雜菌對光合細(xì)菌Z07利用大豆加工廢水生長影響及條件優(yōu)化.pdf

1、光合細(xì)菌(Photosynthetic bacteria，PSB)利用大豆加工廢水中的主要污染物，既可高效去除污染物，又能實現(xiàn)菌體生長。如果要從廢水中獲取 PSB，一般需要采用純菌培養(yǎng)。然而，廢水處理不可避免地會感染雜菌，雜菌的存在可能導(dǎo)致系統(tǒng)處理能力下降、菌體無法回收。如何有效控制PSB處理系統(tǒng)中的雜菌，是成功開發(fā)PSB廢水處理與獲取菌體蛋白綜合技術(shù)的瓶頸之一。為此，本論文以前期分離得到的PSB菌株 Z07為對象，開展了雜菌對PSB去

2、除大豆加工廢水中主要污染物及菌體產(chǎn)量的影響，控制系統(tǒng)中雜菌的方法及其機(jī)制，以及在雜菌存在條件下PSB分離的方法及菌株Z07急性毒性等研究。
　　研究表明，雜菌共存時，采用高效液相色譜法(HPLC)能通過分析水與廢水中輔酶 Q10(CoQ10)的含量來定量表征 PSB的含量方法可行，平均回收率為99.13％，相對標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.81%(n=5)，上述方法精密度高，重復(fù)性好，可用于CoQ10的提取與檢測。該方法的色譜條件為：色譜柱為 S

3、phherisorbC18(10 cm×4.6 mm ID)柱；流動相為甲醇與無水乙醇(體積比9:1)；流速為1 mL/min紫外檢測波長為275 nm；柱溫35℃；進(jìn)樣量為15μL；柱壓16.4 MPa。
　　在純培養(yǎng)條件下最有利于PSB利用大豆加工廢水中主要污染物及實現(xiàn)自身菌體生長的培養(yǎng)條件為：初始大豆加工廢水COD為3600 mg/L、初始PSB投菌量160 mg/L、自然光微好氧、pH為8.0、30℃。雜菌共存時PSB處理

4、大豆加工廢水的條件：自然光微好氧(DO0.5-1.0 mg/L)、初始PSB投菌量為160 mg/L、初始大豆加工廢水COD為3600-7200 mg/L、pH為8.0-9.0、20-30℃。
　　采用響應(yīng)曲面法分析 Fe2+、Mn2+、Cu2+、Zn2+、Co2+和Mg2+六種微量元素對PSB菌體產(chǎn)量的影響。綜合考慮菌體產(chǎn)量、COD去除效果、添加成本，投加Fe2+與Mg2+組合能夠顯著提高PSB菌體產(chǎn)量。Fe2+、Mg2+最佳投

5、量為Fe2+0.66 mmol/L、Mg2+0.16 mmol/L，此時PSB菌體濃度最高可達(dá)到1483.5 mg/L，COD去除率最高達(dá)到89.1%，成本最低達(dá)到0.033元/t。對PSB菌體產(chǎn)量影響最顯著的微量元素為Co2+。Co2+能夠顯著提高PSB菌體產(chǎn)量。
　　PSB與雜菌共存時PSB具有較高的優(yōu)勢度，菌體具有回收價值的條件為：PSB與雜菌比例大于2:1、光照厭氧、滲透壓0.12 atm、pH為8、30℃。
　　序

6、批式系統(tǒng)中，光照厭氧條件下PSB培養(yǎng)系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行，與其它光照氧氣條件相比較，PSB菌體增殖與PSB占總菌的比率均最高，PSB菌體增殖2257.2 mg/L，PSB干重占總菌的比例達(dá)到96.3%，PSB具有較高的優(yōu)勢度；黑暗好氧條件下，PSB菌體僅增殖59.8 mg/L，PSB菌體產(chǎn)量僅占總菌產(chǎn)量的百分之32.7%，PSB已經(jīng)不是優(yōu)勢菌；自然光微好氧條件下，PSB與雜菌的比例從5:1提高到10:1，但PSB菌體增殖基本相同，PSB菌體

7、增殖僅為186.7-191.3 mg/L。PSB占總菌的百分率僅為47.8%-48.3%，雖然在該條件下PSB能有效的處理廢水，但污水處理效果是由雜菌提供的，PSB已經(jīng)不是優(yōu)勢菌。
　　PCR-DGGE研究發(fā)現(xiàn)，在三種光照氧氣條件下PSB都是系統(tǒng)的常駐優(yōu)勢菌。微生物菌群結(jié)構(gòu)從第28 d到第35 d進(jìn)入反應(yīng)器穩(wěn)定運行階段，光照厭氧條件下隨時間的變化微生物菌群結(jié)構(gòu)變化不顯著，進(jìn)一步驗證了在光照厭氧條件下反應(yīng)器能夠穩(wěn)定運行。
　　

8、Al2(SO4)3、Fe2(SO4)3、Al2Cl(OH)5三種混凝劑分離 PSB的分離率為51%-92%?；炷齽┩读看?，至少需要5000 mg/L的混凝劑才能夠?qū)SB沉淀，不適宜采用混凝方法分離PSB。對比研究表明，采用超濾膜分離PSB，可獲得99%的菌體分離率，更加經(jīng)濟(jì)高效。
　　以菌株 Z07及其與雜菌混合物為餌料(或飼料)的急性毒性實驗結(jié)果表明，無論是PSB菌體，或是雜菌，二者的混合物，作為動物餌料或飼料是安全的。在一次