山東杰魯特環保科技有限公司是專業生產污水處理設備，醫院一體化污水處理設備，農村生活污水處理設備的生產廠家，從設計-制造-安裝都是杰魯特人內部自己的工作人員親自操作，的保證了產品的質量、應用、操作方便和設備的美觀。我們奉行“商以信為本，人以誠為本”的企業精神，以強烈的責任感，致力于改善人類生存環境，努力創造更好

隨著我國人口的持續增長、地表水和地下水的污染、經濟發展和城市化進程的加快，城市缺水問題越來越突出。因此，為了解決我國逐漸加劇的水資源缺乏問題，生活污水回用是必要的〔1, 2, 3〕。

海北小型門診一體化污水處理設備

絮凝沉降法是生活污水處理中應用很普遍的方法。常用的絮凝劑主要有無機絮凝劑及人工合成的有機絮凝劑，但使用時都有不同程度的二次污染問題，目前許多國家已禁止或*使用。微生物絮凝劑是利用生物技術從微生物及其分泌物中提取純化而獲得的安全高效、能自然降解的新型水處理劑，具有無毒無害的特性，因此越來越受到人們關注〔4, 5, 6, 7, 8〕。

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均勻實驗設計法相對于正交實驗法的優勢是在因素和水平數都較多的情況下，用較少的實驗次數就可獲得期望的結果，節省人力和物力，便于實施〔9〕。

筆者實驗室從土壤中篩選出一株產生絮凝物質的菌株節桿菌（Arthrobacter sp.），經過培養后，在發酵液中提取出一種具有高效絮凝性的蛋白質多糖生物大分子絮凝劑LF-Tou2〔10〕。目前，國內采用正交實驗對絮凝工藝進行優化的研究比較多，而將均勻實驗設計法用于優化絮凝劑絮凝工藝的研究未見報道。實驗采用高效微生物絮凝劑LF-Tou2 處理生活廢水，對其絮凝條件進行了優化研究，使廢水的COD大幅度降低，有效地減輕了廢水生化處理的成本和負荷。

1 實驗材料
 
1.1 供試菌株和培養基
 
節桿菌LF-Tou2 （Arthrobacter sp.，16SrRNA 在Gen Bank 中的順序號為AY641537）由實驗室保存。培養基：混合糖（98%葡萄糖+2%麥芽低聚糖）10 g，K2HPO4 5 g，（NH4）2SO4 0.6 g，玉米漿1 g，MgSO40.2 g，CaCl2 0.1 g，蒸餾水1 000 mL，pH 7.0，121 ℃滅菌20 min。

1.2 實驗水樣
 
實驗水樣1 取自山東建筑大學污水處理站，污水水質指標：COD 為126.32 mg/L、濁度為7.3 mg/L、SS 為21 mg/L、pH 為7.5。

實驗水樣2 取自山東建筑大學教授花園小區，污水水質指標：COD 為568.51 mg/L、濁度為7.5 mg/L、SS 為0、pH 為8.0。

實驗水樣3 取自濟南經十東路田園小區，污水水質指標：COD 為334.23 mg/L、濁度為11.2 mg/L、SS 為24 mg/L、pH 為6.9。

2 實驗方法
 
2.1 發酵方法
 
每株菌取一滿環接入到50 mL 發酵培養液中（250 mL 三角瓶），搖床培養18 h，然后按2%的接種量轉入500 mL 三角瓶中，在30 ℃、170 r/min 的條件下搖床培養24 h。

2.2 絮凝劑LF-Tou2 提取方法
 
發酵液中加入3 倍的無水乙醇進行沉淀，將沉淀分別用75%乙醇、無水乙醇、進行洗滌，40 ℃真空干燥得到粗品〔10〕。

2.3 分析方法
 
（1）COD 的測定采用重鉻酸鉀法〔10〕，SS 測定采用濾紙法〔11〕。

（2）各種重金屬離子的檢測方法：鄰菲啰啉分光光度法（Fe2+），高碘酸鉀氧化光度法（Mn2+），二乙氨基硫代甲酸鈉萃取分光光度法（Cu2+），雙硫腙分光光度法（Zn2+），丁二酮肟光度法（Ni2+），雙硫腙光度法（Hg2+）〔12〕。

