嗜硫原始红藻混养处理高氨氮工业废水联产藻胆蛋白
发布时间：2021-03-03 09:41
高氨氮工业废水具有排放量大、盐度高、毒性强、可生化性差、处理难度大等特点,传统处理方法面临能耗和成本高、造成二次污染、资源化利用率低等固有局限性。嗜硫原始红藻（Galdieria sulphuraria）是一种来自硫酸型温泉极端环境的单细胞微藻,能耐受强酸、高温、有毒金属等胁迫条件。该藻具有代谢多样性,可进行光合自养生长,也可利用多种有机碳源进行异养和混养生长并积累藻胆蛋白。目前对它的应用研究主要集中在各类废水处理和耐热型藻胆蛋白的生产。利用嗜硫原始红藻处理高氨氮工业废水,在去除废水中氨氮、净化水质的同时,还能将氨氮转化成富含蛋白（尤其是藻胆蛋白）的高价值生物质,实现废水的资源化利用、变废为宝。本研究在摇瓶系统中,首先采用标准培养基优化了嗜硫原始红藻的混养培养条件,随后采用高氨氮工业废水培养基,对处理该废水的混养培养条件进行了进一步的优化,并建立了高氨氮适应性培养策略。在5 L光发酵罐中,系统研究了该废水培养体系的放大工艺参数、氨氮去除效率与藻胆蛋白生产效率的协同性,建立了可放大的稳定、高效的光发酵技术。主要研究结果如下:1.在摇瓶系统中,系统研究了多种营养和环境因素对改良2MA培养基...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生物脱氮过程
ǔし段У墓猓?⒋?莸揭堵趟豠的主要反应中心[44]。藻胆蛋白是由作为辅基的藻胆色素和相应的脱辅基蛋白通过硫醚键共价结合形成的，其中藻胆色素是一类链状四吡咯化合物，是由血红素在一系列酶的作用下催化形成的[45]。根据光谱性质，藻胆蛋白可分为藻蓝蛋白（Phycocyanin，PC，最大吸收波长为610–620nm）、别藻蓝蛋白（Allophycocyanin，APC，最大吸收波长为650–655nm）和藻红蛋白（Phycoerythrin，PE，最大吸收波长为540–570nm）这三类[35]。在微藻细胞中，藻胆蛋白主要是以藻胆体这一超分子复合体的形式存在的，其结构如图1-2所示。图1-2藻胆体结构[35]Fig.1-2Thestructureofphycobilisome藻胆蛋白是一种无毒、不致癌的天然色素，稳定性较强，因此被用作食品、软饮料、化妆品的天然着色剂[46]。藻胆蛋白具有荧光量子产率高、斯托克斯位移大、不易淬灭等特性，是一种理想的荧光标记物，被广泛应用在生物医学研究、诊断等领域[47]。由于其优良的荧光特性，藻胆蛋白还可作为一种光敏剂应用在肿瘤光动力治疗中[48]。除此之外，藻胆蛋白还具有抗氧化、抗炎、抗癌、神经保护、肝保护等多种生理活性，另有研究表明藻胆蛋白可以有效抑制细胞增殖，因此，它还可以作为抗癌剂使用[44]。
华南理工大学硕士学位论文16日光灯的光谱组成为红：绿：蓝（R:G:B）=12.3：81.7：6，全光谱LED灯的光谱组成为红：绿：蓝（R:G:B）=18.9：76.1：5.1。图2-1LED灯光谱图Fig.2-1SpectralcurvesofLEDlight2.1.1.3实验试剂实验所用主要试剂如表2-2所示。表2-2主要试剂Table2-2Mainreagents试剂名称规格生产厂家葡萄糖分析纯上海伯奥生物科技有限公司硫酸铵分析纯天津市大茂化学试剂厂磷酸二氢钾分析纯天津市福晨化学试剂有限公司七水合硫酸镁分析纯天津市大茂化学试剂厂二水合氯化钙分析纯上海国药化学试剂有限公司乙二胺四乙酸钠铁分析纯上海麦克林生化科技有限公司硼酸分析纯天津市大茂化学试剂厂四水合氯化锰分析纯天津市大茂化学试剂厂氯化锌分析纯上海国药化学试剂有限公司钼酸钠分析纯天津市北辰方正化学试剂厂六水合氯化钴分析纯天津市博迪化工有限公司二水合氯化铜分析纯天津市北辰方正化学试剂厂无水硫酸铜分析纯天津市福晨化学试剂有限公司硫酸钾分析纯上海国药化学试剂有限公司浓硫酸分析纯天津市大茂化学试剂厂氢氧化钠分析纯天津启轮化学科技有限公司无水乙醇分析纯天津市大茂化学试剂厂磷酸氢二钠分析纯天津市福晨化学试剂有限公司磷酸二氢钠分析纯天津市福晨化学试剂有限公司甲基红分析纯天津市天新精细化工开发中心溴甲酚绿分析纯天津市天新精细化工开发中心
