高效除磷酵母菌株Candida rugosa BL3的除磷效能及除磷机理研究
发布时间：2021-11-22 09:15
水体富营养化是我国各大湖区所面临的主要水环境问题,水华、赤潮现象频频发生,磷元素的超标排放是造成这一现象产生的主要原因之一,同时,由于磷是不可再生资源,目前人类社会的磷循环受到威胁。因此,如何将废水中的磷类污染物去除,并将其加以回收利用成为同时解决以上两种问题的关键。酵母菌是一种单细胞真菌,具有体积大、生长快、污泥沉降性能好等优点,是生物除磷系统中的一种常见微生物。由于酵母菌在生物污泥中所占比重较小,其研究并不成熟,但酵母菌在生物除磷中的应用潜能是巨大的,所以探究酵母菌在废水处理中的除磷效能是有重要意义的。本研究以课题组前期从缺氧/好氧（A/O）交替生物膜系统中筛选出来的一株除磷酵母菌BL3为试验菌株,以模拟市政废水为废水除磷系统,进行高效除磷酵母菌Candida rugosa BL3的除磷效能及除磷机理研究。该菌株经鉴定为褶皱假丝酵母（Candida rugosa）,并命名Candida rugosa BL3,以下均简称菌株BL3。菌落呈乳白色扁平蜡状,粘稠易挑起;孢子生殖;能够形成圆形子囊孢子,无掷孢子;即能生成假菌丝,也能生成真菌丝;世代时间为2.53 h。本文在不同接种量、不同...
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磷矿石价格大幅上涨（含税，元/吨）
高效除磷酵母菌株CandidarugosaBL3的除磷效能及除磷机理研究2统计，全球磷矿石开采量约一亿5吨/年，2035年将达到全球磷矿石的产值巅峰，之后将面临磷资源短缺困境[11]。综上，一方面，可开采磷矿资源短缺且单向流动、不可回收；另一方面，磷资源的大量消耗、不加节制的含磷废水排放以及严重的水体污染，两方面的矛盾要求我们必须加快实现废水除磷与同步磷回收的目的。图1.1磷矿石价格大幅上涨（含税，元/吨）图1.2中国磷矿石社会库存持续收缩（千吨）1.1.2废水除磷技术目前污水处理厂常见的废水除磷方法主要包括生物法、化学法以及结晶法[12]。生物法主要利用聚磷菌（PAOs）好氧吸磷、厌氧释磷的原理去除废水中的磷酸盐。在厌氧状态下，聚磷菌分解体内的聚磷酸盐（Poly-P），释放三磷酸腺苷(ATP)，利用释放出的ATP吸收溶液内的有机物，并以聚β-羟基丁酸（PHB）的形式存储于体内，同时释放磷酸盐，简称厌氧释磷；好氧状态下，聚磷菌利用分解储存在体内的聚β-羟基丁酸（PHB）所释放的能量来摄取废水中的磷，合成聚磷酸盐，存储在体内[13]。最后，在好氧状态下，通过排放体系内剩余污泥的形式，将完成超量吸磷过程的聚磷菌排出体系，以达到污水除磷的目的[14]。化学法主要是通过向污水中投加可以与游离性磷酸盐形成难溶性沉淀的金属离子，如钙离子、铁离子、铝离子等，然后通过排出沉淀物的方式去除废水中的磷[15]。化学除磷法具有操作简单、除磷效果佳（除磷率可达80~90%）、除磷效果稳定（与生物法相比，无磷的二次释放）的优点；但同时，该方法用药量大、
