菌株P.Putida PAO-1的反硝化功能、形态可塑性及对非相关碳源代谢的研究

发布时间：2017-06-22 11:07

  本文关键词：菌株P.Putida PAO-1的反硝化功能、形态可塑性及对非相关碳源代谢的研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：氮、磷元素的去除是解决富营养化问题的关键,反硝化除磷融合了生物除磷和生物脱氮两个过程,具有很好的研究与应用前景。生物脱氮除磷工艺、相关微生物的反硝化除磷特性等被广泛研究,但很多研究局限于混合培养微生物,对纯培养菌株的相关特性研究较为有限。此外,至今为止不乏关于丝状菌聚磷、反硝化除磷碳源的研究,而针对聚磷菌的变形特性、对非挥发性脂肪酸相关性碳源(如甲苯、苯酚、氨基酸等)代谢的相关研究数量有限。本论文将从实验室运行稳定的厌氧/好氧交替生物滤池中分离筛选并于实验室4℃保存的菌株P.Putida PAO-1作为研究对象。从其反硝化能力、形态可塑性及对甲苯、苯酚和L-亮氨酸的代谢情况三方面进行了研究,得到的结论如下:(1)采用厌氧合成废水检测菌株P.Putida PAO-1的反硝化特性。经过厌氧培养12 h后,菌株P.Putida PAO-1对SCOD(soluble chemical oxygen demand,SCOD)的消耗率和消耗速率分别为83.95%和17.26mg/(g·h);对SOP(soluble orthophosphate,SOP)的释放率和释放速率分别为51.47%和0.64 mg/(g·h),每吸收1 g SCOD的释磷量(P/C)为0.039g P/g SCOD。无论在好氧还是缺氧条件下,菌株P.Putida PAO-1都能够吸收磷,吸磷率分别为59.46%和32.89%,吸磷速率分别为1.04mg/(g·h)和0.60 mg/(g·h)。在NO_3~－-N充足的条件下,其浓度对菌株P.Putida PAO-1缺氧吸磷影响很小。菌株P.Putida PAO-1能够以NO_3~－-N和NO_2~－-N为电子受体进行反硝化除磷,但是以NO_3~－-N作为电子受体时,除磷率和速率都明显高于以NO_2~－-N为电子受体的情况。(2)p H、温度、盐度条件对菌株P.Putida PAO-1的生长量和除磷率的影响。菌株P.Putida PAO-1最适生长的p H、温度、盐度分别为7、30℃、0 g/L。在最适p H、温度、盐度条件下,菌株P.Putida PAO-1的好氧生长吸磷率可达33%。通过对不同p H、温度、盐度条件下菌株P.Putida PAO-1的形态进行分析,菌株P.Putida PAO-1在生长过程中具有形态可塑性。(3)对非相关性碳源的吸收情况。菌株P.Putida PAO-1能够利用甲苯做为唯一碳源以供自身生长需要。并且当甲苯浓度为0.088 g/L时,菌株P.Putida PAO-1适应期较短,几乎没有稳定期,直接进入衰亡期,最终对甲苯的去除率为71.2%;当甲苯浓度为0.176 g/L时,菌株P.Putida PAO-1迅速生长,几乎没有适应期,浓度变化跟其生长曲线趋势一致,最终对甲苯的去除率为81.4%;当甲苯浓度为0.352 g/L时,菌株P.Putida PAO-1适应期和稳定期均较短,浓度变化基本跟其生长曲线趋势一致,最终对甲苯的去除率为72%。此外,菌株P.Putida PAO-1对苯酚和L-亮氨酸没有代谢能力。
【关键词】：菌株P.Putida PAO-1 反硝化 形态可塑性 非相关碳源
【学位授予单位】：东华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X172
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 绪论12-24
• 1.1 我国水资源现状12-13
• 1.2 生物除磷研究现状13-17
• 1.2.1 生物除磷机理13-14
• 1.2.2 聚磷菌14-17
• 1.3 生物脱氮17-21
• 1.3.1 传统生物脱氮过程17-18
• 1.3.2 反硝化除磷的研究进展18-19
