全 文 ：提高复合型产絮菌 !!"!" 产絮能力的驯化方法
董双石，王爱杰，任南琪，马 放，由 阳!
（哈尔滨工业大学 市政环境工程学院环境科学与工程系，哈尔滨 #$%%&%）
摘 要：为了提高复合型产絮菌 !’"!(的产絮能力，采用贫富营养交替的方法，利用发酵法生物制氢反应器排放的
废液连续驯化复合型产絮菌 !’"!(。试验结果表明，此驯化方法可以有效地促进复合型产絮菌 !’"!( 利用生物制氢
废液产絮，絮凝率由 ##)*+提高到 &’)*+。调节高岭土悬浊液 ,-值的顺序对絮凝率有较大影响，后调节 ,-值比
先调可以获得更高的絮凝率。生物絮凝剂与无机絮凝剂 ./0/1结合有更好的絮凝效果。
关键词：复合型；生物絮凝剂；产絮菌；驯化；絮凝率
中图分类号：23%14$ 文献标识码：. 文章编号：#(3’ 5 1(36（’%%*）%1 5 %%13 5 %1
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生物絮凝剂（[!）是利用微生物技术，通过细
菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而得到的制剂，其
主要成分为糖蛋白、多糖、蛋白质和 79.等［#。在水
和废水处理领域，[!被认为是具有生物分解性和
安全性的新型、高效、无毒、无二次污染的水处理剂
或预处理剂［’］。但是，目前国内外对 [! 的研究基
本上停留在小试阶段，且所用培养基比较昂贵，这大
大限制了 [!的大规模应用和产业化的步伐。课题
组通过前期研究，获得了高效复合型 [!产生菌 !’"
!(［1］。本研究在此基础上，以发酵法生物制氢反应
器［*］产生的废液作为复合型 !’"!( 的底物，目的是
为了降低 [!的生产成本，为工业化生产打下良好
的基础，并实现真正意义的生物清洁生产。
< 试验方法
#)# 菌种来源
絮凝剂产生菌 !’ 和 !(（均属芽孢杆菌）为本实
验室以高岭土悬浊液作为测试材料从含油废水处理
单元曝气池中筛选获得，而且将 !’ 和 !( 复合培养
后有更好的絮凝效果，絮凝率高达 &1)#+［$］，即命
! 收稿日期：’%%*"%’"’%
基金项目：黑龙江省青年科学基金资助项目（\0%#0%*）；黑龙江省科技攻关项目（:[%’0%’"%’）
作者简介：董双石（#&6%" ），男，辽宁人，硕士，研究方向：生物絮凝剂处理废水的机理与应用。
第 ’卷第 1期
’%%*年 6月
生 物 加 工 过 程
0/ OP [BO,LOREAA G?@B?EELB?@
.=@4 ’%%*
·13·
万方数据
名为复合型产絮菌 !"#!$。
%&" 复合型 !"#!$的驯化方法
根据试验设计取生物制氢反应器排放的废液，
主要成分为反应器进水违背利用的废糖蜜以及乙
醇、乙酸、丙酸、丁酸和戊酸等液相末端产物。其
’()一般大于 * +++ ,- . /，01值 2&+ 3 2&*。
驯化复合型 !"#!$ 的培养基如下：葡萄糖 %+&+
-；4"15(2 *&+ -；6-7(2·81"( +&" -；尿素 +&* -；
41"5(2 " -；9:’; +&% -；酵母膏 +&* -；溶解于 % +++
,/蒸馏水中，调节 01值为 8&*。
设置 <组 "*+ ,/培养瓶，取制氢废液和培养基
共 %*+ ,/，装入培养瓶中灭菌，不同培养瓶中培养
基和制氢废液的比例分别设计为 < =%、$&* =%、2 = %、" =
%、% =%、% = "、% = 2、% = $&*和 % = <。保持培养液中含有
+&">的 4"15(2 和 +&+?>的 41"5(2。取扩大培养
的复合型 !"#!$ 菌液 %* ,/（投菌率 %+>）接种到培
养基和制氢废液的比例为 < = %的培养瓶中，2? @后
转投到 $&* =%的培养瓶中，以此类推，转投到 % =<的
培养瓶中后再转投至 % = $&*的培养瓶中，同样以此
类推。经过三次驯化，最终转至完全的生物制氢废
中。培养温度 A+ B，摇床转速 %2+ C . ,DE。每隔 %" @
测培养液对高岭土悬浊液的絮凝率，取各比例下效
果最好时的絮凝率。
%&A 絮凝实验
在烧杯中加入 * - . /高岭土悬浊液，调 01值至
8&*后加入 %+ ,/发酵液和 %&* ,/ %+>的 ’:’;" 水
溶液；对照中只加入 %&* ,/ %+>的 ’:’;" 水溶液。
采用六联混凝搅拌仪 %$+ C . ,DE快搅 2+ F，A* C . ,DE
慢搅 %?+ F，静沉 "+ ,DE，然后采用分光光度计测定
上清液的 !"**+值，发酵液的絮凝率（#$）通过下式
来计算［"］：
絮凝率（>）G（% H &）I %++> . %
其中 % 表示对照组上清液的 !"**+值，& 表示
