生物絮凝劑絮凝特性研究及其在制糖工業(yè)中的應(yīng)用.pdf

1、生物絮凝劑(Bioflocculant)是一類由微生物產(chǎn)生的可使液體中不易降解的固體懸浮顆粒、菌體細胞及膠體粒子等凝聚、沉淀的特殊高分子代謝產(chǎn)物。它是利用生物技術(shù),通過微生物發(fā)酵、分離提取而得到的一種新型、高效綠色水處理劑,具有高效性、無毒、無二次污染及生物可降解等優(yōu)點。然而,目前由于生物絮凝劑生產(chǎn)成本高、絮凝機理研究不深入等原因,影響并阻礙了生物絮凝劑的發(fā)展與應(yīng)用。
　　 本論文旨在開發(fā)一種生物絮凝劑的低成本發(fā)酵培養(yǎng)基,通過考

2、察其絮凝特性初步推測絮凝機理,并探索該生物絮凝劑在制糖工業(yè)中的實際應(yīng)用效果。主要研究工作及成果如下:
　　 (1)以地衣芽孢桿菌(Bacillus licheniformis CGMCC2876為出發(fā)菌株,確定了生物絮凝劑合成的最佳發(fā)酵培養(yǎng)基組成為:20 g/L糖蜜,0.4 g/L尿素,0.4 g/LNaCl,0.2 g/L KH2PO4,1.6 g/L K2HPO4,0.2 g/L MgSO4。在該培養(yǎng)條件下,16 h生物絮凝

3、劑絮凝活性可達到650U/mL,培養(yǎng)基原材料成本降低為原來的1/5。
　　 (2)考察了生物絮凝劑濃度、陽離子種類、高嶺土溶液pH、濃度和溫度等條件對該生物絮凝劑絮凝效果的影響。結(jié)果顯示:生物絮凝劑的最佳濃度4mg/L;一價和二價陽離子對生物絮凝劑均有助凝作用(二價陽離子效果較好),三價陽離子效果差甚至有抑制作用;高嶺土溶液最佳pH5-11;高嶺土溶液最佳濃度2-10g/L。高嶺土溶液溫度對生物絮凝劑的絮凝效果影響不大。結(jié)合生物

4、絮凝劑絮凝高嶺土前后的Zeta電勢測定、不同化學(xué)試劑處理絮體情況及絮凝前后紅外光譜譜圖分析,初步推測該生物絮凝劑的絮凝機理是:Ca2+壓縮高嶺土顆粒雙電層,中和顆粒表面電荷,使得顆粒脫穩(wěn)從而產(chǎn)生凝聚現(xiàn)象;生物絮凝劑可與高嶺土顆粒發(fā)生化學(xué)吸附,同時Ca2+也與生物絮凝劑羧基配位結(jié)合(離子鍵為主)在高嶺土顆粒之間架橋,從而形成大顆粒絮凝沉降。
　　 (3)本研究嘗試將該生物絮凝劑應(yīng)用于制糖工藝,結(jié)果顯示,生物絮凝劑處理甘蔗汁澄清效果