嗜盐小盒菌杜氏藻资源化处理高盐度腌制废水的试验初探
发布时间：2020-09-10 15:50
酱腌菜产业在带来经济效益的同时也产生大量高盐高氮磷高有机物的腌制废水,该类废水对环境危害性较大且目前尚无合适的处理方法。本实验选取耐盐微生物为研究对象,探索资源化处理腌制废水的可行性。首先,成功从野外筛选驯化出耐盐性较强的嗜盐小盒菌和杜氏藻,研究嗜盐小盒菌、杜氏藻的最佳适生条件以及环境因素对菌藻生理生化特性的影响。探讨杜氏藻系统、嗜盐小盒菌系统、菌藻混合系统对不同浓度腌制废水的净化效果,并在最佳降解条件下,从水质特性、生物副产物产量、结晶盐质量的角度分析降解产物资源化利用的可行性。最后,通过研究不同氮磷浓度下菌藻对氮磷元素吸附量和吸收量的变化,揭示杜氏藻、嗜盐小盒菌的氮磷转化机制。主要结论如下:(1)采用高盐胁迫和平板划线法,成功从连云港某沿海盐场筛选分离出2株可在250 g/L NaCl浓度下生存的耐盐微生物,经形态观察、16S rDNA测序和18S rDNA测序鉴定分析可知,这2株微生物分别属于杜氏藻属和嗜盐小盒菌属。采用改良的Johnson培养基对菌藻进行高氮磷高有机碳源的驯化培养,结果表明在本实验条件下嗜盐小盒菌、杜氏藻的生长周期均在14天左右,而且培养出来的杜氏藻富含β-胡萝卜素,该藻株商业价值潜力较大。(2)通过单因素实验确定嗜盐小盒菌、杜氏藻的最佳生长条件,嗜盐小盒菌在pH=6.0、盐度200 g/L、葡萄糖浓度5 g/L条件下生长状态最佳,杜氏藻在全光照、pH=8.0、盐度50 g/L、葡萄糖浓度10 g/L条件下生长状态最佳。另外,研究发现环境因素对杜氏藻生化成分的影响较大,弱碱性、高盐度、添加有机碳源的环境有利于杜氏藻体内β-胡萝卜素和总糖的积累,短光照、弱碱性、高盐度的环境有利于杜氏藻体内蛋白质的积累,短光照、弱酸性、高盐度的环境有利于杜氏藻体内总脂的积累。(3)在最佳适生条件下,菌藻混合系统对不同浓度腌制废水的净化能力均大于单个嗜盐小盒菌、杜氏藻系统的净化效果。对比杜氏藻系统和嗜盐小盒菌系统的实验结果可以发现,当废水浓度较低时杜氏藻系统对废水COD去除率较高,当腌制废水浓度高于40%后,嗜盐小盒菌系统对废水有机污染物的净化效果较好。另外,杜氏藻系统、嗜盐小盒菌系统、菌藻混合系统对腌制废水中氮磷污染物有明显的净化效果,三种系统对不同浓度腌制废水总磷的去除率都在60%以上。(4)实验结果表明资源化利用菌藻降解产物的可行性较高。嗜盐小盒菌、杜氏藻对某些污染物净化效果较好,但是三种系统出水中依然存在芳香族类、有机卤素类、烷烃类化合物,需要结合其他工艺深度处理后才能回用。另外,菌藻系统的高价值生物副产物较多,其中蛋白质产量0.417 g/L、总糖产量0.431 g/L、总脂产量0.787 g/L、β-胡萝卜素产量5.430 mg/L。而且,菌藻系统出水的结晶盐质量最佳。和原水相比菌藻系统试验组的氯化钠纯度提高了8.9%,除钙镁离子总量和水不溶物没有达到国标要求,其他理化指标均满足日晒工业盐的二级标准。(5)在探究嗜盐小盒菌、杜氏藻对氮磷元素转化机制的实验中发现,和氮磷缺乏相比高氮磷胁迫对菌藻生长的抑制性较弱,而且在高氮磷胁迫的环境下菌藻对氮磷元素的吸附能力大于吸收能力。单个杜氏藻细胞表面吸附的氮元素占整体的56.7%、单个杜氏藻细胞表面吸附的磷元素占整体的53.2%,嗜盐小盒菌吸附氮元素占整体的71.4%、吸附磷元素占整体的80.8%。然而,当菌藻从高氮磷环境暴露在低氮磷环境后,菌藻都会溶解部分细胞表面吸附的氮磷元素。氮磷饥饿或氮磷抑制都不会改变菌藻特有的分子结构,只会改变菌藻体内生化成分的转化效率。
【学位单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X792;X173
【部分图文】：
青菜头的三次腌制和起池为榨菜的腌制过程，从淘洗到成品为榨菜的加工过程，具体生产工艺流程如图1.1 所示[5]。图 1.1 涪陵榨菜生产工艺流程Fig.1.1 Production process of Fuling mustard1.1 腌制废水概述1.1.1 腌制废水的生产及其水质特性食品腌制工艺在带来经济价值的同时也会产生高盐度的工业废水，譬如浙江省桐乡市 2017 年腌制榨菜产业的年产值破亿元，但全市高盐度腌制废水的年处理量在 15 万吨以上[6]。据统计，重庆市涪陵地区腌制废水的年排放量约为 135
技术路线图
图 2.1 采集的水样Fig.2.1 Collected water sample基良的 Johnson 培养基[67]筛选和培养微藻，固体培养基℃灭菌 20 min 后使用。表 2.2 培养基成分组成Table 2.2 The compositions of medium 浓度 化学药剂 50 g/L KCl O 1.5 g/L KH2PO40.5 g/L C6H12O60.151 g/L 铁盐母液①0.035 g/L 微量元素母液②O 0.5 g/L 1M Tris-HCl(pH 8.0)③液配方：Na2EDTA·2H2O 0.209 g/L，FeCl3·6H2O 0.244 g/L。
【学位单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：X792;X173
【部分图文】：
青菜头的三次腌制和起池为榨菜的腌制过程，从淘洗到成品为榨菜的加工过程，具体生产工艺流程如图1.1 所示[5]。图 1.1 涪陵榨菜生产工艺流程Fig.1.1 Production process of Fuling mustard1.1 腌制废水概述1.1.1 腌制废水的生产及其水质特性食品腌制工艺在带来经济价值的同时也会产生高盐度的工业废水，譬如浙江省桐乡市 2017 年腌制榨菜产业的年产值破亿元，但全市高盐度腌制废水的年处理量在 15 万吨以上[6]。据统计，重庆市涪陵地区腌制废水的年排放量约为 135
技术路线图
图 2.1 采集的水样Fig.2.1 Collected water sample基良的 Johnson 培养基[67]筛选和培养微藻，固体培养基℃灭菌 20 min 后使用。表 2.2 培养基成分组成Table 2.2 The compositions of medium 浓度 化学药剂 50 g/L KCl O 1.5 g/L KH2PO40.5 g/L C6H12O60.151 g/L 铁盐母液①0.035 g/L 微量元素母液②O 0.5 g/L 1M Tris-HCl(pH 8.0)③液配方：Na2EDTA·2H2O 0.209 g/L，FeCl3·6H2O 0.244 g/L。
【参考文献】
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1 李坤s
本文编号：2816002
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