微生物絮凝劑的制備方法及其應用、以及相關菌種在制備微生物絮凝劑上的應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種微生物絮凝劑的制備方法及其在含鐵酸性廢水處理中的應用，以 及Klebsiella oxytoca GS-4-08菌種在制備微生物絮凝劑上的應用，屬于工業廢水處理技 術領域。
【背景技術】
[0002] 作為較早被使用的水處理劑，化學絮凝劑主要包括無機絮凝劑和有機高分子絮凝 劑，這類絮凝劑價格低廉，處理效果明顯，但不易降解，大量使用會導致難以降解的剩余污 泥大量富集，造成二次污染.與化學絮凝劑相比，微生物絮凝劑是由微生物產生具有絮凝 功能的高分子有機物，主要成分為多糖和蛋白質，易生物降解，環境危害小，無二次污染，制 備簡單，成本低廉，生產周期短，是新型環境友好型廢水處理劑，因此只要能夠提高微生物 絮凝劑的產量和純度，將比傳統絮凝劑更加適用。
[0003] 酸堿廢水是廢水處理時最常見的一種，來自鋼鐵廠、化工廠、染料廠、電鍍廠和 礦山等，而這些產業都是各國的經濟命脈，分布廣泛，排污量大，在工業廢水中占很大比 例.如果不經過處理排放，將腐蝕管道，渠道和水工建筑物；排放入水體后將改變水體pH， 破壞水體自然生態，對養殖業造成嚴重威脅；滲入土壤則容易造成污染，影響農業生產。
【發明內容】
[0004] 為克服現有技術的不足，本發明提供了一種微生物絮凝劑的制備方法。
[0005] 本發明采取的技術方案為：一種微生物絮凝劑的制備方法，其步驟包括：
[0006] (1)將Klebsiella oxytoca GS-4-08菌種在發酵培養液中培養；
[0007] (2)取發酵培養液離心，得到上清液，上清液加乙醇沉淀，并收集沉淀；
[0008] (3)沉淀溶于純水后透析，冷凍干燥，制得粉末狀微生物絮凝劑；
[0009] 其中，Klebsiella oxytoca GS-4-08 菌種的保藏編號為 CGMCC No. 5327。
[0010] 優選的，所述發酵培養液的pH值為7,其配比為：葡萄糖5. 92g/L，KH2P042g/L， Na2HP04 · 12H20 10. 3g/L，NaCl 0· 05g/L，MgS04 · 7H20 0· 5g/L，FeS04 · 7H20 0· 01g/L，尿素 2. 13g/L〇
[0011] 優選的，所述步驟（2)中在上清液中加入2倍體積的冰乙醇，攪拌，靜置8小時以 上，然后離心收集沉淀。
[0012] 優選的，所述步驟（3)中透析使用分子量14kD的半透膜，透析時間在24小時以 上。
[0013] 本發明還提供了上述微生物絮凝劑在含鐵酸性廢水處理中的應用，其中廢水的pH 值范圍為1. 5-5。
[0014] 優選的，處理溫度在4-45°C之間。
[0015] 本發明還公開了 Klebsiella oxytoca GS-4-08菌種在制備微生物絮凝劑上的應 用，所述 Klebsiella oxytoca GS-4-08 菌種的保藏編號為 CGMCC No. 5327。
[0016] 生物材料保藏：
[0017] 本發明采用的微生物由克雷伯氏菌（Klebsiella oxytoca)誘變篩選而成，該菌株 命名為產酸克雷伯氏菌GS-4-08 (Klebsiella oxytoca GS-4-08)，GS-4_08細菌的菌落圓點 狀，淡黃色，表面光滑，已保藏于中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心，保藏編 號CGMCC No. 5327,保藏日期：2011年9月9日.保藏單位的地址：北京市朝陽區北辰西路 1號院3號。
