【有色金屬】活性污泥中微生物的絮凝性研究

1、 550 中國有色金修學(xué)報199s年9月第8尊增刊2vol. 8 suppl 2中國有色金屬學(xué)報the chinese journal of nodfemxu metals1998年9月sep. 1998活性污泥中微生物的絮凝性研究q鄧述波趙玉敏胡筱敏(東北大學(xué)資源與環(huán)境工程系.沈陽110006)摘 要 從活性污泥中分離出4種繁凝性微生物，其中一細(xì)菌紫凝率高達86%。條件試驗表明, 以葡萄糖作硬源，以nanqj作氫源, ph為4.0-7.0時，該細(xì)菌絮凝效果最佳。讀細(xì)菌適合多件氯源. 尤其以無機就作氟源時,紫凝效果更好。絮凝試驗表明該甫產(chǎn)生的整送劑能夠加速污泥沉降，壓燃污 泥體枳。關(guān)融詞 微生

2、物 紫凝劑 紫凝性 活性污泥 國家自然料學(xué)將金和遼寧省自然科學(xué)要金資助蹊目活性污泥法是污水處理，特別是城市污 水處理中應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一。污泥的沉 降與濃縮性能直接影響活性污泥系統(tǒng)的出水水 質(zhì)和回流污泥濃度。實際上污泥的沉降與濃縮 性能在很大程度上又取決于污泥的絮凝性能。 關(guān)于污泥性能機制有許多不同的解釋，其中胞 外聚合物學(xué)說最有可能成立。該學(xué)說認(rèn)為微 生物在生長過程中分泌了絮凝性的聚合物，包 括多糖、蛋白質(zhì)、核酸等，這些長鏈高分子聚 合物在細(xì)胞間起架橋作用，使細(xì)胞絮凝成團， 改善了污泥的況降性能。微生物絮凝劑的研究支持了胞外聚合物學(xué) 說。人們發(fā)現(xiàn)藥油曲霉、紅平紅球菌、擬 青霉等微生物能夠

3、分泌多糖、蛋白質(zhì)等紫凝 性的聚合物。因此，研究活性污泥中微生物的 絮凝性，不但可以揭示影響污泥沉降的原因， 而且還可以得到絮凝劑產(chǎn)生菌，通過純種培養(yǎng) 生產(chǎn)微生物絮凝劑。1材料與方法1.1 樣品來源天津紀(jì)莊子污水處理廠的活性污泥。1.2 分寓培養(yǎng)基和篩選培養(yǎng)基細(xì)前培養(yǎng)基()：葡萄糖1,眠0.05,酵母汁 0.5,蛋白陳 0.3, mgs04*7h20 0.05, kh2p040.05,瓊脂2, ph = 7.0o零菌培養(yǎng)基(): 土豆20,蔗糖2, kh2po40.1, mgso4-7h2o0.1.瓊脂2, ph = 6.0o 篩選培養(yǎng)基如下：(1)酵母浸出汁 2%, kh2po4 0. 1%,

4、 mgso4-7h2o0.1%t ph = 7.0;(2)葡萄糖 1 %, kh2po<0 2%, k2hpo4 0.5%, mgs04-7h200.02%, naclo.ol%,瞅 0.05%,酵母汁 0.05%, ph = 7.0;(3)牛肉膏0.5%,蛋白麻1%, nacl 0.5%, ph = 7.0j(4)查氏培養(yǎng)基()：蔗糖3,用15 0 .3, mgso4-7h200.05, kc10.05, feso4 0.001, k2hpo40.l ph=6.0o 1.3篩選方法分離得到的純菌分別接種于上述四種培養(yǎng) 基.在301c. 120r/min的空氣浴振蕩器中培 養(yǎng)60h,將幾

