中絮凝剂产生菌的筛选及培养条件优化

耿振香 ， 宋丹丹

(太原工业学院环境与安全工程系，山西 太原 030008)

活性污泥中絮凝剂产生菌的筛选及培养条件优化

耿振香 ， 宋丹丹

(太原工业学院环境与安全工程系，山西 太原 030008)

实验过程中从36株菌中筛选出一株絮凝活性较高的菌，编号为M-4。随后采用单因素实验，得到其最适的碳源为葡萄糖，最适氮源为尿素，最适碳氮比为25:1。利用正交实验进行培养条件优化，得到最适合这株霉菌培养的培养条件组合为温度30℃，pH值8.01，摇床转速100r/min，培养时间48h。将培养基的成分及培养条件优化后所测得M-4菌株产生的絮凝活性为88.4%，对于高岭土悬浊液的絮凝效果很好，并且絮凝速度也很快，对于污水处理等其他行业有很大的应用前景。

活性污泥；凝剂；筛选；条件优化

本文采用浇注平板法[1]与平板划线法[2]对活性污泥中的微生物进行纯化，并经过初筛复筛筛选出絮凝活性最高的菌株，并对该菌株的培养基成分与培养条件进行优化后得到最佳的培养基成分及培养条件。这样就可以得到菌株最佳生产絮凝剂的条件，以便于得到对于污水及其他废水处理效果好的微生物絮凝剂。

1 实验部分

1.1 实验仪器与试剂

生化培养箱：LRH-250-A，广东医疗器械厂；

可见分光光度计：T6新悦，北京普析通用仪器有限责任公司；

pH计：雷磁PHS-3C型，上海仪电科学仪器股份有限公司。

菌种来源：太原市排水管理处污水净化二厂二沉池污泥。

高岭土悬浊液：称取4.0g150目的高岭土倒入250mL烧杯中，加入适量蒸馏水搅拌并转移至1000mL容量瓶中，加水至刻线。

CaCl2溶液：称取无水CaCl21.0g于烧杯中，用量筒量取100mL蒸馏水倒入量筒中，并用玻璃棒搅拌至完全溶解即配制成浓度为1%的CaCl2溶液。

HCl溶液：1.0mol/L；

NaOH溶液：4.0 mol/L；

牛肉膏，蛋白胨，葡萄糖，高岭土，NaCl，K2HPO4，KH2PO4，可溶性淀粉等。

实验所用废水为模拟废水样品；

实验所用试剂均为分析纯；

实验用水为二级水。

1.2 菌株筛选

1.2.1 筛选流程

从活性污泥中筛选絮凝剂产生菌的流程见图1。

1.2.2 菌种初筛

将单菌落分别接种到灭过菌的液体培养基中，温度设置在30℃，摇床转速为120r/min，恒温振荡培养48h后，吸取菌液到配制好的4g/L的高岭土悬浊液中，观察其形成的矾花情况与絮凝速度，挑选出絮凝速度快并且形成大量矾花的菌株作为复筛菌株。

图1 絮凝剂产生菌筛选流程图

1.2.3 菌种复筛

将经过初筛的菌株，依次接种到液体培养基中，在30℃下，摇床转速设置为120r/min，培养48h后测定絮凝活性，筛选出絮凝活性最高的菌株[3]。将这株菌作为以后实验的实验菌株。

1.2.4 絮凝活性测定方法

测定方法为絮凝活性高岭土测定方法。用天平称取0.4g高岭土倒入烧杯中，并加入60mL蒸馏水，再加入5mL 1%CaCl2溶液，吸取培养液2mL(空白加入2mL未接种的液体培养基)加入烧杯中并定容到100mL，用玻璃棒搅拌1min，静置5min，吸取上清液并设置波长为550nm测定其吸光度。

E/%=(A-B)/A×100%

式中:E——絮凝活性；

A——空白上清液的吸光度；

B——加入菌液絮凝处理后的上清液吸光度。

1.3 培养条件优化实验

1.3.1 培养基成分优化

筛选出高效的菌株以后，利用通用液体培养基，分别改变培养基中的碳源，氮源以及碳氮比，进行单因素实验，尽量控制其他条件保持不变，培养基以通用液体培养基为基础，菌株采用复筛菌株M-4，分别等量改变液体培养基中的碳源，氮源，碳氮比，在30℃，摇床转速为120r/min恒温震荡培养48h后测定絮凝活性。

