产絮凝剂菌株培养条件的优化及复合菌群的研究

论文摘要

絮凝是废水处理工程中常用的技术,由于传统化学絮凝剂往往存在二次污染,导致破坏生态环境、危害人类健康等问题,因而寻求一种绿色絮凝剂——微生物絮凝剂成为絮凝剂研发的重要方向。现阶段的微生物絮凝剂产生菌大多数来源于土壤、污水处理厂活性污泥等陆生环境,其活性高低以及对海洋水环境污染治理方面尚存在一定的局限性。寻找具有广泛应用范围,特别是针对性应用于海水污染治理的高活性微生物絮凝剂产生菌,在此基础上研制新型微生物絮凝剂,具有重要的理论价值和市场应用前景。从中国海域采集到的花蛤,学名菲律宾蛤仔（Ruditapes philippinarum）,其表面和吐出的粘附污泥显示了极佳的絮凝和脱色活性,研究表明该活性与其所含的产絮凝剂活性的微生物有关。本研究通过样品采集,菌种分离纯化和活性筛选,分离得到了11株具有絮凝活性的菌株。进一步优选出高效微生物絮凝剂产生菌ZHT3-9菌株。通过细菌形态学观察、生理生化特征研究、16s rRNA基因序列测定及Blast同源性比对,鉴定该菌株属于节杆菌属的一个种（Arthrobacter sp.）。研究了菌株ZHT3-9培养条件对絮凝剂产生及絮凝效果的影响。菌株ZHT3-9在以淀粉作为碳源、以尿素+硫酸铵作为氮源、碳氮比为30：1、接种量为1.5mL并且初始pH在6.0、培养4d时发酵液对高岭土悬浊液的絮凝率最高。制备获得絮凝剂粗品MBF3-9。通过多糖和蛋白质显色反应以及紫外扫描,确定MBF3-9主要为多糖类,可能含有少量的蛋白质,不含核酸类物质。以菌株ZHT3-9为核心,选择4株絮凝剂产生菌进行复合培养,优选出一组高效复合菌组合,测得其对高岭土悬浊液的絮凝率高达90.2%。通过苯酚硫酸法测得复合微生物絮凝剂多糖含量为58.1%,对市政污水COD去除率为71.2%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.1.1 废水处理常用方法
• 1.1.2 絮凝剂的分类
• 1.2 微生物絮凝剂的研究现状
• 1.2.1 微生物絮凝剂的种类
• 1.2.2 微生物絮凝剂的絮凝机理
• 1.2.3 微生物絮凝剂的研制方法
• 1.2.4 近几年微生物絮凝剂的研究热点
• 1.3 课题的目的、意义及研究内容
• 1.3.1 课题的目的及意义
• 1.3.2 课题的研究内容
• 第二章 菌株的分离及活性菌株的筛选
• 2.1 引言
• 2.2 实验材料与设备
• 2.2.1 实验材料
• 2.2.2 实验仪器及试剂
• 2.2.3 培养基
• 2.3 实验方法
• 2.3.1 菌株纯化
• 2.3.2 絮凝剂产生菌的筛选与保藏
• 2.4 实验结果
• 2.4.1 纯菌株的获得
• 2.4.2 产絮凝剂菌株的获得
• 本章小结
• 第三章 产絮凝剂菌株ZHT3-9的系统分类学鉴定
• 3.1 引言
• 3.2 实验材料
• 3.2.1 实验仪器
• 3.2.2 实验试剂
• 3.2.3 培养基及缓冲液
• 3.3 实验方法
• 3.3.1 菌株ZHT3-9形态学观察
• 3.3.2 菌株ZHT3-9的生理生化反应
• 3.3.3 16S rRNA测序
• 3.3.4 系统发育树的构建
• 3.4 实验结果
• 3.4.1 产絮凝剂菌株ZHT3-9形态学特征
• 3.4.2 产絮凝剂菌株ZHT3-9生理生化特征
• 3.4.3 产絮凝剂菌株ZHT3-9 16S rRNA测序结果与系统发育树的构建
• 本章小结
• 第四章 影响微生物絮凝剂产出的因素
• 4.1 引言
• 4.2 实验材料
• 4.2.1 实验设备及试剂
• 4.2.2 实验材料
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 絮凝剂产生菌的生长对絮凝效果的影响
• 4.3.2 培养基的组成对絮凝效果的影响
• 4.3.3 接种量对絮凝效果的影响
• 4.3.4 初始pH值对絮凝效果的影响
• 4.4 实验结果
• 4.4.1 絮凝剂产生菌的生长与絮凝效果的关系
• 4.4.2 培养基的组成与絮凝率的关系
• 4.4.3 接种量对絮凝效果的影响
• 4.4.4 初始pH值对絮凝效果的影响
• 本章小结
• 第五章 微生物絮凝剂MBF3-9的制备及化学成分初步分析
• 5.1 引言
• 5.2 实验材料
• 5.2.1 实验设备及试剂
• 5.2.2 实验材料
• 5.3 实验方法
• 5.3.1 微生物絮凝剂活性位点及热敏性测试
• 5.3.2 微生物絮凝剂MBF3-9的制备
• 5.3.3 微生物絮凝剂MBF3-9的化学成分分析
• 5.4 实验结果与讨论
• 5.4.1 微生物絮凝剂MBF3-9活性位点及热敏性的确定
• 5.4.2 微生物絮凝剂MBF3-9粗制品制备结果
• 5.4.3 微生物絮凝剂MBF3-9糖鉴定试验
• 5.4.4 微生物絮凝剂MBF3-9的蛋白质/氨基酸鉴定实验
• 5.4.5 微生物絮凝剂MBF3-9的紫外扫描
• 本章小结
• 第六章 复合微生物絮凝剂的应用研究
• 6.1 引言
• 6.2 实验材料与试剂
• 6.2.1 实验材料
• 6.2.2 实验仪器及试剂
• 6.3 实验方法
• 6.3.1 复合微生物絮凝剂产生菌的筛选
• 6.3.2 复合微生物絮凝剂活性位点测试及热敏性试验
• 6.3.3 复合微生物絮凝剂的制备
• 6.3.4 苯酚硫酸法测定复合微生物絮凝剂多糖含量
• 6.3.5 复合微生物絮凝剂去除污水中COD
• 6.4 实验结果
• 6.4.1 高效复合絮凝剂菌株的筛选
• 6.4.2 复合微生物絮凝剂活性位点及热敏性测试结果
• 6.4.3 复合微生物絮凝剂的制备
• 6.4.4 苯酚硫酸法测定复合微生物絮凝剂的多糖含量
• 6.4.5 复合微生物絮凝剂污水COD的去除率
• 本章小结
• 结论与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