5、滴培養(yǎng)液加入50ml的高嶺土懸 浮液中，觀察有無絮凝發(fā)生。如有紫凝現(xiàn)象測 定紫襄率。1.4 絮凝活性測定方法試驗用絮凝率來定量表示微生物絮凝劑的 紫凝性。方法如下：200ml量筒中加入1g高 嶺土（平均粒度為4wn）,加200ml水搖勻后， 加1ml去菌體的培養(yǎng)液，搖勻后靜皆5min, 取100 ml上清液于751分光光度計550 nm處 測吸光度值，以不加培養(yǎng)液的樣品作對比，通 過吸光度值的變化來確定絮凝率。絮凝率e 計算公式如下：e = （a - b）/a x 100%式中 a為無絮凝劑上相液550nm處的吸光 度值，b為加絮凝劑上相液550 nm處的吸光 度值。1.5 條件試驗培養(yǎng)基碳源

6、試驗培養(yǎng)基（）：破源1. , kh2po4 0.2. kzhpo40.5,naq0.01, mgso4-7h2o 0.02, fit 0.05,酵母汁 0.05, ph=7.0o氮源試驗培養(yǎng)基（）:葡萄糖1, kh2po4 02 k2hpo40.5, nacio . 01, mgso, -7h2o0.02,靚源c/n=10, ph = 7.0。1.6 絮凝劑產(chǎn)生和細(xì)菌生長曲線測定改變培養(yǎng)基的碳、氮源、初始ph等條件, 定期測定培養(yǎng)液的絮凝率和ph（用phs-2c w 密酸度計測ph）。細(xì)菌生長曲線的測定方法: 用751分光光度計在660 nm處定期測得培養(yǎng) 液的吸光度值。2結(jié)果與討論2.1偏選

7、結(jié)果從污泥中分離得到21種細(xì)菌，3種霉的。 經(jīng)篩選發(fā)現(xiàn)5種細(xì)菌和1種霉菌有較強絮凝 性，結(jié)果加表1。表1篩選得到的絮愛性熊/菌斷地把在飾選培累凝本"菌株特征養(yǎng)基號/%】整落小而圜,哀面麗硬石蒼淺黃2792省傳小平.光滑，帖性大，廉色深黃1力3也落大.扁平，帖性中，頷色淺紫1504的落小,凸起，枯性大.白色2575首臨大，麻平，比優(yōu)枯性大，白色286&曲落由白逐漸變綠，并生成相子,曲落4so6向四同到1 一通過菌落特征可以看出15號菌為細(xì)菌, 6號前為霧菌。6種翦株絮凝率均超過50%, 其中5號菌絮凝率達86%。這證實了活性污泥 中存在多種紫夔性微生物。在簫選中發(fā)現(xiàn)，有的微生物

8、有較強絮凝活 性，有的有微弱絮凝活性,有的不但沒有絮凝 性，反而具有較強的分散性，對高嶺土懸浮液 具有穩(wěn)定作用。污泥的沉降性與污泥中的微生 物組成有關(guān)，當(dāng)條件適合絮凝性微生物生長 時，分泌的胞外聚合物有利于污泥絮凝，沉 降；當(dāng)污泥中沒有聚凝性微生物時，分泌的聚 合物會使污泥沉降性惡化。2.2 影響5號菌產(chǎn)生絮凝劑的條件2.2.1 碳源對絮凝性的影響磔源是微生物生長必需的物質(zhì)，也是影響 微生物絮凝性的重要條件。微生物吸收利用培 養(yǎng)基中的碳源供自身生長的需要，同時分泌高 分子聚合物。從表2中可以看出5號菌對碳源 具有普遍的適應(yīng)性，以葡萄糖為碳源絮凝率高 達86%。該細(xì)菌在液體培養(yǎng)基中生長旺盛，培

