王书亚:小球藻—细菌共培养体系的构建及用于沼液废水处理的研究论文

王书亚:小球藻—细菌共培养体系的构建及用于沼液废水处理的研究论文

本文主要研究内容

作者王书亚(2019)在《小球藻—细菌共培养体系的构建及用于沼液废水处理的研究》一文中研究指出:畜禽养殖场废水因含有高浓度的氮、磷及COD给环境带来很大的压力,一直是制约养殖业可持续发展的重要因素。当前多采用的A/O、A2/O或SBR等工艺处理方法,存在对N、P尤其是NH4+-N的去除效果差、成本高等缺点。利用微藻与细菌间的协同作用将好氧微生物对有机物的降解与藻类光合作用快速去除水中N、P等营养物有效结合,实现废水无害化、资源化处理与利用,成为畜禽养殖废水处理的一条新途径,也是近些年来生物法净化废水的研究热点。本研究在小球藻(Chlorella vulgaris)促生长菌筛选的基础上,构建稳定的藻菌共培养体系,考察藻菌协同处理沼液废水的效果,并对其协同机制进行初步探讨,建立废水的生物处理方法,以期为畜禽养殖废水的资源化、无害化处理提供重要的参考。具体研究内容和结果如下:(1)共栖菌的分离鉴定及微藻促生长菌(AGPB)的筛选。采用平板涂布法从小球藻净化沼液废水体系中分离纯化获得6株可培养细菌,经16SrDNA基因测序结果显示6种细菌分别与假单胞菌属(Pseudomonas alcaliphila)、微小杆菌(Exiguobacterium)、解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis)和龙舌兰芽孢杆菌(Bacillus tequilensis)高度相似。将分离的6株菌分别接种到无菌化处理后的小球藻沼液培养液中,通过测定藻菌共培养体系中小球藻的叶绿素a和小球藻细胞浓度的变化,筛选出对小球藻有促生长作用的细菌(microalgae growth promotion bacteria,AGPB)。结果显示,六种细菌均可促进小球藻生长,其中微小杆菌、地衣芽孢杆菌和假单胞菌与小球藻构建的藻菌共培养体系中,细菌能够稳定增殖,且小球藻细胞内叶绿素a含量明显高于其他三种藻菌体系,说明这三种细菌对小球藻的促生长效果较好;分别将三种细菌与小球藻组成的藻菌共培养体系应用于沼液处理,结果发现微小杆菌—小球藻体系和地衣芽孢杆菌—小球藻体系对沼液中的氮、磷和COD的去除效果最好,去除率分别为64.4%、78.2%、73.3%和62.1%、83.7%、60.9%。