用农作物秸秆生产生物絮凝剂的研究.pdf

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1、用农作物秸秆生产生物絮凝剂的研究吴波1，李天罡2（1.西门子（天津）水技术工程有限公司，天津300191；2.天津中天海盛环保科技有限公司天津300384）摘要：从土壤中分离一株纤维素降解菌HIT-3，其降解纤维素还原糖产率可达16.34%。将其用于农作物秸秆预处理，使其中的纤维素大分子物质降解为小分子底物，降解产物再用于生产生物絮凝剂。试验证明，秸秆生物降解产物用于生产生物絮凝剂，絮凝效果良好，与葡萄糖底物发酵效果基本相同，最高絮凝率可达80.5%。采用秸秆生产生物絮凝剂，为降低生物絮凝剂的工业化生产成本提供了理论依据。关键词：秸秆；纤维素降解菌；两段式发酵；生物絮凝剂Abstra

2、ct:astrainisolatedfromsoilcellulosedegradationbacteriumHIT-3,thereducingsugarcellulolyticyieldcanreach16.34%.Onthecropsstrawpretreatment,thatitscellulosedegradationsolublematerialsforsmallmolecularthesubstrate,thedegradationproductsandtotheproductionofflocculationagent.Theexperimentprovedthatst

3、rawbiologicaldegradationproductsusedintheproductionofbiologicalflocculatingagent,flocculationeffectisgood,andglucosefermentationsubstrateeffectbasicsame,thehighestflocculationratecanamountto80.5%.Thestrawproductionofflocculant,inordertoreducethebiologicalflocculantofindustrialproductioncostprov

4、idestheorybasis.Keywords:straw;Cellulosedegradationbacterium;Twostagesfermentation;Biologicalflocculant中图分类号：TU74文献标识码：A文章编号：0引言秸秆是地球上丰富而廉价的可再生资源[1]。我国是世界第一秸秆大国，仅2005年全国秸秆年产量就达到84183.12万吨[2]。除部分用作饲料外，大部分秸秆都被燃烧或腐烂掉。这样做首先是燃烧不完全的，热值低，造成严重的浪费；其次是对环境造成了严重污染。所以，开发利用这种廉价的可再生资源具有深远的意义和实用价值。生物絮凝剂作为一种新型、

5、高效、无毒、无二次污染的绿色水处理剂，发酵成本高，制约了生物絮凝剂的工业化生产和大规模应用[3,4]。若是能利用廉价的、可再生的秸秆作为原材料，生产生物絮凝剂。这样既可降低生产成本，实现工业化生产，又可保护环境，给我们带来巨大的社会效益、经济效益和环境效益，具有很好的开发前景。但是秸秆中含有大量的纤维素，絮凝菌并不能直接利用，必须先通过预处理手段将其转化成小分子物质。本试验的目的就是分离高效的纤维素降解菌，通过两段式发酵，验证此思路的可行性。1材料和方法1.1原料和菌种菌种：HIT-3是从土壤中分离的纤维素降解菌；F6是本实验室原有的一株高效絮凝菌。土壤、玉米秸秆：取自郊区农田培养基

6、：①浓缩10倍的赫奇逊固体无机盐培养基[5]②无淀粉滤纸：滤纸用1％的醋酸浸泡一夜后用2％的苏打水洗至中性，晾干后剪成直径为8cm左右的圆形滤纸片，放在一干净的平皿中，用报纸包好，采用湿热或干热的方法灭菌备用。③羧甲基纤维素培养基：取250ml三角瓶，称取1.0g羧甲基纤维素放入其中，再加入赫奇逊液体培养基100ml，121℃灭菌20min。④秸秆培养基：玉米秸秆用剪刀剪成3cm左右的小段，用清水漂洗干净，再用0.5%的NaOH溶液常温下浸泡10个小时，除去部分木质素，使纤维素暴露出来，有利于微生物和酶的作用[6]。浸泡后漂洗、烘干、粉碎。取250ml三角瓶，称取1.5g秸秆粉放入其

7、中，再加入赫奇逊液体培养基100ml，121℃灭菌20min。1.2方法1.2.1还原糖测定还原糖浓度的测定采用DNS法[7]。还原糖产率的计算方法：还原糖浓度×液体培养基的体积还原糖产率＝×100％液体培养基中纤维素的投加量1.2.2两段式发酵采用两段式发酵法制取生物絮凝剂[8]，第一段发酵：秸秆糖化段。将纤维素降解菌接入秸秆培养基中，合适的培养条件下完成秸秆糖化过程；第二阶段发酵：制取生物絮凝剂段。将絮凝菌接入秸秆糖化液中，制取生物絮凝剂。1.2.3絮