共存碳源对克雷伯氏菌NⅢ2发酵蔗糖产絮凝剂的影响

研究了共存碳源对克雷伯氏菌NIII2以蔗糖为主要碳源发酵产絮凝剂的影响。实验结果表明：柠檬酸为共存碳源时，克雷伯氏菌NIII2分泌絮凝剂过程中容易产酸，使得絮凝剂的产量和碳源转化率都较低。当丁二酸、乙酸、乳酸为共存碳源时，发酵液pH均高于7．5，絮凝剂产量有所提高，最高可达10．87g／L，碳源转化率也较高，为43．48％。与柠檬酸为共存碳源相比，当投加丁二酸时，克雷伯氏菌NIII2所产微生物絮凝剂中蛋白质与糖含量比值提高了33％，絮凝剂的Zeta电位值由-60．00mV升高至-28．07mV，絮凝剂分子粒径广泛分布在0～300μm之间且大粒径分子所占比例增加，聚合度加大，絮凝剂表面形貌呈现结块团状无定型结构，从而提高絮凝剂的活性和性能。该微生物絮凝剂投加量为4．0mg／L，对2g／L高岭土的SS去除率可达97．3％。

提高唾液酸分泌量对克雷伯氏菌NⅢ_2高产高活性糖蛋白絮凝剂的影响作用

探究克雷伯氏菌NⅢ_2发酵产微生物絮凝剂(MBF)过程中提高唾液酸(SA)分泌量对其高产高活性糖蛋白絮凝剂的影响作用。采用摇瓶发酵,产物冻干后称重,利用高岭土悬浊液测定其絮凝活性,并利用酶标仪测定唾液酸量,从而得出相应结果。研究发现在一定范围内,SA分泌量越高,絮凝剂产量及其活性也会越高。当MBF中SA含量约为12 ng/g MBF时,MBF产量约为12 g/L。在SA分泌量提高的同时,MBF中蛋白质含量和Zeta电位值也得到提高。探索出一种能最大程度提高SA分泌量和MBF产量的三碳源发酵体系:m蔗糖:m丙酮酸钠:m柠檬酸钠=20 g:4 g:2 g,此时MBF的产量为13.85 g/L,蛋白含量为0.41 g/g MBF,絮凝活性为98%。研究结果为高产高活MBF的发酵以及工业化生产提供了可能。

Mg^(2+)对克雷伯氏菌NIII2及其诱变菌产絮凝剂特性的影响

研究了Mg2+对克雷伯氏菌NIII2及其诱变株NIII2-1、NIII2-2发酵产絮凝剂特性的影响作用。实验表明,发酵液未外加或投加较少量Mg2+时,3菌株均不分泌黄色物质,且易产酸,致使絮凝剂产量低,小于1.5 g/L。发酵液中加入Mg2+的浓度在0.5~0.7 mmol/L范围,絮凝剂产生时,伴随黄色分泌物出现,发酵液p H稳定在7.5左右,同时絮凝剂产量大大提高,可达9.7 g/L。未投加Mg2+,3菌株所产絮凝剂Zeta电位负值较大,分别为-59.2、-56.6、-52.1 m V,且蛋白质与糖含量比值小于0.5,絮凝活性低;而投加Mg2+所产絮凝剂Zeta电位值可升至-48.0 m V,3菌株所产絮凝剂中蛋白和糖含量比值分别可提高到1.87、3.29、2.03,对高岭土所产生的SS去除率均大于93%。未投加Mg2+时,诱变株NIII2-1、NIII2-2所产絮凝剂含有相当多的O-链接和N-链接的结构,而其他情况下所产絮凝剂则主要是O-链接结构。