济南大学硕士学位论文3运行成本高、剩余污泥产量大[16]。因此对于化学除磷法来说，其优化重点在于化学试剂的选择及反应条件的优化。结晶法主要是向富磷废水中加入铵盐以及钙、镁离子等物质，然后通过调节pH值、晶种、超声波等控制溶液中的离子状态，使其产生结晶沉淀，以去除污水中的磷酸盐[17]。主要结晶产物为羟基磷灰石（HAP）、磷酸铵镁（MAP），二者均不易溶于水[18]。最后，通过回收磷结晶的形式，达到除磷的目的。对于生物法所产生的含磷剩余污泥，一般采取厌氧消化的方法对其进行再处理，但消化后的污泥上清液和脱水滤液难以处理，且存储于生物体内的磷不能得到回收和再利用[19]；对于化学法来说，由于需要向污水中投加化学试剂，成本高且易产生二次污染[20]，同时，与生物法类似，无法从排出物中回收磷酸盐；对于结晶法来说，由于产生结晶的条件非常严格，需要提供高浓度磷酸盐环境，且控制手段复杂，因此不适用于污水处理厂市政废水的除磷。因此，探究一种更合适的废水除磷方法已成为亟待解决的问题。目前，污水处理厂最常用的废水除磷方法为生物法除磷。常见的废水除磷微生物涵盖硝化细菌、反硝化细菌、厌氧氨氧化菌、海洋菌、酵母菌等不同种族的微生物。但由于酵母菌在生物除磷系统中并不是优势菌群，因此酵母菌在废水处理方面的研究还相对较少。因此，为填补酵母菌在废水除磷应用中的研究空缺，探寻生物除磷新方式，接下来，本文主要针对酵母菌展开相关研究。1.2酵母菌及其研究现状1.2.1酵母菌概述图1.3酵母菌形态及其繁殖方式
【参考文献】：
期刊论文
[1]黏土矿物在富营养化水体和底泥磷污染控制中的应用研究进展[J]. 邹银洪,张润宇,陈敬安,王立英,陆顶盘. 地球科学进展. 2018(06)
[2]pH对SBR处理效果及活性污泥微生物群落结构的影响[J]. 魏佳虹,孙宝盛,赵双红,李志静,璩绍雷. 环境工程学报. 2017(03)
[3]高效聚磷菌的分离鉴定及除磷性能分析[J]. 王图锦,潘瑾,刘雪莲. 水资源保护. 2016(05)
[4]酿酒酵母吸附海水中铅离子的研究[J]. 张晓青,寇希元,张爱君,王静,张雨山. 化学与生物工程. 2015(10)
[5]不同碳源条件下聚磷菌代谢特性[J]. 邱春生,聂海伦,孙力平,王少坡. 环境工程学报. 2014(06)
[6]胞外聚合物磷酸盐形态对生物除磷过程的影响研究[J]. 方振东,仙光,龙向宇,唐然,李洪波,卢升. 环境科学学报. 2014(09)
[7]热带假丝酵母菌处理马铃薯淀粉废水工艺优化[J]. 王友玲,张玉斌,高波. 工业用水与废水. 2014(01)
[8]聚磷菌胞内聚合物的染色条件优化及染色方法比较[J]. 葛艳辉,赵林,周艳. 环境科学与技术. 2014(02)
[9]A/O交替驯化活性污泥积累PHB的研究[J]. 刘长莉,邢文慧,王国影,赵敏. 环境科学与技术. 2013(11)
[10]碳源对反硝化生物滤池系统运行及微生物种群影响[J]. 刘秀红,甘一萍,杨庆,李健伟,李鑫玮,邢旭. 水处理技术. 2013(11)
博士论文
[1]基于固相反硝化和吸附除磷的低碳源污水脱氮除磷技术研究[D]. 张千.重庆大学 2016
[2]赤潮灾害及其综合防治的生态、经济与管理研究[D]. 古中博.中国海洋大学 2010
[3]剩余活性污泥中的微生物利用实际废液合成聚羟基烷酸酯[D]. 蔡萌萌.哈尔滨工业大学 2009
[4]固定化热带假丝酵母降解苯酚的实验与理论研究[D]. 刘献玲.天津大学 2007
硕士论文
[1]好氧颗粒污泥基质代谢机理及Graphene Oxide对脱氮除磷性能的影响研究[D]. 王涯涛.武汉科技大学 2019
[2]积磷小月菌生物除磷的作用及其机理研究[D]. 刘成.山东建筑大学 2019
[3]A/O交替生物膜系统中酵母菌种群及其磷代谢特性研究[D]. 石亮.济南大学 2018
[4]环氧丙烷皂化废水活性污泥中微生物群落分析及利用剩余污泥合成聚羟基脂肪酸酯（PHA）[D]. 何荣.济南大学 2017
[5]硝态氮诱导反硝化除磷生物膜系统的快速构建及处理效能研究[D]. 秦紫瑾.济南大学 2017
