技術領域

本發明屬于微生物科學領域，特別涉及一種制備微生物絮凝劑的方法。

背景技術

絮凝技術是廣泛應用于給水、廢水處理、污泥脫水等處理過程中的一項重要舉措，絮凝效果如何關鍵取決于絮凝劑的選擇上。長期以來，給水和廢水處理使用的絮凝劑主要有兩大類：以鋁鹽、鐵鹽及其水解聚合物為代表的無機絮凝劑和以聚丙烯酰胺及其衍生物為代表的有機高分子絮凝劑。盡管無機和有機絮凝劑因其具有良好的絮凝效果和較低的成本而得到廣泛應用，然而它們在使用過程中給環境造成的二次污染不得不引起人們的重視。研究表明，無機絮凝劑中的鋁離子易引起老年性癡呆癥；鐵鹽絮凝劑中的鐵鹽對金屬有腐蝕作用，可造成處理水中帶有顏色，易形成某些難絮凝沉淀的化合物；而聚丙烯酰胺類絮凝劑的合成單體丙烯酰胺具有累積性神經毒性，已被確定為有基因毒性的致癌物。隨著生物科學領域許多重大突破的取得，特別是微生物被廣泛地應用于環境治理，20世紀80年代，各國的科學家研制開發出了第三代絮凝劑——微生物絮凝劑。該類絮凝劑是利用生物技術，通過微生物發酵、分離提取其代謝產物而得到的一種新型水處理劑，具有安全、可生物降解、對環境和人類健康無害等優點。

目前，很多國家對微生物絮凝劑進行了研究，篩選出多種能夠產生絮凝劑的微生物，包括細菌，霉菌，酵母菌，放線菌和藻類等，并在絮凝條件、機理，絮凝劑分離純化、性質、應用，產絮凝劑的基因控制等諸方面進行了一系列的研究。如1986年，R.Kurane等利用紅球菌屬微生物Rhodococcus?etythropolis制成絮凝劑NOC-1，它對大腸桿菌、酵母菌、泥漿水、河水、粉煤灰水、活性炭粉水、膨脹污泥、紙漿廢水等均有極好的絮凝和脫色效果。1991年，K.Toeda等從土壤中分離出革蘭氏陰性菌——產堿桿菌Alcaligcnecupidus?AL201，該菌在含有蔗糖的培養基中生長并分泌絮凝物質。Y.Baror?P.和Hormidium發現一些海底藍細菌(藍藻)如Anabaenopsiscirculais?PCC6720和Phormidium?sp.J-1菌J-1能產生數量可觀的胞外絮凝劑。1994年，Kurane等報道分離出一組能夠產生大量粘液的R-3的混合菌株，在液體培養中能高效產生APR-3絮凝劑。在此之后的研究中，比較有代表性的是1997年Suh.H-H等人發現的DP-152絮凝劑，這是首次發現桿狀細菌也能產生絮凝劑。

我國對于絮凝劑產生菌及微生物絮凝劑的研究起步較晚，從20世紀90年代起，國內有關絮凝劑產生菌及微生物絮凝劑的報道日漸多起來了。1980年臺灣的鄧德豐等從廢水處理場的廢水中分離得到具有絮凝作用的C-62細菌菌株。1996年張本蘭用從活性污泥中篩選出的微生物菌株P.Alcaligenes?8724，其脫色率分別達95％和98％以上。1999年鄧述波等用從土壤中分離得到的A-9菌株所產生的絮凝劑對淀粉廠廢水進行處理。胡筱敏等利用A-9所產生的微生物絮凝劑MBFA9處理含泥河水、硫化染料廢水和淀粉黃漿廢水，效果明顯優于傳統的化學絮凝劑。武漢市建設學院康建雄、陶濤用黑酵母以淀粉水解或葡萄糖為原料發酵產生普魯蘭絮凝劑。江南大學的李寅、何寧等研究了新型蛋白聚糖類微生物絮凝劑REA-11的合成途徑。

生物絮凝劑的化學成份主要是多聚糖和蛋白質以及一些金屬離子，因而其提取方法與一般的多聚糖和蛋白質提取方法并無多大的差異，提取方法現有多種，因絮凝劑的具體結構而異，也與最終要求達到的純度和使用的方式有關，較常用的有下面三種：

凝膠電泳：將細菌培養物過濾，取濾液用6mol/L的HCl將pH調到7.0，離心分離沉淀，取沉淀物加0.5mol/L的NaOH溶解，離心分離，取沉淀，用1∶1的氯仿和甲醇混合液提取，之后離心，用0.1mol/L鹽酸將沉淀溶解，再加6mol/L的NaOH溶液調pH到7.0，離心后，用乙酸鹽緩沖液(0.01mol/L?pH為4.0)溶解沉淀物。最后用DEAE瓊脂糖凝膠柱(A-50)色譜和瓊脂糖凝膠柱(G-200)色譜分離提純。然后可以用獲得的純品進行化學分析。

溶劑提取：用丙酮提取可以獲得生物絮凝劑的粗制劑，將細菌培養物過濾，取濾液，用丙酮以1∶1的比例提取，然后離心，取沉淀物用50％的丙酮洗，之后冷凍干燥，就可得到絮凝劑的粗制劑，粗制劑可以用于實驗室的絮凝能力研究試驗和工業用途。