微生物絮凝劑對乳品及啤酒廢水的絮凝研究

楊 琳，朱 丹，胡 洲，田春梅，蘇鴻雁

（大理學(xué)院農(nóng)學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院，云南大理 671003）

微生物絮凝劑對乳品及啤酒廢水的絮凝研究

楊 琳，朱 丹，胡 洲，田春梅，蘇鴻雁*

（大理學(xué)院農(nóng)學(xué)與生物科學(xué)學(xué)院，云南大理 671003）

用菌EH-5所產(chǎn)絮凝劑處理乳品廢水及啤酒廢水，通過3因素3水平正交試驗發(fā)現(xiàn)，由EH-5產(chǎn)生的絮凝劑對乳品廢水和啤酒廢水都有良好的處理效果。乳品廢水和啤酒廢水COD去除率分別為74.79%和64.15%，色度去除率分別為75.00%和69.57%，濁度去除率分別為93.78%和95.51%。

微生物絮凝劑；乳品廢水；啤酒廢水；COD去除率

微生物絮凝劑是由微生物產(chǎn)生的有絮凝活性的次生代謝產(chǎn)物，其分子量高于105，主要由多糖、蛋白質(zhì)、纖維素和DNA等組成〔1〕。作為一種新型的水處理劑，微生物絮凝劑能夠避免大量使用無機、有機高分子絮凝劑對環(huán)境和人類健康所造成的危害〔2〕。由于絮凝效率高、絮凝范圍廣，微生物絮凝劑對多種工業(yè)廢水都具有良好的凈化效果。此外，微生物絮凝劑產(chǎn)生菌生長快，種類多，可以通過生物工程實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，因此微生物絮凝劑具有廣泛的應(yīng)用前景〔3-4〕。

本文對分離自洱海底泥的EH-5菌株所產(chǎn)絮凝劑在乳品廢水及啤酒廢水處理中的絮凝活性進行研究，為微生物絮凝劑的研究開發(fā)提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1絮凝劑產(chǎn)生菌菌種來源本實驗所用絮凝劑產(chǎn)生菌為EH-5，相關(guān)篩選過程參見文獻〔5-6〕。

1.2對廢水絮凝的研究方法對廢水色度的測定采用稀釋倍數(shù)法〔7〕，濁度的測定采用分光光度法〔7〕，COD的測定采用快速密閉催化消解法〔8〕。

1.3廢水絮凝正交實驗設(shè)計3因素3水平正交實驗，研究絮凝劑對乳品廢水及啤酒廢水的處理效果。正交實驗水平因素及正交實驗設(shè)計見表1及表2。

表2 正交實驗設(shè)計

2 結(jié)果與討論

2.1對乳品廢水的處理效果為研究絮凝劑對乳品廢水的處理效果，向云南某乳業(yè)公司的廢水中添加菌EH-5產(chǎn)生的微生物絮凝劑和助凝劑CaCl2溶液，調(diào)節(jié)pH，處理效果見表3及表4。試驗結(jié)果表明對于乳品廢水COD的去除率，微生物絮凝劑添加量、CaCl2的添加量和pH 3個因素中，pH對乳品廢水絮凝效果的影響最大，其次為CaCl2的添加量，微生物絮凝劑添加量對廢水絮凝影響最小。分析正交結(jié)果發(fā)現(xiàn)向100 mL乳品廢水中添加1 mL微生物絮凝劑，6 mL 1%CaCl2溶液，調(diào)節(jié)廢水的pH值為7，由菌EH-5形成的微生物絮凝劑處理乳品廢水效果最好。絮凝處理后，乳品廢水COD去除率達74.49%，廢水色度和濁度去除率分別為75.00%和93.78%。由此可見，由菌EH-5形成的微生物絮凝劑對乳品廢水具有良好的處理效果。由于微生物絮凝劑避免了使用無機絮凝劑廢水處理后鋁、鐵離子的殘留問題，處理后的廢水在回用上也更加安全。