【参考文献】：
期刊论文
[1]硝化菌在颜染料高氨氮废水处理中的应用[J]. 杨华军,张轶凡,孙晓莹,李红霞. 资源节约与环保. 2020(01)
[2]Mg2+对糖蜜酒精废醪液培养单针藻（Monoraphidium sp.FXY-10）油脂合成的影响[J]. 乔腾生,董训赞,黄力,余旭亚. 海洋与湖沼. 2019(05)
[3]贵金属生产中高氨氮废水的处理研究[J]. 刘国旗,任志勇,李欢,郅欢欢,王红梅,张静,白延利,孟俊杰. 中国金属通报. 2019(06)
[4]微藻废水生物处理技术研究进展[J]. 潘禹,王华生,刘祖文,闫海. 应用生态学报. 2019(07)
[5]Nitrifiers activity and community characteristics under stress conditions in partial nitrification systems treating ammonium-rich wastewater[J]. Jia Miao,Qidong Yin,Tomoyuki Hori,Tomo Aoyagi,Hiroshi Habe,Guangxue Wu. Journal of Environmental Sciences. 2018(11)
[6]氨氮废水处理技术比较[J]. 姜镭. 黑龙江环境通报. 2018(01)
[7]植物多酚吸持-硫酸铁沉淀法去除水中氨氮的效果及影响因素研究[J]. 余雅琳,杨德坤,高菲,李琦,孙露露,梁剑茹,周立祥. 南京农业大学学报. 2018(01)
[8]Removing ammonium from water and wastewater using cost-effective adsorbents: A review[J]. Jianyin Huang,Nadeeka Rathnayake Kankanamge,Christopher Chow,David T.Welsh,Tianling Li,Peter R.Teasdale. Journal of Environmental Sciences. 2018(01)
[9]沸石曝气生物滤池短程硝化特性及其机制[J]. 杨永愿,汪晓军,赵爽,陈振国. 中国环境科学. 2017(12)
[10]酸驯化和紫外诱导提高微藻耐酸性[J]. 史飞飞,陈通,程蔚兰,宋程飞,季春丽,李润植. 生物技术通报. 2017(08)
博士论文
[1]眼点微拟球藻（Nannochlotropsis oculata）和朱氏四爿藻（Tetraselmis chuii）的异养与兼养研究[D]. 鹿琳.中国海洋大学 2015
[2]利用味精废水培养普通小球藻以及养藻废水的生物强化处理[D]. 纪雁.山东大学 2014
[3]蓝藻色素蛋白的生物合成及应用研究[D]. 伍贤军.华中科技大学 2013
[4]小球藻培养过程代谢机制的跨组学研究[D]. 陆姝欢.天津大学 2012
硕士论文
[1]净化酒精废水微藻的筛选及效果评价[D]. 萧铭明.广东海洋大学 2019
[2]基于蛋白核小球藻培养的高效处理富铵废水联产生物质研究[D]. 余宗苡.华南理工大学 2019
[3]基于微藻养殖的养猪沼液预处理技术研究[D]. 吴盼盼.南昌大学 2015
[4]利用微拟球藻深度净化城市生活污水的研究[D]. 王亚洁.中国海洋大学 2014