(1)实验选用的碳源为：葡萄糖，淀粉，乙醇，苯酚，氨基酸。

(2)实验选用的氮源为：蛋白胨，NaNO3，尿素，NH4Cl，酵母膏。

(3)实验中选用的碳氮比为：15:1 ，20:1，25:1，30:1，35:1。

1.3.2 培养条件正交设计实验

实验中研究的四个影响因素为培养温度，pH值，摇床转速及培养时间。采用正交设计进行实验。影响因素及水平表见表1。

表1 影响因素及水平表

2 实验结果与讨论

2.1 筛选结果

实验中经过分离纯化一共得到36株菌，将36株菌进一步培养后进行初步筛选后得到10株絮凝活性较好的菌。将这10株菌分别接种到液体培养基培养后测定各自的絮凝活性，从中筛选出一株絮凝活性较高的菌株，编号为M-4。

2.2 培养基成分优化结果

对于菌株M-4，分别用不同的碳源，氮源，碳氮比代替液体培养基中的相应成分进行培养，培养条件与初筛相同，测定培养后的絮凝活性，得到最佳碳源为葡萄糖，氮源为尿素，碳氮比为25:1。论文中着重讨论经过单因素实验加入不同碳源，氮源以及不同碳氮比下对于菌株M-4絮凝活性的影响并选择最佳的碳源，氮源及碳氮比。分别用不同的碳源，氮源，碳氮比代替液体培养基中的相应成分进行培养，培养条件与初筛相同。分别测定培养后的絮凝活性，得到最佳碳源为葡萄糖，氮源为尿素，碳氮比为25:1。

2.3 正交优化实验结果

在经过培养基成分优化后，采用优化后的液体培养基进行正交实验。实验中采用三因素四水平正交[4]设计表进行培养条件优化，正交设计表见表2。

表2 培养条件正交设计表

表2(续)

经过正交设计实验，采用三因素四水平得到适合M-4菌株的最佳培养条件为组合8：培养温度30℃，pH值8.01，摇床转速为100r/min，培养时间为48h。

通过计算各个因素的K值后，可以确定各个因素的最佳水平，再计算R值，根据R值的大小比较，得到四个因素的主次顺序依次为pH，摇床转速，培养时间，温度。

3 结论

实验从活性污泥中筛选出的微生物絮凝菌株M-4，实验结果表明：最适宜的碳源为葡萄糖，氮源为尿素，碳氮比为25:1；培养条件的最佳组合为，即温度为35℃，pH值为8.01，摇床转速为100r/min，培养时间为72h。在选择的最佳条件下，微生物絮凝对水样中悬浮物的去除效率达到88%。微生物絮凝剂作为一种新型的处理污水方法，其成本低，无二次污染对于环境的适应性强，在废水处理行业中都有很大的应用前景。

[1] 柯芝兰. 微生物絮凝剂产生菌的筛选及培养条件优化[D].长沙: 中南林业科技大学, 2007: 30-45.

[2] 王亚东. 天然防腐剂对茶干致腐菌抑制作用及其机理的研究[D]. 合肥：合肥工业大学, 2009: 15-30.

[3] 鲍立宁. 微生物絮凝剂产生菌的筛选[J]. 安徽建筑工业学院学报, 2009, 17(1): 72-74.

(本文文献格式：耿振香 ， 宋丹丹.活性污泥中絮凝剂产生菌的筛选及培养条件优化[J].山东化工，2016，45(02)：127-128，133.)

The Screen and the Optimization of Cultivation Conditions of Bacteria Producing Flocculant in Activated Sludge

Geng Zhenxiang， Song Dandan

(Department of Environmental and safety engineering，Taiyuan Institute of Technology,Taiyuan,Shanxi 030008，China)

One with high flocculating activity strain out of 36 strains of microorganisms, numbered M-4. Experiment results show that the optimum carbon source was glucose, the optimum nitrogen source for urea, and the optimum carbon-nitrogen ratio was 25:1 by using single factor experiment. We used orthogonal experiment to optimize culture conditions and get the optimum cultural conditions which combination was the temperature of 30℃, pH8.01, table speed 100r/min, incubation time for 48h. Under the conditions of optimized culture medium and cultivation, the experiment measured the flocculating activity of M-4 strains was 88.4%, the flocculation effect on kaolin suspension is very good and the flocculation speed is very fast. It has great application prospect for sewage treatment and other industries.

activated sludge, flocculant, screen, optimization

2015-12-14

耿振香(1971—)女，山西太谷人，硕士，副教授，从事专业：环境工程，研究方向：废水处理及监测。

X172

A

1008-021X(2016)02-0127-02