加入发酵液絮凝之后上清液的!"**+值。
! 结果与讨论
"&% 驯化结果
图 %是三次驯化试验絮凝率的变化情况。可
见，第一次驯化时，随着培养基与生物制氢废液比例
的降低，絮凝率迅速由 ?2&$>下降到 %%&2>。这主
要是因为复合型 !"#!$ 对外界营养条件的变化还不
很适应，导致其增殖速度减慢，产絮能力降低。第二
次驯化时，相同的培养基与生物制氢废液比例下，产
絮菌逐渐适应制生物氢废液的冲击，分泌絮凝剂量
增多，絮凝率都有明显升高。而第三次驯化时，相同
的培养基与生物制氢废液比例下的絮凝率则升高不
多，这主要是因为随着驯化的进行，菌量增多，而一
定的培养基与生物制氢废液比例下营养成分是不变
的，第三次驯化时，产絮量已接近最大，在 % = <的情
况下，絮凝率达到 *+&A>，驯化结束。
! 第一次驯化 "第二次驯化 #第三次驯化
图 % 三次驯化的絮凝率变化情况
!D-&% ’@:E-J KL !M DE N@CJJ OK,JFNDP:NDKE
"&" 调节高岭土悬浊液 01值的顺序对絮凝率影响
"&" Q% 驯化采用的絮凝率测定方法，是先将高岭土
悬浊液的 01值调至 8&*，再投加 R!以及助凝剂，考
虑到 R!与无机絮凝剂的作用机制不尽相同，本研
究考察了高岭土悬浊液 01值的调节顺序对絮凝率
的影响。试验时取第三次驯化时各比例下的发酵
液。试验结果见图 "。由图可见，无论在何种培养
图 " 调节 01值顺序对絮凝率的影响
!D-&" SLLJPN KL 01 :OTUFN,JEN KCOJC KE !M
基与废液的配比下，先向高岭土悬浊液中投加 R!，
后调节 01值，絮凝率都有明显的提升。在 % =<的情
况下，絮凝率达到 <"&2>，较先调 01 值提升了
·A?· 生物加工过程 第 "卷第 A期
万方数据
!"#$%。在完全废液环境下培养，后调 &’值时，絮
凝率最高达 ()#"*%。
文献报道，+,的作用机制主要是桥联作用和电
性中和作用［)］。先投加菌液，+, 能够吸附胶体颗
粒，然后调 &’值达到适合聚沉的条件，发挥了电性
中和的作用；而先调 &’值，可能在这样的环境下，
+,只能发挥桥联的作用，致使虽然形成较大的絮
体，而上层液浑浊的情况。
"#- +,与无机絮凝剂 ./0/- 结合对絮凝效果的影
响
目前水处理过程中比较普遍采用的是无机铝盐
絮凝剂，其效能高且价格低廉，但投加不足或过量都
会严重影响混凝效果。本研究采用复合投加两种絮
凝剂（无机絮凝剂采用 ./0/-）考察其对高岭土悬浊
液的处理效果（见图 -）。
! 单独投加铝盐 "铝盐 1 $2 34菌液
图 - +,单独投加和与铝盐复合投加的效果比较
,56#- 073&895:7; 7; <=> >??>@< 7? A:> 7? +, 8;B +, 1 ./0/-
图 -的结果表明，当 ./0/- 投加量在 2#$ C 2#-
34时，由于投加量不足而引起絮凝率不高，投入 +,
后，絮凝率提升 $2#D% C -(#-%，最高絮凝率达
((%；当 ./0/-投加量在 2#D C 2#( 34时，投加过量
形成胶体保护而引起絮凝率下降，投入 +,后，絮凝
率提升 $$#)% C -E#!%，最高絮凝率达 (D#$%。而
且在两种情况下，复合投加时形成的絮体大，沉降速
度快，沉后絮体稳定，不易返回到上清液中。说明
+,与无机铝盐絮凝剂复合能够有更好的处理效果。
! 结 论
（$）利用贫富营养交替法驯化复合型 ,"F,) +,
产生菌，可以使其利用生物制氢废液高效地产絮。
以生物制氢废液代替培养基，不仅可以较大幅度的
降低生产 +,的成本，还可以实现生物清洁生产。
（"）在处理高岭土悬浊液时，先投加 +,后调节
&’值处理效果更好，在完全为废液培养的情况下，
絮凝率最高可达 ()#"*%。
（-）投加 +,可以减少无机铝盐絮凝剂的投量，
不仅降低了水中 ./- 1的含量，而且效果更好；当投
加无机铝盐絮凝剂过量时，投加 +,可以使处理效
果提高。
参考文献：
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［-］ 马 放，李淑更，金文标，等 # 微生物絮凝剂的研究现状及发展
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［!］ 任南琪，王宝贞，马 放 # 厌氧活性污泥工艺生物发酵产氢能
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"22!年 E月 董双石等：提高复合型产絮菌 ,"F,)产絮能力的驯化方法 ·-(·
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