含硫无机物对克雷伯氏菌NIII2产絮凝剂特性的影响

研究了含硫无机物对克雷伯氏菌NIII2发酵产絮凝剂特性的影响作用。结果表明:未外加硫或投加足量硫化钠时,NIII2菌,因易产酸,絮凝剂产量低,约2.14 g·L^(-1);而投加足够(16 mg·L^(-1),以硫元素计)硫代硫酸钠和硫酸钠时,絮凝剂产量提高,最高可达9.03 g·L^(-1)。与未外加硫相比,外加足够硫酸钠或硫代硫酸钠,能使絮凝剂中蛋白质相对含量分别提高29.8%和25%,并提高絮凝剂中总巯基、二硫键含量以及Zeta电位,致使絮凝剂粒径可广泛分布于0.5~3.3μm范围内,且大粒径分子所占比例提高,聚合度增大,从而稳定絮凝剂活性和性能。投加8.0 mg·L^(-1)絮凝剂,2 g·L^(-1)高岭土所产生的SS去除率达93%左右。NIII2菌所产絮凝剂为糖蛋白类,未投加含硫无机物或投加硫化钠时所产絮凝剂为O-糖苷键相连的糖蛋白,而投加硫代硫酸钠、硫酸钠时所产絮凝剂则为絮凝剂为非O-糖苷键糖蛋白。

氮源对克雷伯氏菌NⅢ2分泌絮凝剂特性的影响

实验研究了蔗糖为碳源,硝酸钠、脲、蛋白胨、硫酸铵和氯化铵等氮源对NIII2发酵产絮凝剂的影响。结果表明,发酵液起始pH值为7.50,以硝酸钠为氮源,发酵液pH会上升,升至7.60～8.34时,NⅢ2菌株开始大量分泌微生物絮凝剂,发酵72 h,产量可达7.5 g/L,该产量是目前报道的克雷伯氏菌产絮凝剂的最高值。脲为氮源,pH则下降,降至5.04～6.49时,大量分泌絮凝剂,发酵72 h产量达5.2 g/L。蛋白胨、氯化铵和硫酸铵等为氮源时,pH下降十分明显,pH小于3.71时有絮凝剂分泌,发酵72 h产量约2.0 g/L或更小。以硝酸钠和脲为氮源时,发酵液中有黄色物质分泌,该黄色物质出现或黄色逐渐加深,是NIII2菌高产絮凝剂的标志。除硫酸铵外,其他氮源发酵所产絮凝剂为O-糖蛋白。当以硝酸钠、脲、蛋白胨、硫酸铵和氯化铵为氮源时,絮凝剂中蛋白的含量分别为9.55%、33.28%、19.39%、13.81%和15.51%,且蛋白含量越高,絮凝剂活性越大。

克雷伯氏菌生产絮凝剂M-C11的培养优化及其在污泥脱水中的应用

从活性污泥中筛选分离得到可产生微生物絮凝剂的克雷伯氏菌C11，对微生物絮凝剂M—C11的培养基碳源、氮源、无机盐等条件进行优化．探讨将微生物絮凝剂应用于活性污泥脱水时，pH、CaCl：投加量、M—C11投加量等因素对污泥脱水效果的影响，并与常规化学絮凝剂的调理效果对比分析．结果表明，絮凝剂M—C11生产的最优培养条件：30g·L^-1葡萄糖、2g·L^-1NaNO，、0．5g·L^-1MgSO。分别作培养基碳源、氮源、无机盐，在37℃，150r·min^-1振荡培养48h，絮凝活性高达91．70％．M．C11在pH为4-8、温度为20-60％的范围内具有良好的絮凝稳定性．克雷伯氏菌产絮凝剂M·C11应用于调理污泥脱水，在pH为6、3mLM-C1l、4mLCaCl，（1％）的最佳投加组合下，调理后污泥比阻（SRF）和含水率分别由原泥的11．64×10^12m·kg^-1和98．86％，降低至4．66×10^12m·kg^-1和83．74％，调理后的污泥脱水效果显著优于硫酸铝、聚合氯化铝（PAC）等无机絮凝剂．微生物絮凝剂具有成本低廉、易生物降解、无二次污染等优点，且对污泥pH、盐度等条件具有良好的适应性，可作为新型高效的污泥脱水调理剂．