[6]中置强化MAP结晶-A/O交替生物滤池协同除磷试验研究[D]. 程洪涛.济南大学 2017
[7]胞外聚合物在海洋高效除磷菌株Shewanella sp.除磷中的作用研究[D]. 王艳茹.山东大学 2017
[8]南海好氧除磷菌多样性分析及除磷特性研究[D]. 王晓甜.山东大学 2017
[9]固定化酵母菌处理含铅、镉废水的吸附机理研究[D]. 王茜.西南交通大学 2017
[10]固定化耐冷假单胞菌Pseudomonas fragi. YB2去除水中Cu2+的研究[D]. 赵云丽.东北师范大学 2016
本文编号：3511391
【文章来源】：济南大学山东省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
磷矿石价格大幅上涨（含税，元/吨）
高效除磷酵母菌株CandidarugosaBL3的除磷效能及除磷机理研究2统计，全球磷矿石开采量约一亿5吨/年，2035年将达到全球磷矿石的产值巅峰，之后将面临磷资源短缺困境[11]。综上，一方面，可开采磷矿资源短缺且单向流动、不可回收；另一方面，磷资源的大量消耗、不加节制的含磷废水排放以及严重的水体污染，两方面的矛盾要求我们必须加快实现废水除磷与同步磷回收的目的。图1.1磷矿石价格大幅上涨（含税，元/吨）图1.2中国磷矿石社会库存持续收缩（千吨）1.1.2废水除磷技术目前污水处理厂常见的废水除磷方法主要包括生物法、化学法以及结晶法[12]。生物法主要利用聚磷菌（PAOs）好氧吸磷、厌氧释磷的原理去除废水中的磷酸盐。在厌氧状态下，聚磷菌分解体内的聚磷酸盐（Poly-P），释放三磷酸腺苷(ATP)，利用释放出的ATP吸收溶液内的有机物，并以聚β-羟基丁酸（PHB）的形式存储于体内，同时释放磷酸盐，简称厌氧释磷；好氧状态下，聚磷菌利用分解储存在体内的聚β-羟基丁酸（PHB）所释放的能量来摄取废水中的磷，合成聚磷酸盐，存储在体内[13]。最后，在好氧状态下，通过排放体系内剩余污泥的形式，将完成超量吸磷过程的聚磷菌排出体系，以达到污水除磷的目的[14]。化学法主要是通过向污水中投加可以与游离性磷酸盐形成难溶性沉淀的金属离子，如钙离子、铁离子、铝离子等，然后通过排出沉淀物的方式去除废水中的磷[15]。化学除磷法具有操作简单、除磷效果佳（除磷率可达80~90%）、除磷效果稳定（与生物法相比，无磷的二次释放）的优点；但同时，该方法用药量大、
济南大学硕士学位论文3运行成本高、剩余污泥产量大[16]。因此对于化学除磷法来说，其优化重点在于化学试剂的选择及反应条件的优化。结晶法主要是向富磷废水中加入铵盐以及钙、镁离子等物质，然后通过调节pH值、晶种、超声波等控制溶液中的离子状态，使其产生结晶沉淀，以去除污水中的磷酸盐[17]。主要结晶产物为羟基磷灰石（HAP）、磷酸铵镁（MAP），二者均不易溶于水[18]。最后，通过回收磷结晶的形式，达到除磷的目的。对于生物法所产生的含磷剩余污泥，一般采取厌氧消化的方法对其进行再处理，但消化后的污泥上清液和脱水滤液难以处理，且存储于生物体内的磷不能得到回收和再利用[19]；对于化学法来说，由于需要向污水中投加化学试剂，成本高且易产生二次污染[20]，同时，与生物法类似，无法从排出物中回收磷酸盐；对于结晶法来说，由于产生结晶的条件非常严格，需要提供高浓度磷酸盐环境，且控制手段复杂，因此不适用于污水处理厂市政废水的除磷。因此，探究一种更合适的废水除磷方法已成为亟待解决的问题。目前，污水处理厂最常用的废水除磷方法为生物法除磷。常见的废水除磷微生物涵盖硝化细菌、反硝化细菌、厌氧氨氧化菌、海洋菌、酵母菌等不同种族的微生物。但由于酵母菌在生物除磷系统中并不是优势菌群，因此酵母菌在废水处理方面的研究还相对较少。因此，为填补酵母菌在废水除磷应用中的研究空缺，探寻生物除磷新方式，接下来，本文主要针对酵母菌展开相关研究。1.2酵母菌及其研究现状1.2.1酵母菌概述图1.3酵母菌形态及其繁殖方式