• 1.3.3 反硝化除磷的主要因素19-21
• 1.4 丝状菌聚磷21-22
• 1.5 聚磷菌对不同碳源的利用22-23
• 1.6 本课题研究内容与目的23-24
• 1.6.1 研究内容23
• 1.6.2 研究目的与意义23-24
• 第二章 实验材料与方法24-33
• 2.1 实验流程24
• 2.2 实验材料24-30
• 2.2.1 实验菌株来源24-25
• 2.2.2 仪器设备25-26
• 2.2.3 主要化学试剂26
• 2.2.4 测定项目所用的主要溶液26-28
• 2.2.5 培养基28-30
• 2.3 实验检测指标与方法30-33
• 2.3.1 主要检测指标与分析方法30
• 2.3.2 主要检测方法30-33
• 第三章 菌株P.Putida PAO-1 的反硝化能力研究33-43
• 3.1 引言33
• 3.2 菌株P.Putida PAO-1 的活化、富集和驯化33-34
• 3.2.1 活化33
• 3.2.2 富集33-34
• 3.2.3 驯化34
• 3.3 厌氧/好氧(缺氧)交替条件下间歇试验34-35
• 3.4 不同条件下菌株P.Putida PAO-1 反硝化除磷特性研究35-37
• 3.4.1 不同NO_3~－-N浓度35-36
• 3.4.2 不同氮源36
• 3.4.3 不同缺氧培养时长36-37
• 3.5 实验结果37-41
• 3.5.1 间歇实验中菌株P.Putida PAO-1 反硝化除磷能力的探索37-40
• 3.5.2 NO_3~--N浓度对菌株P.Putida PAO-1 反硝化除磷能力的影响40
• 3.5.3 氮源对菌株P.Putida PAO-1 反硝化能力的影响40-41
• 3.5.4 时间对菌株P.Putida PAO-1 反硝化能力的影响41
• 3.6 总结41-43
• 第四章 菌株P.Putida PAO-1 的形态可塑性研究43-57
• 4.1 引言43
• 4.2 菌株P.Putida PAO-1 的活化和富集43
• 4.3 实验设计43-45
• 4.3.1 p H对菌株P.Putida PAO-1 形态的影响43-44
• 4.3.2 温度对菌株P.Putida PAO-1 形态的影响44
• 4.3.3 盐度对菌株P.Putida PAO-1 形态的影响44-45
• 4.4 实验结果与分析45-55
• 4.4.1 菌株P.Putida PAO-1 的生长45-46
• 4.4.2 p H对菌株P.Putida PAO-1 生长、除磷性能和形态的影响46-49
• 4.4.3 温度对菌株P.Putida PAO-1 生长、除磷性能和形态的影响49-52
• 4.4.4 盐度对菌株P.Putida PAO-1 生长、除磷性能和形态的影响52-55
• 4.4.5 TEM视野中菌株P.Putida PAO-1 的形态变化55
• 4.5 多因素方差分析结果55-56
• 4.6 总结56-57
• 第五章 菌株P.Putida PAO-1 对非相关碳源代谢的研究57-64
• 5.1 引言57
• 5.2 菌株P.Putida PAO-1 的活化、富集和驯化57
• 5.3 实验设计57-60
• 5.3.1 不同浓度甲苯为唯一碳源58
• 5.3.2 不同浓度苯酚为唯一碳源58-59
• 5.3.3 不同浓度L-亮氨酸唯一碳源59-60
• 5.4 结果与分析60-63
• 5.4.1 菌株P.Putida PAO-1 对不同浓度甲苯的代谢能力60-61
• 5.4.2 菌株P.Putida PAO-1 对不同浓度苯酚的代谢能力61-62
• 5.4.3 菌株P.Putida PAO-1 对不同浓度L-亮氨酸的代谢能力62-63
• 5.5 总结63-64
• 第六章 结论与展望64-66
• 6.1 结论64-65
• 6.2 展望65-66
• 参考文献66-72
• 攻读学位期间的研究成果目录72-73
• 致谢73

【参考文献】

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本文编号：471597