[5]利用绿藻处理高氨氮养猪沼液的预处理方法研究[D]. 徐畅.南昌大学 2014
[6]尿液和城市废水应用于微藻的培养[D]. 常园园.浙江大学 2013
[7]不同碳源和光照周期对三种微藻生长及油脂积累的影响[D]. 彭文琴.南昌大学 2012
[8]微藻对氮磷营养盐的脱除利用与废水净化[D]. 边磊.浙江大学 2010
[9]紫球藻的廉价培养及藻红蛋白纯化的研究[D]. 陈伟平.福建师范大学 2008
[10]普通小球藻对味精废水的净化及其资源化研究[D]. 殷国梁.天津大学 2007
本文编号：3061050
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
生物脱氮过程
ǔし段У墓猓?⒋?莸揭堵趟豠的主要反应中心[44]。藻胆蛋白是由作为辅基的藻胆色素和相应的脱辅基蛋白通过硫醚键共价结合形成的，其中藻胆色素是一类链状四吡咯化合物，是由血红素在一系列酶的作用下催化形成的[45]。根据光谱性质，藻胆蛋白可分为藻蓝蛋白（Phycocyanin，PC，最大吸收波长为610–620nm）、别藻蓝蛋白（Allophycocyanin，APC，最大吸收波长为650–655nm）和藻红蛋白（Phycoerythrin，PE，最大吸收波长为540–570nm）这三类[35]。在微藻细胞中，藻胆蛋白主要是以藻胆体这一超分子复合体的形式存在的，其结构如图1-2所示。图1-2藻胆体结构[35]Fig.1-2Thestructureofphycobilisome藻胆蛋白是一种无毒、不致癌的天然色素，稳定性较强，因此被用作食品、软饮料、化妆品的天然着色剂[46]。藻胆蛋白具有荧光量子产率高、斯托克斯位移大、不易淬灭等特性，是一种理想的荧光标记物，被广泛应用在生物医学研究、诊断等领域[47]。由于其优良的荧光特性，藻胆蛋白还可作为一种光敏剂应用在肿瘤光动力治疗中[48]。除此之外，藻胆蛋白还具有抗氧化、抗炎、抗癌、神经保护、肝保护等多种生理活性，另有研究表明藻胆蛋白可以有效抑制细胞增殖，因此，它还可以作为抗癌剂使用[44]。
华南理工大学硕士学位论文16日光灯的光谱组成为红：绿：蓝（R:G:B）=12.3：81.7：6，全光谱LED灯的光谱组成为红：绿：蓝（R:G:B）=18.9：76.1：5.1。图2-1LED灯光谱图Fig.2-1SpectralcurvesofLEDlight2.1.1.3实验试剂实验所用主要试剂如表2-2所示。表2-2主要试剂Table2-2Mainreagents试剂名称规格生产厂家葡萄糖分析纯上海伯奥生物科技有限公司硫酸铵分析纯天津市大茂化学试剂厂磷酸二氢钾分析纯天津市福晨化学试剂有限公司七水合硫酸镁分析纯天津市大茂化学试剂厂二水合氯化钙分析纯上海国药化学试剂有限公司乙二胺四乙酸钠铁分析纯上海麦克林生化科技有限公司硼酸分析纯天津市大茂化学试剂厂四水合氯化锰分析纯天津市大茂化学试剂厂氯化锌分析纯上海国药化学试剂有限公司钼酸钠分析纯天津市北辰方正化学试剂厂六水合氯化钴分析纯天津市博迪化工有限公司二水合氯化铜分析纯天津市北辰方正化学试剂厂无水硫酸铜分析纯天津市福晨化学试剂有限公司硫酸钾分析纯上海国药化学试剂有限公司浓硫酸分析纯天津市大茂化学试剂厂氢氧化钠分析纯天津启轮化学科技有限公司无水乙醇分析纯天津市大茂化学试剂厂磷酸氢二钠分析纯天津市福晨化学试剂有限公司磷酸二氢钠分析纯天津市福晨化学试剂有限公司甲基红分析纯天津市天新精细化工开发中心溴甲酚绿分析纯天津市天新精细化工开发中心
【参考文献】：
期刊论文
[1]硝化菌在颜染料高氨氮废水处理中的应用[J]. 杨华军,张轶凡,孙晓莹,李红霞. 资源节约与环保. 2020(01)
[2]Mg2+对糖蜜酒精废醪液培养单针藻（Monoraphidium sp.FXY-10）油脂合成的影响[J]. 乔腾生,董训赞,黄力,余旭亚. 海洋与湖沼. 2019(05)
