群体感应淬灭菌的固定化及其抗膜污染性能研究
发布时间：2020-08-06 23:10
【摘要】：针对膜生物反应器(membrane bioreactor,MBR)中膜生物污染问题,本文基于微生物的群体感应淬灭(quorum quenching,QQ)作用来控制膜生物污染。以对群体感应(quorum sensing,QS)信号分子具有高效生物降解作用的群体感应淬灭菌Rhodococcus sp.BH4为固定化对象,选择聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)和海藻酸钠(sodium alginate,SA)为固定化基质,添加少量的粉末活性炭(powdered activated carbon,PAC)作为固定化改良剂,与硼酸-氯化钙、硫酸钠交联后完成对淬灭菌的包埋固定。考察了PAC对固定化淬灭菌复合凝胶小球的影响,进行了固定化淬灭菌复合凝胶小球去除QS信号分子C8-HSL(N-octanoyl-DLhomoserine lactone)的实验,探究了固定化淬灭菌复合凝胶球的抗膜污染效果。以固定化淬灭菌复合凝胶小球的成球性、机械强度、弹性以及分散性为考察指标确定了固定化基质中PVA和SA的最佳浓度分别为10%和0.9%(w/v)。固定化淬灭菌复合凝胶小球中PAC浓度为1%(w/v)时,其机械强度提高了11.3%。PAC浓度为1.5%时,其传质性能提高了30%。此外,PAC浓度为1%时,固定化淬灭菌复合凝胶小球对C8-HSL的去除率在90%以上,综合得到PAC的最佳浓度为1%。采用多壁碳纳米管(multiwalled carbon nanotubes,MCNTs)作为改良剂的固定化淬灭菌复合凝胶小球,因其生物活性受到了MCNTs的抑制,对C8-HSL的去除效果不明显。C8-HSL去除实验表明,固定化淬灭菌复合凝胶小球(1%PAC-PVA淬灭菌小球)对C8-HSL的去除能力明显高于游离型淬灭菌。其去除C8-HSL的最适温度为20-30℃,最适宜pH值为7.0左右,在反应开始前60min内,C8-HSL的去除率大于80%。淬灭菌的固定化一定程度提高了Rhodococcus sp.BH4对环境温度和pH值变化的耐受能力,使得固定化淬灭菌复合凝胶小球在废水处理应用中适应性更强。通过一个滤膜实验,研究了1%PAC-PVA淬灭菌小球的抗膜污染效果。结果表明,与未加淬灭的空白对照组相比,1%PAC-PVA淬灭菌小球维持膜通量,减缓膜通量的下降效果明显。另外,在固定化淬灭菌复合凝胶小球的淬灭作用下,生物膜的生长也受到了明显抑制,与前者表现出了一致的抗膜污染效果。在本实验周期内,1%PAC-PVA淬灭菌小球的微生物活性在实验前2天内有所下降,随着实验继续进行固定化微生物活性逐渐恢复至初始水平,并且活性恢复速度要比未添加PAC的固定化淬灭菌小球更快,这表明了1%PAC-PVA淬灭菌小球具有更好活性稳定性
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703
【图文】：
图 2.1 PVA 混合 SA 凝胶小球的基本形态示，以 PVA 和 SA 为固定化载体制作的凝胶得其直径在 3.5mm 左右，该小球具有一定的表 2.4 不同浓度 PVA 与 SA 制成的凝胶小球基（w/v） SA（w/v） 成球性 手感6% 2% 差 低6% 3% 差 低8% 1.2% 好 中10% 0.9% 好 高11% 0.9% 一般 高12% 0.8% 差 高14% 0.8% 差 高知，随着 PVA 的浓度增大，小球的弹性逐联形成的凝胶强度要优于海藻酸钠与氯化
群体感应淬灭菌的固定化及其抗膜污染性能研究对群体感应淬灭菌进行包埋，并用 X-Ga凝胶小球对 AHL 的去除效率。PVA、SA 混菌凝胶小球的表观形态分别如图 2.2 和图 25 所示。
