Phanerochaete chrysosporium厚垣孢子菌剂的开发及其促进活性污泥降解苯酚的探究--《河南师范大学》2015年硕士论文
Phanerochaete chrysosporium厚垣孢子菌剂的开发及其促进活性污泥降解苯酚的探究
【摘要】：本实验室筛选到一株真菌Phanerochaete chrysosporium,发现其具有促进好氧颗粒污泥形成、增加染料废水脱色效果和降解苯酚的作用。Mn2+能够诱导P.chrysosporium厚垣孢子的产生,其厚垣孢子能够抵抗不良环境且适应力强,具有一定的产业化潜力。本论文通过对P.chrysosporium的液体发酵条件进行优化,得到最适于厚垣孢子发酵的培养条件:温度37℃、葡萄糖15 g/L、酵母粉6 g/L、p H 4.5左右。此条件下P.chrysosporium生物量和厚垣孢子产量分别为17.92 g/L,5.02×108个/g。利用不同的方法探索厚垣孢子的分散技术,并通过平板计数法计算具有生物活力的厚垣孢子数量。结果表明,匀浆机分散厚垣孢子的分散效果较好。1 g厚垣孢子(湿重),用无菌水10倍稀释,匀浆机分散8 min,得到的厚垣孢子数量最多,为3.25×108个/g。将匀浆机分散后的厚垣孢子进行离心,底部沉淀的厚垣孢子10-6倍稀释,PDA平板涂布,经过48 h、37℃培养,发现具有生物活性的厚垣孢子数量为3×108个/g。将厚垣孢子添加到SBR中,对苯酚废水进行生物强化处理。其中,R1投加厚垣孢子、R2不添加厚垣孢子作为对照。对R1和R2两组反应器不同运行阶段活性污泥的性能、酚降解效率以及微生物群落结构的分析。可以发现反应器整个运行过程中,R1和R2相比,R1的SVI值较低。R1和R2的MLSS曲线在运行初期急剧下降,第4 d开始MLSS曲线也开始有一个回升,整个驯化过程中R1的MLSS浓度高于R2。R1的COD去除率比R2更高;在第5 d时,R1和R2的COD去除率分别为95.1%和83.3%;反应器运行6 d之后,R1的COD去除率维持在95.2-99.0%的水平;在30 d的运行过程中,R2的COD去除率始终低于88.0%。反应器运行第6 d时,R1和R2的ESS值分别94mg/L和153 mg/L;7 d之后R1的ESS值低于85 mg/L;15 d之后,当苯酚浓度高于1.0g/L时,R2的ESS曲线值的范围98-143 mg/L;整个反应器运行过程中R1的SVI值均低于R2。苯酚降解的动力学分析表明,R1和R2相比,R1对酚的降解效果更好。反应器运行过程中当苯酚浓度为600 mg/L时R1对苯酚的降解速率达到最大值,为1.47 g phenol g-1 VSS day-1;苯酚浓度为400 mg/L时,R2的降酚速率达到最大值,为0.85 g phenol g-1VSS day-1;当苯酚浓度为2000 mg/L时,R1仍然能保持较高的降解速率。R1较高的动力学参数Vmax(5.7 g phenol g VSS-1 d-1),Ks(570 mg/L)和Ki(270 mg/L)说明R1中的活性污泥对苯酚具有较强的耐受性和降解能力。序列优化后共得到细菌有效序列68602条。细菌多样性指数方面,R1的各样品Chao1指数分别为和2416,R2的各样品Chao1指数分别为和2164。两组反应器中活性污泥的Chao1指数均出现了先增加后降低的趋势。R1的Shannon指数第3 d为4.05,随着反应器的运行这一数值增加到了4.86,第30 d时减至4.56。R2的Shannon指数逐渐降低,但整个运行过程中均高于同时期的R1。两组反应器不同运行时期各样品细菌微生物群落以Actinobacteria(放线菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)、Firmicutes(厚壁菌门)、Proteobacteria(变形菌门)和Candidate_division_bacterium(未分类细菌)为5个优势细菌菌群。细菌中100个主要的属聚集分布在3个群落聚集区A、B和C。R1中的细菌群落主要分布在B区域。在R2中,细菌群落分布较为分散,分散的分布于A、B和C三个聚集区。B区域的菌群中Stenotrophomonas、Corynebacteriumn、Propionibacteriaceae、Sphingopyxis、Ideonella、pandoraea、dyella和Sediminibacterium具有较高的相对丰度。序列优化后共得到真核生物有效序列28463条。