(2)藻菌共培养体系的选择性构建选用微小杆菌与小球藻构建共培养体系,重点考察不同藻菌接种比例对沼液的处理效果的影响,结果显示:相同培养条件下藻菌接种比例为1:2时小球藻的生物量最大,培养第6 d时叶绿素浓度达到2.373 mg/L,第9 d时藻细胞浓度达到2.36×107个/mL,明显高于其它几种比例组合;且优化的接种比例(藻:菌=1:2)下共培养体系对沼液中TN、NH4-N、TP和COD的去处小伙最好,最高的去除率分别达到53.8%、58.4%、79.6%和70.1%。考察单藻—单菌及不同组合的单藻—复合菌构建的藻菌共培养体系对沼液处理效果的影响,结果显示:小球藻—微小杆菌、小球藻—地衣芽孢杆菌及小球藻—微小杆菌/地衣芽孢杆菌(两种菌比例=1:1)三种共培养体系对小球藻的生长及沼液的处理效果并无显著性差异(P>0.05),对TN、NH4+-N、TP和COD的去除效果都分别达到50%、60%、80%和65%以上。(3)藻菌共培养体系用于沼液处理的效果研究分别采用小球藻—微小杆菌及小球藻—微小杆菌/地衣芽孢杆菌两种藻菌共培养体系,考察其在柱式光生物反应器中通气放大培养条件下小球藻的光合作用活性及对沼液的处理效果。结果显示,通气培养6 d后,两种共培养体系中小球藻的光合作用活性是小球藻纯培养体系的1.55倍以上,且对沼液中的TN、NH4+-N、TP和COD的最高去除率均达到75%、89%、87%和86%以上,处理效果明显好于三角瓶培养,氨氮和总磷去除后含量达到畜禽养殖废水排放标准,且再次证明这两种组合的藻菌培养体系对沼液处理效果无显著差异(P>0.05)。(4)藻菌共培养体系处理沼液废水的协同作用机制研究。采用构建的小球藻—微小杆菌共培养体系,通过考察人工废水体系中不同形态氮源的转化及相关代谢酶活的变化,探讨废水处理过程中的藻菌协同的机制。结果显示,与无菌小球藻纯培养体系相比,藻菌共培养体系对废水中硝氮、亚硝氮、氨氮和尿素氮的吸收效果显著提高,分别提高了44%、47%、61%和74%;且发现废水体系中不同氮源的吸收顺序呈现一定规律,氨氮和尿素氮优先被利用,其次为亚硝氮和硝氮。通过对小球藻细胞内硝酸还原酶(NR)、亚硝酸还原酶(NiR)、谷氨酰胺合成酶(GS)、谷氨酸合成酶(GOGAT)和谷氨酸脱氢酶(GDH)5种转化酶的活性测定,发现在藻菌体系净化废水的过程中,NiR和NR在培养第12 d酶活力最高,比初始酶活力提高了2倍;GS和GOGTA酶活力在培养第6 d酶活力最高,比初始酶活力提高了1.2倍,而且藻菌体系中四种酶活力都比小球藻纯培养体系提高了50%以上;GDH酶活力在不同的藻菌体系和不同的培养时间内都无明显差异。综上说明细菌可能通过提高小球藻细胞氮素相关代谢酶的活性达到协同作用的效果。