【参考文献】：
期刊论文
[1]黏土矿物在富营养化水体和底泥磷污染控制中的应用研究进展[J]. 邹银洪,张润宇,陈敬安,王立英,陆顶盘. 地球科学进展. 2018(06)
[2]pH对SBR处理效果及活性污泥微生物群落结构的影响[J]. 魏佳虹,孙宝盛,赵双红,李志静,璩绍雷. 环境工程学报. 2017(03)
[3]高效聚磷菌的分离鉴定及除磷性能分析[J]. 王图锦,潘瑾,刘雪莲. 水资源保护. 2016(05)
[4]酿酒酵母吸附海水中铅离子的研究[J]. 张晓青,寇希元,张爱君,王静,张雨山. 化学与生物工程. 2015(10)
[5]不同碳源条件下聚磷菌代谢特性[J]. 邱春生,聂海伦,孙力平,王少坡. 环境工程学报. 2014(06)
[6]胞外聚合物磷酸盐形态对生物除磷过程的影响研究[J]. 方振东,仙光,龙向宇,唐然,李洪波,卢升. 环境科学学报. 2014(09)
[7]热带假丝酵母菌处理马铃薯淀粉废水工艺优化[J]. 王友玲,张玉斌,高波. 工业用水与废水. 2014(01)
[8]聚磷菌胞内聚合物的染色条件优化及染色方法比较[J]. 葛艳辉,赵林,周艳. 环境科学与技术. 2014(02)
[9]A/O交替驯化活性污泥积累PHB的研究[J]. 刘长莉,邢文慧,王国影,赵敏. 环境科学与技术. 2013(11)
[10]碳源对反硝化生物滤池系统运行及微生物种群影响[J]. 刘秀红,甘一萍,杨庆,李健伟,李鑫玮,邢旭. 水处理技术. 2013(11)
博士论文
[1]基于固相反硝化和吸附除磷的低碳源污水脱氮除磷技术研究[D]. 张千.重庆大学 2016
[2]赤潮灾害及其综合防治的生态、经济与管理研究[D]. 古中博.中国海洋大学 2010
[3]剩余活性污泥中的微生物利用实际废液合成聚羟基烷酸酯[D]. 蔡萌萌.哈尔滨工业大学 2009
[4]固定化热带假丝酵母降解苯酚的实验与理论研究[D]. 刘献玲.天津大学 2007
硕士论文
[1]好氧颗粒污泥基质代谢机理及Graphene Oxide对脱氮除磷性能的影响研究[D]. 王涯涛.武汉科技大学 2019
[2]积磷小月菌生物除磷的作用及其机理研究[D]. 刘成.山东建筑大学 2019
[3]A/O交替生物膜系统中酵母菌种群及其磷代谢特性研究[D]. 石亮.济南大学 2018
[4]环氧丙烷皂化废水活性污泥中微生物群落分析及利用剩余污泥合成聚羟基脂肪酸酯（PHA）[D]. 何荣.济南大学 2017
[5]硝态氮诱导反硝化除磷生物膜系统的快速构建及处理效能研究[D]. 秦紫瑾.济南大学 2017
[6]中置强化MAP结晶-A/O交替生物滤池协同除磷试验研究[D]. 程洪涛.济南大学 2017
[7]胞外聚合物在海洋高效除磷菌株Shewanella sp.除磷中的作用研究[D]. 王艳茹.山东大学 2017
[8]南海好氧除磷菌多样性分析及除磷特性研究[D]. 王晓甜.山东大学 2017
[9]固定化酵母菌处理含铅、镉废水的吸附机理研究[D]. 王茜.西南交通大学 2017
[10]固定化耐冷假单胞菌Pseudomonas fragi. YB2去除水中Cu2+的研究[D]. 赵云丽.东北师范大学 2016
本文编号：3511391
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