[0018] 本發明的有益效果：Klebsiella oxytoca GS-4-08菌種系本實驗室培育養出的菌 種，用該菌種的發酵上清液純化獲得的微生物絮凝劑產量較高，絮凝效果好，處理范圍廣， 對含鐵的酸性廢水均能起到好的沉降絮凝作用，且方法操作簡單，原料廉價，本發明方法1L 培養基約產出〇. 24g絮凝劑，50mL高嶺土液添加0. 2mg絮凝劑，質量體積比約1 :250,而使 用未純化的其他微生物的發酵上清液作為絮凝劑，用量的體積比約為1 :25左右，用量顯著 節省。
【具體實施方式】
[0019] 實施例1
[0020] 本微生物絮凝劑的制備方法，其步驟包括：
[0021] (1)用移液槍從菌種保存管里移取100 μ L Klebsiella oxytoca GS-4-08菌液至 裝有菌種活化培養基的三角瓶中，在設置溫度為35°C、轉速為150rpm的搖床里震蕩12小 時，用接種環蘸取少量菌液在活化平板培養基上劃線，再將其置于培養箱中，在35°C下培養 24小時，用接種環挑取活化平板培養基上的菌株接到裝有菌種培養基的三角瓶中，在設置 溫度為35°C、轉速為150rpm的搖床里震蕩24小時；
[0022] 菌種活化培養基的組分為：蛋白胨10g，酵母膏5g，氯化鈉10g，加水至1L，pH 7 ;
[0023] 活化平板培養基的組分為：LB培養基平板組成成分為：蛋白胨10g，酵母膏5g，氯 化鈉 l〇g，瓊脂15g，加水至1L，pH 7 ;
[0024] 菌種培養基的配比為：葡萄糖 5. 92g/L，KH2P042g/L，Na2HP04 · 12H20 10. 3g/L， NaCl0.0 5g/L，MgS04 · 7H20 0· 5g/L，FeS04 · 7H20 0· 01g/L，尿素 2. 13g/L，pH 7 ;
[0025] (2)將上述發酵培養液離心，得到胞外上清液，上清液加2倍體積的冰乙醇靜置一 夜后分離收集沉淀；
[0026] (3)沉淀溶于純水后透析24h，冷凍干燥，制得粉末狀微生物絮凝劑.1L培養基的 產量為0. 2-0. 3g粉末狀微生物絮凝劑。
[0027] 實施例2
[0028] 本微生物絮凝劑在含鐵酸性廢水處理中的應用，其步驟包括：
[0029] 在4g/L濃度的含鐵的高嶺土懸濁液50ml中加入0. 2mg的微生物絮凝劑，攪拌后 靜置10min，測量上層清液550nm吸光度值，其中高嶺土懸濁液的鐵濃度為3mM，pH值約為 3，反應溫度分別為4、25、35、45、55、65、75°C ·實驗結果見表1。
[0030] 實施例3
[0031] 本微生物絮凝劑在含鐵酸性廢水處理中的應用，其步驟包括：
[0032] 在4g/L濃度的含鐵的高嶺土懸濁液50ml中加入0. 2mg的微生物絮凝劑，攪拌后 靜置lOmin，測量上層清液550nm吸光度值，其中高嶺土懸濁液的pH值約為3,反應溫度為 25°(：，鐵含量分別為0.51111、11111、1.51111、21111、2.51111、31111.實驗結果見表2。
[0033] 實施例4
[0034] 本微生物絮凝劑在含鐵酸性廢水處理中的應用，其步驟包括：
[0035] 在4g/L濃度的高嶺土懸濁液50ml中調節其pH分別為1.5, 2, 3,4, 5,加入3mM的 鐵后其pH分別為1. 48, 2, 2. 5, 2. 7.加入0. 2mg的微生物絮凝劑，攪拌后靜置lOmin，測量上 層清液550nm吸光度值，反應溫度為25°C，實驗結果見表3。
[0036] 可見，本發明方法獲得微生物絮凝劑對pH值酸性、溫度4-45Γ范圍內的含鐵廢水 中的沉淀均有良好的沉淀絮凝效果，絮凝率達到90%以上。
[0037] 對比例1
[0038] 在4g/L濃度的含鐵的高嶺土懸濁液50ml中加入的化學絮凝劑聚丙烯酰胺，其 中高嶺土懸濁液的pH值為3,反應溫度為25°C，鐵含量為3mM，加入聚丙烯酰胺0. 2g測得 550nm吸光度值為0. 848,絮凝率為：66. 4% ;加入聚丙烯酰胺0. 3g測得550nm吸光度值為 0· 142,絮凝率為：94.4%。