真核生物多样性指数方面,R1的各样品Chao1指数分别为386、470和934,R2的各样品Chao1指数分别为242、527和528。两组反应器的Chao1指数均呈现了增加的趋势。R1中活性污泥的Shannon指数逐渐增加,各驯化时期分别为2.64、3.15和3.52。R2中的活性污泥Shannon指数则是先增加后降低,且整个运行过程中均低于同时期的R1。从纲的分类水平对两组反应器中的真核类群进行分析可知,在R1中第3 d和第15 d时都是Agaricomycetes、Saccharomycetes和Trebouxiophyceae占据优势地位。丝状真菌、酵母菌和微藻类在R1中的第3-15 d相对丰度较高。原生和后生动物的相对丰度在R1中逐渐增加,而在R2中原生和后生动物相对丰度一直较高。在第30 d,两个反应器中分布着不同的原生和后生动物。
【关键词】：
【学位授予单位】：河南师范大学【学位级别】：硕士【学位授予年份】：2015【分类号】：X703;X172【目录】：
摘要4-6ABSTRACT6-12第一章 前言12-24 1.1 目前我国的整体环境状况12-13 1.2 城市污水污染状况及处理设施建设13-14 1.3 苯酚废水及其处理方法14-17
1.3.1 酚废水污染现状14-15
1.3.2 含酚废水处理方法15-17 1.4 活性污泥17-18
1.4.1 活性污泥的形成17-18
1.4.2 活性污泥技术的应用18 1.5 生物强化18-20
1.5.1 微生物菌剂的来源及功能18-19
1.5.2 生物强化的作用机制19
1.5.3 菌剂的生物强化效果及评价19-20
1.5.4 生物菌剂的开发与应用现状20 1.6 白腐真菌在污水处理中的应用20-21 1.7 SBR21-22
1.7.1 SBR的运行操作过程22
1.7.2 SBR的主要特点22 1.8 P.chrysosporium厚垣孢子22-23 1.9 环境微生物群落多样性分析23 2.0 立题依据及意义23-24第二章 P. chrysosporium厚垣孢子发酵条件优化24-32 2.1 前言24 2.2 实验材料24-25
2.2.1 菌种24
2.2.2 仪器24-25
2.2.3 培养基25 2.3 实验方法25-26
2.3.1 孢子悬液的制备25
2.3.2 发酵参数优化25-26
2.3.3 生物量和厚垣孢子的产量的计算26 2.4 结果和分析26-31
2.4.1 碳源对P. chrysosporium液体发酵生物量及厚垣孢子产量的影响26-28
2.4.2 氮源对P. chrysosporium液体发酵生物量及厚垣孢子产量的影响28-29
2.4.3 温度对P. chrysosporium液体发酵生物量及厚垣孢子产量的影响29-30
2.4.4 p H对P. chrysosporium液体发酵生物量及厚垣孢子产量的影响30-31 2.5 小结31-32第三章 P.chrysosporium厚垣孢子的产业化开发探究32-38 3.1 前言32 3.2 实验材料32-33
3.2.1 菌种32
3.2.2 仪器32
3.2.3 培养基32-33 3.3 实验方法33
3.3.1 P.chrysosporium菌丝球不同分散技术的比较33
3.3.2 分散后有生物活力的厚垣孢子数量统计33 3.4 结果和分析33-37
3.4.1 P.chrysosporium菌丝球不同分散技术的比较33-36
3.4.2 分散后有生物活力的厚垣孢子数量统计36-37 3.5 小结37-38第四章 厚垣孢子对SBR中活性污泥降酚效果及其微生物群落结构的影响38-60 4.1 前言38 4.2 实验材料38-39
4.2.1 菌种38
4.2.2 培养基38-39
4.2.3 种子污泥39
4.2.4 人工合成废水39 4.3 实验方法39-41
4.3.1 反应器运行模式39
4.3.2 污泥性质的测定39
4.3.3 苯酚降解的动力学分析39-40
4.3.4 用454高通量测序技术研究活性污泥微生物群落结构40-41 4.4 结果和分析41-57
4.4.1 活性污泥性质的测定41-42
4.4.2 苯酚降解的动力学分析42-43
4.4.3 活性污泥中微生物群落的生物信息学分析43-57 4.5 小结57-60参考文献60-70致谢70-72攻读学位期间发表的学术论文72-73
