生物絮凝劑處理印染廢水實驗研究

劉明源，劉詠梅，沙赟穎，王中華，李言言

（泰州職業(yè)技術(shù)學(xué)院藥學(xué)院，江蘇泰州225300）

絮凝法作為污水處理的一種方法，其最核心的工藝就是絮凝劑的選用。絮凝劑按其分子結(jié)構(gòu)的不同，可劃分為無機(jī)混凝劑、合成有機(jī)高分子絮凝劑和天然有機(jī)高分子混凝劑三大類[1]。無機(jī)絮凝劑除了容易產(chǎn)生二次污染外，在實際應(yīng)用中需要投加的量也大，且效果不佳。有機(jī)高分子絮凝劑由于其具有較多的基團(tuán)，能較好地適應(yīng)工業(yè)廢水處理的復(fù)雜性。合成有機(jī)高分子絮凝劑因絮凝效果好，絮體沉淀性能好，近年來應(yīng)用較多，但其殘留物不易被生物降解，如使用較多的聚丙烯酰胺，單體具強(qiáng)烈的神經(jīng)毒性和致癌性，很多國家都限制了其使用量[2-4]。因此，包括微生物細(xì)胞、代謝產(chǎn)物等在內(nèi)的微生物絮凝劑，由于其安全性和環(huán)境友好性，逐漸成為環(huán)境工作者的研究對象[5]。

本文以取自某毛紡廠的印染廢水處理池廢水分離篩選出來的絮凝劑產(chǎn)生的菌株EW-1為研究對象，分析該菌株的絮凝物質(zhì)產(chǎn)生的部位，并優(yōu)化其對印染廢水的絮凝條件，以便做后續(xù)的提純或固定化處理。

1 材料與方法

1.1 實驗材料

生物絮凝菌株：篩選自泰州某毛紡廠的印染廢水處理池；污水：取自泰州某毛紡廠的印染廢水；發(fā)酵培養(yǎng)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 實驗方法

1.2.1 絮凝活性物質(zhì)分布分析

將復(fù)壯后的菌株EW-1置于發(fā)酵培養(yǎng)基中，在30℃恒溫振蕩培養(yǎng)箱中180r/min培養(yǎng)48h，將發(fā)酵液4000r/min離心分離20min，分離出上清液備用，將沉淀物（菌體）用無菌水洗滌三次，并稀釋制成原發(fā)酵液體積的菌懸液，分別測定發(fā)酵液、上清液、菌懸液對印染廢水的絮凝活性[8-9]。

1.2.2 絮凝率測定方法

取絮凝劑1mL，加入到50mL的印染廢水中，再加入一定量的助凝劑，振蕩3min使混合均勻，再靜置沉淀10min后測定其上清液在560nm處的吸光度A，以印染廢水原液與助凝劑的混合液吸光度B作為對照，計算絮凝率[10]：

2 結(jié)果與分析

2.1 絮凝活性物質(zhì)在發(fā)酵液中的分布

按照1.2.1的步驟操作，檢測發(fā)酵液、上清液、菌懸液對印染廢水的絮凝活性，結(jié)果見圖1。由圖1可知，發(fā)酵液與上清液的絮凝率接近，因此，EW-1產(chǎn)生的絮凝物質(zhì)主要是菌株分泌至細(xì)胞外的代謝產(chǎn)物。根據(jù)菌落及發(fā)酵液的粘性推測其主要絮凝物質(zhì)為多糖類物質(zhì)。后續(xù)實驗絮凝劑均采用發(fā)酵液。

2.2 絮凝劑用量對絮凝效果的影響

在 50mL的印染廢水中分別加入 0.5、1、1.5、2、2.5mL的絮凝劑，再分別加入1mL的1%CaCl2溶液作為助凝劑，然后測其絮凝率，結(jié)果見圖2。由圖2可知，絮凝劑用量為1.5mL時絮凝率最高，絮凝劑用量繼續(xù)增加對絮凝效果的改善并無明顯作用，甚至下降，因此，最佳絮凝劑用量為1.5mL。

2.3 助凝劑的種類對絮凝效果的影響

在50mL的印染廢水中加入1.5mL絮凝劑，分別加入 1mL 濃度為 1%的 CaCl2、MgCl2、AlCl3、FeCl3為助凝劑，并做一無助凝劑的空白對照，測定其絮凝率，結(jié)果見圖3。由圖3可知，助凝效果最好的是CaCl2，且有助凝劑的絮凝效果明顯優(yōu)于無助凝劑。

2.4 助凝劑的用量對絮凝效果的影響

在50mL的印染廢水中加入1.5mL絮凝劑，并分別加入 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5mL濃度為 1%的 CaCl2，測定其絮凝率，結(jié)果見圖4。由圖4可知，當(dāng)助凝劑加入量超過1mL時，絮凝率增加并不明顯，用量增至2.5mL時絮凝率略有下降?？紤]經(jīng)濟(jì)性原因，最佳助凝劑用量為1mL。

圖1 EW-1絮凝活性分布

圖2 絮凝劑用量對絮凝效果的影響

圖3 助凝劑種類對絮凝效果的影響

圖4 助凝劑用量對絮凝效果的影響

3 結(jié)論

本文以取自印染廢水處理池的廢水分離出的高效絮凝菌株EW-1為研究對象，通過實驗發(fā)現(xiàn)菌株產(chǎn)生的絮凝物質(zhì)主要分布在胞外，推測其為多糖類物質(zhì)。通過處理印染廢水的絮凝實驗，發(fā)現(xiàn)該絮凝劑最佳用量為1.5mL，最佳助凝劑為CaCl2，且其最佳用量為1mL。

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