当前位置:主页 > 理工论文 > 生物学论文 >

光合细菌培养工艺优化及在污水处理中应用

发布时间:2020-11-20 03:03
   光合细菌是具有原始光能合成体系的原核生物的总称,其在食品加工、清洁能源、畜禽养殖、农业种植、环境治理等方面可发挥重要作用。而目前光合细菌在培养过程中遇到一些实际问题导致培养生物量低,培养成本高,制约了光合细菌的应用前景。为了解决这些问题,本文对分离自崇明岛池塘淤泥的光合细菌混合菌及深红红螺菌进行了培养条件、培养基及培养工艺优化,并将深红红螺菌用于连续流污水处理。为了得到光合细菌最佳培养条件以及最优培养基,本文首先对光合细菌培养温度及光照强度进行优化,得出深红红螺菌最适培养温度为25℃,最适光强为5000 LUX;混合菌最适培养温度为28 ℃,2000~6000 LUX下对光照不敏感;在此基础上,先后通过Plackett-Burman实验、最陡爬坡实验和响应面设计分别对深红红螺菌及混合菌进行培养基优化,将深红红螺菌和混合菌生物量浓度提高40.77%和34.15%,至0.425和0.618 g/L。在此基础上,为了进一步提高生物量浓度,分别对光合细菌进行补料批培养。对于深红红螺菌,探究比较不同碳源流加方式对其生长的影响,结果表明,从48 h起分别将琥珀酸钠和乙酸钠浓度维持在0.2、0.16 g/L对深红红螺菌生物量累积最有利,能够将深红红螺菌生物量提高79%,至0.76 g/L;对于光合细菌混合菌,本文首次将氧化还原电位ORP(oxidation reduction potential,氧化还原电位)变化与光合细菌混合菌的培养过程相耦合,将ORP开始上升作为菌体因缺少碳源琥珀酸钠停止生长的信号,并以此指导碳源流加,最终将混合菌生物量提高115%,最终达1.46 g/L。为了研究深红螺菌在污水中应用效果,本文先后对批处理及连续流状态下模拟污水处理条件进行研究。结果表明,微好氧光照条件最有利于模拟污水处理,最适初始有机物浓度为3000 mg/L;连续流处理状态下,最佳水力停留时间为72 h,此时COD去除速率为0.715g/L/d。
【学位单位】:华东理工大学
【学位级别】:硕士
【学位年份】:2019
【中图分类】:X703;Q93-335
【文章目录】:
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 光合细菌
        1.1.1 光合细菌的定义
        1.1.2 光合细菌分类
    1.2 深红红螺菌
        1.2.1 深红红螺菌属性及分布
        1.2.2 深红红螺菌代谢特性
    1.3 光合细菌的应用
        1.3.1 光合细菌在食品、医药等领域工业应用
10的合成'>            1.3.1.1 辅酶Q10的合成
            1.3.1.2 天然色素的合成
            1.3.1.3 合成5-氨基乙酰丙酸
            1.3.1.4 加工成保健品
        1.3.2 光合细菌在新能源工业中应用
        1.3.3 光合细菌在农业应用
        1.3.4 光合细菌在养殖业应用
        1.3.5 光合细菌在环保方面应用
            1.3.5.1 农药降解
            1.3.5.2 降解重金属
            1.3.5.3 染料降解
            1.3.5.4 污染气味去除
            1.3.5.5 污水处理
    1.4 课题研究的背景、意义和内容
        1.4.1 研究背景及目的
        1.4.2 研究内容
第2章 材料与方法
    2.1 实验材料
        2.1.1 菌种
        2.1.2 实验仪器
        2.1.3 实验仪器
    2.2 培养基及溶液配制
    2.3 分析与测定方法
        2.3.1 pH测定
        2.3.2 ORP测定
660)测定'>        2.3.3 吸光度(OD660)测定
        2.3.4 菌体干重(DCW)测定
660)关系'>        2.3.5 菌体干重(DCW)与吸光度(OD660)关系
        2.3.6 铵离子浓度测定
        2.3.7 溶磷浓度测定
        2.3.8 有机酸测定
        2.3.9 COD测定
            2.3.9.1 测定原理
            2.3.9.2 主要试剂配制
            2.3.9.3 样品COD测定
第3章 光合细菌培养条件及培养基优化
    3.1 前言
    3.2 材料与方法
        3.2.1 不同光强对光合细菌生长的影响
        3.2.2 最适培养温度的确定
        3.2.3 促细胞生长显著因子的筛选
        3.2.4 最陡爬坡实验设计
        3.2.5 响应面实验设计
        3.2.6 培养验证
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 深红红螺菌培养条件及培养基优化
            3.3.1.1 深红红螺菌最适光强的确定
            3.3.1.2 深红红螺菌最适培养温度的确定
            3.3.1.3 深红红螺菌培养基显著因素的筛选
            3.3.1.4 深红红螺菌最陡爬坡实验
            3.3.1.5 深红红螺菌Box-Behnken实验结果
        3.3.2 混合菌培养条件及培养基优化
            3.3.2.1 混合菌最适光强确定
            3.3.2.2 混合菌最适培养温度确定
            3.3.2.3 混合菌培养基显著因素筛选
            3.3.2.4 混合菌最陡爬坡实验
            3.3.2.5 混合菌Box-Behnken实验结果
        3.3.3 培养验证
    3.4 本章小结
第4章 光合细菌培养补料工艺优化
    4.1 前言
    4.2 材料与方法
        4.2.1 光合细菌5L发酵罐培养代谢参数变化
            4.2.1.1 深红红螺菌5L罐批培养的代谢变化
            4.2.1.2 混合菌5L罐批培养的代谢变化
        4.2.2 光合细菌补料工艺优化
            4.2.2.1 深红红螺菌间歇补料策略
            4.2.2.2 深红红螺菌连续补料策略
            4.2.2.3 混合菌连续补料策略
            4.2.2.4 基于ORP为指导的间歇补料培养策略
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 深红红螺菌分批培养的代谢变化
        4.3.2 不同碳源流加策略对深红红螺菌生长的影响
            4.3.2.1 间歇补料
            4.3.2.2 连续补料
        4.3.3 混合菌群分批培养的代谢变化
        4.3.4 不同浓度的碳源流加对混合菌群生长的影响
        4.3.5 以ORP为指导的间歇补料培养工艺
    4.4 本章总结
第5章 光合细菌对模拟猪场废水处理的应用
    5.1 前言
    5.2 材料与方法
        5.2.1 不同处理环境条件对深红红螺菌处理猪场模拟废水影响研究
        5.2.2 不同有机物浓度对深红红螺菌处理猪场模拟废水的影响
        5.2.3 连续流深红红螺菌处理猪场模拟废水研究
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 不同处理环境对深红红螺菌处理猪场模拟废水的影响
        5.3.2 不同污水浓度对深红红螺菌污水处理效果的影响
        5.3.3 不同水力停留时间对深红红螺菌处理猪场模拟废水的影响
    5.4 本章小结
第6章 全文总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表论文情况