末活性炭（PAC）对群体感应淬灭菌进行包埋，并用 X-Gal 生物显色法测定其固定化淬灭菌复合凝胶小球对 AHL 的去除效率。PVA、SA 混合 PAC、MCNTs 固定化群体感应淬灭菌凝胶小球的表观形态分别如图 2.2 和图 2.3 所示，其相应的 AHL去除能力如表 2.5 所示。图 2.2 PAC-PVA 凝胶小球的基本形态图 2.3 MCNTs-PVA 凝胶小球的基本形态从图 2.2和 2.3可知，固定化群体感应淬灭菌凝胶小球在添加了 PAC和 MCNTs以后，外观任然是均匀的球体，球体大小基本没有变化，其直接仍为 3.5mm 左右。但是二者的颜色发生了变化，PAC-PVA 固定化淬灭菌复合凝胶小球和 MCNTs-PVA 固定化淬灭菌复合凝胶小球的颜色分别均为灰黑色。这是因为 PAC 和MCNTs 均为黑色粉末，将它们作为添加剂加入 PVA 和 SA 的混合载体基质后，
本文编号：2783102
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703
【图文】：
图 2.1 PVA 混合 SA 凝胶小球的基本形态示，以 PVA 和 SA 为固定化载体制作的凝胶得其直径在 3.5mm 左右，该小球具有一定的表 2.4 不同浓度 PVA 与 SA 制成的凝胶小球基（w/v） SA（w/v） 成球性 手感6% 2% 差 低6% 3% 差 低8% 1.2% 好 中10% 0.9% 好 高11% 0.9% 一般 高12% 0.8% 差 高14% 0.8% 差 高知，随着 PVA 的浓度增大，小球的弹性逐联形成的凝胶强度要优于海藻酸钠与氯化
群体感应淬灭菌的固定化及其抗膜污染性能研究对群体感应淬灭菌进行包埋，并用 X-Ga凝胶小球对 AHL 的去除效率。PVA、SA 混菌凝胶小球的表观形态分别如图 2.2 和图 25 所示。
末活性炭（PAC）对群体感应淬灭菌进行包埋，并用 X-Gal 生物显色法测定其固定化淬灭菌复合凝胶小球对 AHL 的去除效率。PVA、SA 混合 PAC、MCNTs 固定化群体感应淬灭菌凝胶小球的表观形态分别如图 2.2 和图 2.3 所示，其相应的 AHL去除能力如表 2.5 所示。图 2.2 PAC-PVA 凝胶小球的基本形态图 2.3 MCNTs-PVA 凝胶小球的基本形态从图 2.2和 2.3可知，固定化群体感应淬灭菌凝胶小球在添加了 PAC和 MCNTs以后，外观任然是均匀的球体，球体大小基本没有变化，其直接仍为 3.5mm 左右。但是二者的颜色发生了变化，PAC-PVA 固定化淬灭菌复合凝胶小球和 MCNTs-PVA 固定化淬灭菌复合凝胶小球的颜色分别均为灰黑色。这是因为 PAC 和MCNTs 均为黑色粉末，将它们作为添加剂加入 PVA 和 SA 的混合载体基质后，
【参考文献】
相关期刊论文 前5条
1 郭静仪,尹华,彭辉,叶锦韶,张娜,王会霞,卢显妍;木屑固定除油菌处理含油废水的研究[J];生态科学;2005年02期
2 刘蕾,李杰,王亚娥;生物固定化技术中的包埋材料[J];净水技术;2005年01期
3 段明峰,吴卫霞,肖俊霞,李良红;利用固定化细胞技术处理废水研究进展[J];油气田环境保护;2004年03期
4 王里奥,崔志强,钱宗琴,郑阳华;微生物固定化的发展及在废水处理中的应用[J];重庆大学学报(自然科学版);2004年03期
5 周涛;浅谈MBR膜生物反应器的应用[J];铁道标准设计;2002年08期
本文编号：2783102
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/huanjinggongchenglunwen/2783102.html