[3]贵金属生产中高氨氮废水的处理研究[J]. 刘国旗,任志勇,李欢,郅欢欢,王红梅,张静,白延利,孟俊杰. 中国金属通报. 2019(06)
[4]微藻废水生物处理技术研究进展[J]. 潘禹,王华生,刘祖文,闫海. 应用生态学报. 2019(07)
[5]Nitrifiers activity and community characteristics under stress conditions in partial nitrification systems treating ammonium-rich wastewater[J]. Jia Miao,Qidong Yin,Tomoyuki Hori,Tomo Aoyagi,Hiroshi Habe,Guangxue Wu. Journal of Environmental Sciences. 2018(11)
[6]氨氮废水处理技术比较[J]. 姜镭. 黑龙江环境通报. 2018(01)
[7]植物多酚吸持-硫酸铁沉淀法去除水中氨氮的效果及影响因素研究[J]. 余雅琳,杨德坤,高菲,李琦,孙露露,梁剑茹,周立祥. 南京农业大学学报. 2018(01)
[8]Removing ammonium from water and wastewater using cost-effective adsorbents: A review[J]. Jianyin Huang,Nadeeka Rathnayake Kankanamge,Christopher Chow,David T.Welsh,Tianling Li,Peter R.Teasdale. Journal of Environmental Sciences. 2018(01)
[9]沸石曝气生物滤池短程硝化特性及其机制[J]. 杨永愿,汪晓军,赵爽,陈振国. 中国环境科学. 2017(12)
[10]酸驯化和紫外诱导提高微藻耐酸性[J]. 史飞飞,陈通,程蔚兰,宋程飞,季春丽,李润植. 生物技术通报. 2017(08)
博士论文
[1]眼点微拟球藻（Nannochlotropsis oculata）和朱氏四爿藻（Tetraselmis chuii）的异养与兼养研究[D]. 鹿琳.中国海洋大学 2015
[2]利用味精废水培养普通小球藻以及养藻废水的生物强化处理[D]. 纪雁.山东大学 2014
[3]蓝藻色素蛋白的生物合成及应用研究[D]. 伍贤军.华中科技大学 2013
[4]小球藻培养过程代谢机制的跨组学研究[D]. 陆姝欢.天津大学 2012
硕士论文
[1]净化酒精废水微藻的筛选及效果评价[D]. 萧铭明.广东海洋大学 2019
[2]基于蛋白核小球藻培养的高效处理富铵废水联产生物质研究[D]. 余宗苡.华南理工大学 2019
[3]基于微藻养殖的养猪沼液预处理技术研究[D]. 吴盼盼.南昌大学 2015
[4]利用微拟球藻深度净化城市生活污水的研究[D]. 王亚洁.中国海洋大学 2014
[5]利用绿藻处理高氨氮养猪沼液的预处理方法研究[D]. 徐畅.南昌大学 2014
[6]尿液和城市废水应用于微藻的培养[D]. 常园园.浙江大学 2013
[7]不同碳源和光照周期对三种微藻生长及油脂积累的影响[D]. 彭文琴.南昌大学 2012
[8]微藻对氮磷营养盐的脱除利用与废水净化[D]. 边磊.浙江大学 2010
[9]紫球藻的廉价培养及藻红蛋白纯化的研究[D]. 陈伟平.福建师范大学 2008
[10]普通小球藻对味精废水的净化及其资源化研究[D]. 殷国梁.天津大学 2007
本文编号：3061050
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