微生物絮凝剂是微生物在生长过程中分泌的一类高分子聚合物,它们可使水中的微小颗粒凝聚、沉降。与无机絮凝剂和有机合成絮凝剂相比,微生物絮凝剂最大的优点是无毒、无害,易生物降解,不产生二次污染。随着人们环保意识的增强,微生物絮凝剂的研究受到日益广泛的关注。现在,微生物絮凝剂的研究还处于起步阶段。尽管目前已经发现众多的絮凝剂产生菌,且产生的絮凝剂性能优异,但是受到多种因素的制约,微生物絮凝剂还无法投入大规模的实际生产和使用。本课题利用含苯酚的分离培养基对絮凝剂产生菌进行筛选,得到一株细菌B2,其对高岭土悬浊液的絮凝活性高于80%。另外对本实验室保存的一株絮凝剂产生菌N10进行复壮筛选。由于长时间保存不当,该菌的絮凝活性由原来的90%以上下降到70%左右。经过复壮后,其絮凝活性恢复到85%左右。对这两株菌进行初步鉴定,N10和B2菌分别为克雷伯氏杆菌属(Klebsiella sp.)和沙雷氏菌属(Serratia sp.)。N10和B2菌在絮凝特性方面存在很多不同。首先,N10菌对高岭土、土壤等悬浊液的絮凝活性要略高于B2菌。其次,B2产絮凝剂的最佳培养时间为48h,早于N10菌的60h。但是最主要的区别是N10菌的絮凝活性主要集中于胞外培养液,而B2菌的絮凝活性则主要集中于菌体。对B2菌培养液进行超声波振荡和高温处理,结果表明:超身波振荡能够有限地改变B2菌的絮凝分布,其絮凝物质的主要成分为糖类,耐热稳定性能较好。在上述实验结果的基础上,本课题将两株菌按1:1的接种量进行混合发酵培养。培养后的发酵液絮凝率处于N10和B2菌之间。由于两株菌的絮凝活性分布不同,混合菌培养液离心后,菌体和离心上清液絮凝活性均高于70%。实验还表明:单独培养时,N10菌对CuSO4以及B2菌对苯酚的耐受性有一定的优势。在CuSO4和苯酚共存状况下,混合菌的生长和产絮凝剂方面要优于纯种菌。由此说明:两菌在混合培养时存在一定的协同作用,综合耐受性有所提高。为了实现微生物絮凝剂的连续化生产,本课题以N10菌为研究对象,分别采用载体吸附法和包埋法对其进行固定化培养。吸附法的载体为活性炭颗粒和海绵体。比较实验表明:海绵对N10菌体的吸附能力要远强于活性炭颗粒。与游离菌相比,海绵体固定化培养的絮凝活性没有较大影响。但是吸附法对N10菌的固定化效果不佳,在培养过程中菌体会脱离载体进入培养液中。利用海藻酸纳-聚乙烯醇作为包埋剂对N10菌进行固定化,结果发现:包埋法对菌体细胞的固定化效果较好。在培养过程中,菌体细胞不易流失。但是固定化小球的机械强度较差,且有一定溶胀性,小球易破裂,不适合进行长时间发酵培养。另外,包埋法对N10菌的产絮凝剂的能力也有一定的影响。本课题还从N10菌培养液中提取出微生物絮凝剂粗品MBF10,并将其应用于污泥脱水性能的调理。结果表明:MBF10单独调理时的效果一般,不及PAC、CPAM等高分子絮凝剂。但MBF10与硫酸铝联合调理后的污泥比阻可由原泥的10.87×1012m/kg下降至1.20×1012m/kg,污泥含水率由98.7%下降到75.0%,调理效果得到较大提高,优于两种絮凝剂单独投加。