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[硕士毕业论文]论文目录&致谢第1-8页摘要第8-9页第一章 文献综述第9-22页　　1 土壤污染状况第10-13页　　　　· 土壤污染的现状第10-11页　　　　· 土壤污染的来源第11-12页　　　　· 土壤污染的修复现状第12-13页　　2 土壤污染修复技术种类第13-15页　　　　· 原位修复技术第14页　　　　· 异位修复技术第14-15页　　3 土壤污染修复的研究趋势第15-16页　　4 有机污染土壤的微生物修复第16-17页　　　　· 有机污染土壤的微生物修复机理第16页　　　　· 影响有机污染物微生物修复的因素第16-17页　　　　· 有机污染土壤微生物修复的强化措施第17页　　5 白腐真菌的研究第17-20页　　　　· 白腐菌的生物学特性第17-19页　　　　· 白腐菌降解有机污染物的机理第19页　　　　· 白腐菌在降解有机污染物中的优势第19-20页　　　　· 白腐菌在土壤修复方面的研究与应用第20页　　6 生物菌剂的研究与开发第20-22页第二章 黄孢原毛平革菌菌剂的制备第22-27页　　1 引言第22页　　2 材料与方法第22-24页　　　　· 试验材料第22页　　　　　　· 菌种第22页　　　　　　· 主要仪器第22页　　　　　　· 培养基第22页　　　　· 试验方法第22-24页　　　　　　· 菌种的活化第22-23页　　　　　　· 三角瓶固体发酵培养第23页　　　　　　· 袋料固体发酵培养第23页　　　　　　· 菌料的曲盘培养第23页　　　　　　· 孢子耐温性试验第23页　　　　　　· 固体曲盘发酵菌剂的干燥第23页　　　　　　· 黄孢原毛平革菌孢子含量测定第23-24页　　3 结果与分析第24-26页　　　　· 不同培养条件对孢子产量的影响第24-25页　　　　· 温度对孢子活性的影响第25-26页　　　　· 培养时间对孢子产量的影响第26页　　4 小结第26-27页第三章 黄孢原毛平革菌在田间中的增殖试验第27-35页　　1 引言第27页　　2 材料与方法第27-30页　　　　· 试验材料第27-28页　　　　　　· 试验田第27页　　　　　　· 菌剂第27页　　　　　　· 填充基质及培养基第27页　　　　　　· 试验药品及仪器第27-28页　　　　· 试验方法第28-30页　　　　　　· 试验地块的处理第28页　　　　　　· 基质的添加方法第28-29页　　　　　　· 五氯酚的添加方法第29页　　　　　　· 土壤温度的测定第29页　　　　　　· P.chrysosporium 有效菌落数测定第29-30页　　　　　　· 土壤pH 值的测定第30页　　　　　　· 土壤含水量的测定第30页　　3 结果与分析第30-34页　　　　· 土壤样品的基本性质第30页　　　　· 添加不同基质对 P.chrysosporium 数量的影响第30-31页　　　　· P.chrysosporium 对土壤中细菌的影响第31页　　　　· P.chrysosporium 对土壤中放线菌的影响第31-32页　　　　· 基质配比对 P.chrysosporium 生长的影响第32页　　　　· 五氯酚对 P.chrysosporium 生长的影响第32-33页　　　　· 地温对 P.chrysosporium 生长的影响第33-34页　　4 小结第34-35页第四章 黄孢原毛平革菌菌剂修复有机污染的土壤第35-44页　　1 引言第35页　　2 材料与方法第35-39页　　　　· 试验材料第35-36页　　　　　　· 试验田第35页　　　　　　· 菌剂及基质第35页　　　　　　· 试验药品第35-36页　　　　　　· 主要仪器第36页　　　　· 试验方法第36-39页　　　　　　· 五氯酚降解试验处理第36页　　　　　　· 混合有机污染物降解试验处理第36页　　　　　　· 土样采集及处理第36页　　　　　　· 土样中PCP 的测定方法：藏红T—分光光度法第36-37页　　　　　　· 土样中氯代硝基苯类化合物的测定方法第37-38页　　　　　　· 精密度和回收率试验第38-39页　　3 结果与分析第39-43页　　　　· 季节对五氯酚的降解的影响第39-40页　　　　· 基质对五氯酚降解率的影响第40-41页　　　　· 黄孢原毛平革菌对混和有机污染物的降解第41-43页　　4 小结第43-44页第五章 结论与讨论第44-46页　　1 结论第44页　　2 讨论第44-46页参考文献第46-50页ABSTRACT第50-51页
本篇论文共51页，。
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