3 結果與討論
 
3.1 絮凝劑LF-Tou2 與常規絮凝劑的絮凝效果比較
 
3.1.1 絮凝劑的初步篩選
 
取生活廢水水樣于燒杯中，分別投入硫酸鋁溶液、聚合氯化鋁溶液（PAC）、聚合硫酸鐵溶液（PFS）、聚丙烯酰胺溶液（PAM）、殼聚糖、絮凝劑LF-Tou2，攪拌反應并沉降，測定絮凝后上清液的SS 和COD。絮凝效果如表 1 所示。由表 1 可見，絮凝劑LF-Tou2的絮凝效果明顯高于其他5 種絮凝劑，其COD 去除率達到89.8%，SS 去除率為98.2% 

表 1 不同絮凝劑的絮凝效果

3.1.2 絮凝劑添加量對絮凝效果的影響
 
選出3 種絮凝效果比較好的絮凝劑，考察不同添加量對絮凝效果的影響，結果如圖 1 所示。 

圖 1 絮凝劑用量對絮凝效果的影響

由圖 1 可見，絮凝劑LF-Tou2 的絮凝效果要優于其他兩種絮凝劑，適添加質量濃度在20 mg/L。

絮凝劑LF-Tou2 為蛋白質多糖大分子生物物質，分子質量為3.89×106 u〔12〕。多糖的分子質量和分子鏈中的功能基團是絮凝活性高低的決定因素。多數研究者認同〔13〕，在多糖絮凝劑中，羧基和羥基起著重要的作用，而在蛋白質絮凝劑中氨基、羧基主導著絮凝活性。還有研究者強調〔14〕，磷酸鹽基團也與絮凝活性密切相關。LF-Tou2 是蛋白質多糖大分子生物物質，在絮凝活性的展示中，應綜合體現出蛋白質的氨基、羧基，多糖的羧基、羥基及磷酸基團的共同作用，所以表現出高的絮凝活性〔12〕。

3.2 均勻設計確定周杰倫絮凝條件
 
3.2.1 均勻設計實驗方案及實驗結果
 
采用均勻設計表中的4 因素6 水平實驗6 組方案，確定絮凝劑LF-Tou2 的周杰倫絮凝效果。實驗設計方案和結果如表 2 所示。 

表 2 U6（64）均勻設計及實驗結果

3.2.2 實驗數據的回歸分析和方程建立
 
均勻實驗數據處理采用Uniform Design 2.10 軟件，得出回歸方程：

方差分析表中顯著性水平為0.001，說明回歸方程變量間關系是極顯著的。對應的優絮凝條件是：pH 為7.5、添加量為19 mg/L、溫度為27 ℃、攪拌時間為3 min，預測優結果為93.3%。

3.2.3 周杰倫絮凝條件的驗證實驗
 
在優條件下進行驗證實驗，測得COD 去除率為92.9%，與前面推導出的預測值93.3%相比，誤差僅為0.65%，由結果可以看出，實驗值與預測值的誤差在允許范圍之內，說明均勻設計優化的絮凝條件準確可信。

3.3 絮凝劑LF-Tou2 對生活污水的處理效果
 
因為生活污水的水質受環境、地域等因素影響很大，不同地點、同一地點不同時間的水樣水質差別很大。為進一步證明絮凝劑LF-Tou2 的絮凝效果，選取不同地點的3 個水樣來考察其使用效果。結果如表 3 所示。

表 3 對不同生活污水的絮凝效果  注：表中各指標，除濁度、pH 外，其他指標的單位均為mg/L。

從對生活污水的處理效果看，其絮凝效果非常顯著。SS 去除100%；COD 去除率在92%以上。

3.4 經濟分析
 
不同絮凝劑使用成本概算如表 4 所示。絮凝劑LF-Tou2 成本低，有很好的工業化前景。

表 4 不同絮凝劑使用成本概算

4 結論
 
（1）考察了硫酸鋁溶液、PAC、PFS、PAM、殼聚糖和絮凝劑LF-Tou2 這6 種絮凝劑對生活污水的處理效果。結果表明：絮凝劑LF-Tou2 的絮凝率明顯高于其他5 種絮凝劑，其COD 去除率達到89.8%，濁度去除率為98.2%。

（2）考察了絮凝劑LF-Tou2 的周杰倫絮凝條件：pH 為7.5、添加量為19 mg/L、溫度為27 ℃、攪拌時間為3 min，其COD 去除率達到92.9%。

（3）考察了絮凝劑LF-Tou2 對不同來源生活污水的處理效果。結果表明：不僅對COD 和SS 有很好的去除效果，而且原水中重金屬Fe3+、Cu2+和Hg2+經絮凝處理后，去除率全部超過90%。