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 周富春;王图锦;;影响光合细菌生长发育的三个主要培养条件研究[J];工业安全与环保;2019年06期

2 曾晓华;;光合细菌在环保业上的应用[J];汕头科技;2003年01期

3 曹维国;;光合细菌在养虾生产中的应用[J];广西水产科技;2009年01期

4 谭雨生;;光合细菌的光合作用及应用展望[J];中国高新区;2018年03期

5 陈福杰;光合细菌的性质和应用[J];生物学教学;2000年01期

6 许洪章;彭猛;张光明;杨光;王航瑶;;固定化光合细菌技术及其运用的研究进展[J];环境科学与技术;2016年07期

7 赵建华;;光合细菌在水产养殖中的作用使用方法及注意事项[J];江西饲料;2013年05期

8 南微微;;使用光合细菌提高养虾效益技术[J];渔业致富指南;2012年04期

9 沈涛;刘斯开;傅罗琴;郑佳佳;李卫芬;;光合细菌在鱼类养殖上的应用及其作用机理[J];水产科学;2012年02期

10 付丽霞;韩永锋;张建磊;孟宪礼;;复合光合细菌处理抗生素废水的影响因素研究[J];环境工程;2012年S2期


相关博士学位论文 前10条

1 张同迁;光合细菌絮凝收集动力学的建模与分析[D];北京科技大学;2018年

2 方立超;光合细菌益生特性的实验研究[D];第三军医大学;2005年

3 李刚;太阳能光合细菌连续制氢试验系统研究[D];河南农业大学;2008年

4 才金玲;海洋发酵菌和光合细菌耦联制氢研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2008年

5 李旭;光合细菌(Rhodobacter sphaeroides)生物制氢及其光生物反应器研究[D];华东理工大学;2011年

6 王万能;Rhodobacter sphaeroides puc2BA的功能及Rhodovulum sulfidophilum pucsBA在Rhodobacter sphaeroides中的异源表达研究[D];重庆大学;2008年

7 刘文辉;高效光合产氢菌的筛选及连续生物制氢试验研究[D];西安建筑科技大学;2017年

8 赵志平;光合细菌Rhodobacter sphaeroides新型异源蛋白表达体系的构建及其应用研究[D];重庆大学;2011年

9 董怡华;沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)生物降解2-氯苯酚的研究[D];东北大学;2011年

10 王玉芬;光合细菌球形红细菌(Rhodobacter sphaeroides)降解氯苯类化合物的研究[D];东北大学;2007年


相关硕士学位论文 前10条

1 王志华;光合细菌培养工艺优化及在污水处理中应用[D];华东理工大学;2019年

2 戚祥;红外光强化不产氧光合细菌污染物转化探究[D];中国科学院大学(中国科学院重庆绿色智能技术研究院);2018年

3 姚勇;光合细菌菌剂研发及其在乳制品浮渣厌氧消化中的应用[D];扬州大学;2018年

4 张秀玲;高温光合细菌Thermochromatium tepidum发酵生产CoQ10的研究[D];长春理工大学;2018年

5 曾益波;光合细菌PSB06对水稻促生作用及其胞外蛋白对稻瘟病菌的拮抗作用研究[D];湖南大学;2018年

6 刘涛;高效光合细菌优化培养及其膜分离耦合系统处理食品废水[D];浙江工业大学;2016年

7 胡舒雯;光合细菌的培养优化及生物强化处理垃圾渗滤液效果研究[D];重庆大学;2018年

8 李晶;光合细菌J1对稻苗土壤供氮水平及相关因子的影响[D];沈阳农业大学;2018年

9 黄业翔;絮凝固定化光合细菌处理生活污水的研究[D];广西大学;2018年

10 韩媛;乳化液废水深度回用处理研究[D];北京交通大学;2017年



本文编号:2890842

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/projectlw/swxlw/2890842.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户566bb***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com