生物絮凝剂处理印染废水实验研究

刘明源，刘咏梅，沙赟颖，王中华，李言言

（泰州职业技术学院药学院，江苏泰州225300）

絮凝法作为污水处理的一种方法，其最核心的工艺就是絮凝剂的选用。絮凝剂按其分子结构的不同，可划分为无机混凝剂、合成有机高分子絮凝剂和天然有机高分子混凝剂三大类[1]。无机絮凝剂除了容易产生二次污染外，在实际应用中需要投加的量也大，且效果不佳。有机高分子絮凝剂由于其具有较多的基团，能较好地适应工业废水处理的复杂性。合成有机高分子絮凝剂因絮凝效果好，絮体沉淀性能好，近年来应用较多，但其残留物不易被生物降解，如使用较多的聚丙烯酰胺，单体具强烈的神经毒性和致癌性，很多国家都限制了其使用量[2-4]。因此，包括微生物细胞、代谢产物等在内的微生物絮凝剂，由于其安全性和环境友好性，逐渐成为环境工作者的研究对象[5]。

本文以取自某毛纺厂的印染废水处理池废水分离筛选出来的絮凝剂产生的菌株EW-1为研究对象，分析该菌株的絮凝物质产生的部位，并优化其对印染废水的絮凝条件，以便做后续的提纯或固定化处理。

1 材料与方法

1.1 实验材料

生物絮凝菌株：筛选自泰州某毛纺厂的印染废水处理池；污水：取自泰州某毛纺厂的印染废水；发酵培养基：蔗糖 50g/L，酵母粉 1g/L，K2HPO41g/L，KH2PO41g/L，MgSO4·7H2O，尿素 0.5g/L，pH=7[6-7]。

1.2 实验方法

1.2.1 絮凝活性物质分布分析

将复壮后的菌株EW-1置于发酵培养基中，在30℃恒温振荡培养箱中180r/min培养48h，将发酵液4000r/min离心分离20min，分离出上清液备用，将沉淀物（菌体）用无菌水洗涤三次，并稀释制成原发酵液体积的菌悬液，分别测定发酵液、上清液、菌悬液对印染废水的絮凝活性[8-9]。

1.2.2 絮凝率测定方法

取絮凝剂1mL，加入到50mL的印染废水中，再加入一定量的助凝剂，振荡3min使混合均匀，再静置沉淀10min后测定其上清液在560nm处的吸光度A，以印染废水原液与助凝剂的混合液吸光度B作为对照，计算絮凝率[10]：

2 结果与分析

2.1 絮凝活性物质在发酵液中的分布

按照1.2.1的步骤操作，检测发酵液、上清液、菌悬液对印染废水的絮凝活性，结果见图1。由图1可知，发酵液与上清液的絮凝率接近，因此，EW-1产生的絮凝物质主要是菌株分泌至细胞外的代谢产物。根据菌落及发酵液的粘性推测其主要絮凝物质为多糖类物质。后续实验絮凝剂均采用发酵液。

2.2 絮凝剂用量对絮凝效果的影响

在 50mL的印染废水中分别加入 0.5、1、1.5、2、2.5mL的絮凝剂，再分别加入1mL的1%CaCl2溶液作为助凝剂，然后测其絮凝率，结果见图2。由图2可知，絮凝剂用量为1.5mL时絮凝率最高，絮凝剂用量继续增加对絮凝效果的改善并无明显作用，甚至下降，因此，最佳絮凝剂用量为1.5mL。

2.3 助凝剂的种类对絮凝效果的影响

在50mL的印染废水中加入1.5mL絮凝剂，分别加入 1mL 浓度为 1%的 CaCl2、MgCl2、AlCl3、FeCl3为助凝剂，并做一无助凝剂的空白对照，测定其絮凝率，结果见图3。由图3可知，助凝效果最好的是CaCl2，且有助凝剂的絮凝效果明显优于无助凝剂。

2.4 助凝剂的用量对絮凝效果的影响

在50mL的印染废水中加入1.5mL絮凝剂，并分别加入 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mL浓度为 1%的 CaCl2，测定其絮凝率，结果见图4。由图4可知，当助凝剂加入量超过1mL时，絮凝率增加并不明显，用量增至2.5mL时絮凝率略有下降。考虑经济性原因，最佳助凝剂用量为1mL。

图1 EW-1絮凝活性分布

图2 絮凝剂用量对絮凝效果的影响

图3 助凝剂种类对絮凝效果的影响

图4 助凝剂用量对絮凝效果的影响

3 结论

本文以取自印染废水处理池的废水分离出的高效絮凝菌株EW-1为研究对象，通过实验发现菌株产生的絮凝物质主要分布在胞外，推测其为多糖类物质。通过处理印染废水的絮凝实验，发现该絮凝剂最佳用量为1.5mL，最佳助凝剂为CaCl2，且其最佳用量为1mL。

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