9、養(yǎng)基粘性較大。我2不同，源對細(xì)曲紫凝性的影響碳源 葡萄紿 蔗1e可港淀構(gòu)乳第果0甘油空白一第興率 868074767563232.2.2 陋源對絮凝性的影響分別用有機和無機氮作為5號菌的氮源， 結(jié)果見表3。有機氮源中蛋白陳效果最佳，紫 凝率為79% ;無機輒作如源絮凝效果明顯好于 有機氮，其中以nano3作輒源絮疑率高達 85%。曝和酵母汁分別作該菌的氮源，紫費率 均為77%,二者混用絮凝率為86%,可見混合 使用氮源可以明顯提高細(xì)菌的絮凝效果。2.2.3 ph對絮凝性的影響ph是影響微生物絮凝性的簟要因索。以2 號篩選培養(yǎng)基（ph不同）培養(yǎng)細(xì)菌，發(fā)現(xiàn)5號 菌在酸性條件下絮凝性較強。在ph =

10、 5.0 7.0時，縈凝率為80%以上；而ph高于7.0 或低于5.0時，絮凝率明顯降低。5號菌在酸性條件下生長旺盛，培養(yǎng)液粘性大。該菌在較 低的酸性條件下生長，且絮凝性很強，其意義 非常重要。首先，可以利用有些酸性發(fā)酵廢 液，如味精廢水培養(yǎng)該菌；其次是培養(yǎng)過程 中，由于酸性強，可以抑制雜菌的生長,提高 絮凝效果，且該菌在生長過程中能夠保持培養(yǎng) 液初始ph的相對穩(wěn)定性,尤其是在酸性條件 下。2.3 細(xì)菌產(chǎn)生絮凝劑的特性將5號苗接入(2)號培養(yǎng)基.接著在搖床 中培養(yǎng)，定期測定培養(yǎng)液的絮凝率和吸光度 值，結(jié)果見圖10細(xì)菌在24h絮凝率就達到 60%. 60h絮凝率達到86%,絮凝曲線和生長 曲線呈

11、現(xiàn)出生長相關(guān)性。為了研究微生物絮凝劑對污泥沉降的影 響，進行了如下試驗：在250ml的量筒中裝 入250ml的活性污泥，加入1ml 5號菌培養(yǎng) 液，攪拌均勻后靜黃,測定不同時間污泥界面 高度，結(jié)果見圖2。從圖中可以看出.添加微 生物絮凝劑明顯提高了污泥的沉降速度。在沉 降前4min,添加絮凝劑大大提高了污泥的沉 降速度。4 min時，不加絮凝劑的污泥體積為 98ml;添加絮凝劑的污泥體積為72ml。4min 后污泥處于壓縮階段，污泥體積減少速度越來 越慢。在相同時間內(nèi)，添加絮疑劑污泥的體積 小于不加絮凝劑的污泥體積。添加微生物絮凝 劑污泥形成較大紫團，沉降速度明顯加快,且圖1細(xì)函的生長曲線和絮

12、凝曲線-je/王及史建051015202530沉降時間/min圖2微生物絮凝劑對活性污泥沉降的影晌 .上相清液的懸浮物明顯減少。3結(jié)束語從活性污泥中分離得到6種絮凝性較強的 微生物，其中5號菌絮凝率高達86%。條件試 驗說明，5號菌具有廣泛的適應(yīng)性，在多種碳、 氮源中培養(yǎng)均顯現(xiàn)出較強的絮凝性。該菌在酸 性條件下生長旺盛，絮凝性很強，具有重要意 義。在污泥中存在多種絮凝性微生物，它們分 泌絮凝性物質(zhì)，絮凝有機物、無機物和細(xì)菌等 懸浮物。在廢水處理中控制適當(dāng)?shù)臈l件，促進 絮凝性微生物的生長，提高絮凝性微生物的含 量，一定會改善污泥的沉降性能，提高廢水的 處理效果，防止污泥膨脹。絮凝試臉表明微生 物紫凝劑不但可以提高污泥的沉降速度，而且 能夠壓縮污泥體積。參考文獻1 姚 fit.中國給水排水，1996. 1