[0039] 表1實施例2高嶺土懸濁液絮凝度
[0042] 表2實施例3高嶺土懸濁液絮凝度
[0044] 表3實施例4高嶺土懸濁液絮凝度
[0046] 絮凝率的計算方法：配制4g/L的高嶺土懸濁液50mL，其中高嶺土懸濁液的鐵濃度 為3mM.加入0. 2mg的微生物絮凝劑.以未添加絮凝劑的高嶺土懸濁液作空白對照，攪拌 lmin后靜置lOmin，測試高嶺土懸濁液在550nm的光濁度變化.絮凝率計算公式：
[0047] 絮凝率/%= (A_B)/A*100% (1)
[0048] 式中：A-高嶺土懸濁液的對照組0D55Q;
[0049] B-加入絮凝劑后高嶺土懸濁液OD550〇
【主權項】
1. 一種微生物絮凝劑的制備方法，其步驟包括： (1) 將Klebsiella oxytoca GS-4-08菌種在發酵培養液中培養； (2) 取發酵培養液離心，得到上清液，上清液加乙醇沉淀，并收集沉淀； (3) 沉淀溶于純水后透析，冷凍干燥，制得粉末狀微生物絮凝劑； 其中，Klebsiella oxytoca GS-4-08 菌種的保藏編號為 CGMCC No. 5327。2. 根據權利要求1所述的微生物絮凝劑的制備方法，其特征在于：所述發酵培養液的 PH 值為 7,其配比為：葡萄糖 5. 92g/L，KH2P04 2g/L，Na2HP04 · 12H20 10. 3g/L，NaCl 0· 05g/ L，MgS04 · 7H20 0· 5g/L，FeS04 · 7H20 0· 01g/L，尿素 2. 13g/L。3. 根據權利要求2所述的微生物絮凝劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（2)中在 上清液中加入2倍體積的乙醇，攪拌，靜置8小時以上，然后離心收集沉淀。4. 根據權利要求3所述的微生物絮凝劑的制備方法，其特征在于：所述步驟（3)中透 析使用分子量14000D的半透膜，透析時間在24小時以上。5. -種權利要求1-4中任一項的方法制得的微生物絮凝劑在含鐵酸性廢水處理中的 應用，其中廢水的pH值范圍為1.5-5。6. 根據權利要求5所述的微生物絮凝劑在含鐵酸性廢水處理中的應用，其特征在于： 處理溫度在4-45°C之間。 7. Klebsiella oxytoca GS-4-08菌種在制備微生物絮凝劑上的應用，其特征在于：所 述 Klebsiella oxytoca GS-4-08 菌種的保藏編號為 CGMCC No. 5327。
【專利摘要】本發明公開了一種微生物絮凝劑的制備方法，其步驟包括：將Klebsiella？oxytoca？GS-4-08菌種在發酵培養液中培養；取發酵培養液離心，得到上清液，上清液加乙醇沉淀，并收集沉淀；沉淀溶于純水后透析，冷凍干燥，制得粉末狀微生物絮凝劑。還公開了上述微生物絮凝劑在含鐵酸性廢水處理中的應用。并公開了Klebsiella？oxytoca？GS-4-08菌種在制備微生物絮凝劑上的應用.本發明的有益效果：本發明的微生物絮凝劑產量較高，絮凝效果好，處理范圍廣，對含鐵的酸性廢水均能起到好的沉降絮凝作用，且方法操作簡單，原料廉價，用量顯著節省。CGMCC NO.523720110909
【IPC分類】C02F101/10, C12R1/22, C02F3/34, C12P1/04
【公開號】CN105524944
【申請號】CN201510758322
【發明人】虞磊, 湯晴文, 王時, 曹明月, 袁坤, 李佳
【申請人】南京林業大學
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年11月9日