表3 乳品廢水正交試驗結(jié)果

表4 乳品廢水水質(zhì)與微生物絮凝劑處理后水質(zhì)比較

2.2對啤酒廢水的處理效果啤酒廢水中含有較多的有機物，直接排放入天然水體會大量消耗水體中的溶解氧，導(dǎo)致環(huán)境惡化，水污染嚴(yán)重。選取絮凝劑的添加量，CaCl2的添加量和廢水pH 3個因素設(shè)計正交實驗，研究微生物絮凝劑對啤酒廢水COD和色度的處理效果。處理結(jié)果見表5及表6。從試驗結(jié)果可以看出對于啤酒廢水中COD的去除率，CaCl2添加量對微生物絮凝劑絮凝效果的影響最大，其次為絮凝劑添加量，pH的影響最小。分析正交結(jié)果發(fā)現(xiàn)向100 mL啤酒廢水中添加1 mL微生物絮凝劑，4 mL 1%CaCl2溶液，調(diào)節(jié)廢水的pH值為9，由菌EH-5形成的微生物絮凝劑處理啤酒廢水效果最好，廢水COD去除率為64.15%，廢水色度和濁度去除率分別為69.57%和95.91%。雖然由菌EH-5形成的微生物絮凝劑對啤酒廢水COD的去除率相對略差，但由于微生物絮凝劑的相對安全性，對啤酒廢水的處理也提供了新的應(yīng)用依據(jù)。

表5 啤酒廢水正交試驗結(jié)果

表6 啤酒廢水水質(zhì)與微生物絮凝劑處理廢水效果

3 結(jié)論

由正交試驗結(jié)果表明，經(jīng)微生物絮凝劑絮凝處理后的乳品廢水及啤酒廢水，COD、色度、濁度去除率分別達到74.49%、75.00%、93.78%與64.15%、69.57%、95.91%。由EH-5產(chǎn)生的絮凝劑對乳品廢水和啤酒廢水COD、色度和濁度都有較好的處理效果，特別是對乳品廢水和啤酒廢水的濁度去除率高。雖然經(jīng)微生物絮凝劑處理后的乳品及啤酒廢水未能達標(biāo)排放，但由于微生物絮凝劑無二次污染的生物安全性，顯示其作為一種新型水處理劑，在廢水預(yù)處理中依然有廣闊的應(yīng)用前景。

〔1〕張鴻齡，孫鐵珩，孫麗娜.微生物絮凝劑處理污染水體的研究和應(yīng)用前景〔J〕.工業(yè)水處理，2007，27（12）:1-4.

〔2〕鄭懷禮.生物絮凝劑與絮凝技術(shù)〔M〕.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2004：343.

〔3〕馬放，馮玉杰，任南琪，等.環(huán)境生物技術(shù)〔M〕.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2003:292.

〔4〕朱丹，馮貴穎，呼世斌，等.微生物絮凝劑產(chǎn)生菌的篩選及培養(yǎng)條件的優(yōu)化〔J〕.水處理技術(shù)，2006，32（9）:76-78.

〔5〕朱丹，蘇鴻雁，岳玉春.微生物絮凝劑產(chǎn)生菌的篩選及培養(yǎng)條件的優(yōu)化研究〔J〕.大理學(xué)院學(xué)報，2010，9（4）:73-75.

〔6〕朱丹，楊琳，蘇鴻雁.洱海底泥絮凝劑產(chǎn)生菌分離及培養(yǎng)條件優(yōu)化研究〔J〕.大理學(xué)院學(xué)報，2010，9（10）:43-45.

〔7〕國家環(huán)境保護總局，《水和廢水監(jiān)測分析方法》編委會.水和廢水監(jiān)測分析方法〔M〕.4版.北京:中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002:778.

〔8〕曹余勤，馬愛萍，顧粉玲，等.HH-6型化學(xué)耗氧量測定儀的研制〔J〕.化學(xué)傳感器，2001，21（3）:62-65.

*通信作者：蘇鴻雁，教授.

（責(zé)任編輯 毛本勇）

Study on the Dairy and Brewery Wastewater Treatment with Microbial Flocculants

YANG Lin,ZHU Dan,HU Zhou,TIAN Chunmei,SU Hongyan*
（College of Agriculture and Biology Science,Dali University,Dali,Yunnan 671003,China）

The results of orthogonal and single factor tests indicated that the microbial flocculants produced by EH-5 had impressed ability to flocculate dairy and brewery wastewater.The removal rate of COD were 74.79%and 64.15%；the removal rate of colority were 75.00%and 69.57%.The turbidity removal rate was 93.78%and 95.51%.

microbial flocculants;dairy wastewater;brewery wastewater;COD removal rate

X703.5

A

1672-2345（2014）06-0063-03

10.3969∕j.issn.1672-2345.2014.06.016

國家自然科學(xué)基金資助項目（31060019）;云南省教育廳重大專項資助項目（ZD2010010）;云南省中青年學(xué)術(shù)帶頭人資助項目（2012HB-042）;云南省高校滇西生物多樣性科技創(chuàng)新團隊基金資助項目（云教函〔2011〕93號）;大理學(xué)院質(zhì)量工程項目（TDⅠ-05）

2013-10-23

2013-12-30

楊琳，講師，主要從事細(xì)胞生物學(xué)、環(huán)境微生物學(xué)研究.