Abstract

chu qin yang shi chang fei shui yin han you gao nong du de dan 、lin ji CODgei huan jing dai lai hen da de ya li ,yi zhi shi zhi yao yang shi ye ke chi xu fa zhan de chong yao yin su 。dang qian duo cai yong de A/O、A2/Ohuo SBRdeng gong yi chu li fang fa ,cun zai dui N、Pyou ji shi NH4+-Nde qu chu xiao guo cha 、cheng ben gao deng que dian 。li yong wei zao yu xi jun jian de xie tong zuo yong jiang hao yang wei sheng wu dui you ji wu de jiang jie yu zao lei guang ge zuo yong kuai su qu chu shui zhong N、Pdeng ying yang wu you xiao jie ge ,shi xian fei shui mo hai hua 、zi yuan hua chu li yu li yong ,cheng wei chu qin yang shi fei shui chu li de yi tiao xin tu jing ,ye shi jin xie nian lai sheng wu fa jing hua fei shui de yan jiu re dian 。ben yan jiu zai xiao qiu zao (Chlorella vulgaris)cu sheng chang jun shai shua de ji chu shang ,gou jian wen ding de zao jun gong pei yang ti ji ,kao cha zao jun xie tong chu li zhao ye fei shui de xiao guo ,bing dui ji xie tong ji zhi jin hang chu bu tan tao ,jian li fei shui de sheng wu chu li fang fa ,yi ji wei chu qin yang shi fei shui de zi yuan hua 、mo hai hua chu li di gong chong yao de can kao 。ju ti yan jiu nei rong he jie guo ru xia :(1)gong qi jun de fen li jian ding ji wei zao cu sheng chang jun (AGPB)de shai shua 。cai yong ping ban tu bu fa cong xiao qiu zao jing hua zhao ye fei shui ti ji zhong fen li chun hua huo de 6zhu ke pei yang xi jun ,jing 16SrDNAji yin ce xu jie guo xian shi 6chong xi jun fen bie yu jia chan bao jun shu (Pseudomonas alcaliphila)、wei xiao gan jun (Exiguobacterium)、jie dian fen ya bao gan jun (Bacillus amyloliquefaciens)、ku cao ya bao gan jun (Bacillus subtilis)de yi ya bao gan jun (Bacillus licheniformis)he long she lan ya bao gan jun (Bacillus tequilensis)gao du xiang shi 。jiang fen li de 6zhu jun fen bie jie chong dao mo jun hua chu li hou de xiao qiu zao zhao ye pei yang ye zhong ,tong guo ce ding zao jun gong pei yang ti ji zhong xiao qiu zao de xie lu su ahe xiao qiu zao xi bao nong du de bian hua ,shai shua chu dui xiao qiu zao you cu sheng chang zuo yong de xi jun (microalgae growth promotion bacteria,AGPB)。jie guo xian shi ,liu chong xi jun jun ke cu jin xiao qiu zao sheng chang ,ji zhong wei xiao gan jun 、de yi ya bao gan jun he jia chan bao jun yu xiao qiu zao gou jian de zao jun gong pei yang ti ji zhong ,xi jun neng gou wen ding zeng shi ,ju xiao qiu zao xi bao nei xie lu su ahan liang ming xian gao yu ji ta san chong zao jun ti ji ,shui ming zhe san chong xi jun dui xiao qiu zao de cu sheng chang xiao guo jiao hao ;fen bie jiang san chong xi jun yu xiao qiu zao zu cheng de zao jun gong pei yang ti ji ying yong yu zhao ye chu li ,jie guo fa xian wei xiao gan jun —xiao qiu zao ti ji he de yi ya bao gan jun —xiao qiu zao ti ji dui zhao ye zhong de dan 、lin he CODde qu chu xiao guo zui hao ,qu chu lv fen bie wei 64.4%、78.2%、73.3%he 62.1%、83.7%、60.9%。(2)zao jun gong pei yang ti ji de shua ze xing gou jian shua yong wei xiao gan jun yu xiao qiu zao gou jian gong pei yang ti ji ,chong dian kao cha bu tong zao jun jie chong bi li dui zhao ye de chu li xiao guo de ying xiang ,jie guo xian shi :xiang tong pei yang tiao jian xia zao jun jie chong bi li wei 1:2shi xiao qiu zao de sheng wu liang zui da ,pei yang di 6 dshi xie lu su nong du da dao 2.373 mg/L,di 9 dshi zao xi bao nong du da dao 2.36×107ge /mL,ming xian gao yu ji ta ji chong bi li zu ge ;ju you hua de jie chong bi li (zao :jun =1:2)xia gong pei yang ti ji dui zhao ye zhong TN、NH4-N、TPhe CODde qu chu xiao huo zui hao ,zui gao de qu chu lv fen bie da dao 53.8%、58.4%、79.6%he 70.1%。kao cha chan zao —chan jun ji bu tong zu ge de chan zao —fu ge jun gou jian de zao jun gong pei yang ti ji dui zhao ye chu li xiao guo de ying xiang ,jie guo xian shi :xiao qiu zao —wei xiao gan jun 、xiao qiu zao —de yi ya bao gan jun ji xiao qiu zao —wei xiao gan jun /de yi ya bao gan jun (liang chong jun bi li =1:1)san chong gong pei yang ti ji dui xiao qiu zao de sheng chang ji zhao ye de chu li xiao guo bing mo xian zhe xing cha yi (P>0.05),dui TN、NH4+-N、TPhe CODde qu chu xiao guo dou fen bie da dao 50%、60%、80%he 65%yi shang 。(3)zao jun gong pei yang ti ji yong yu zhao ye chu li de xiao guo yan jiu fen bie cai yong xiao qiu zao —wei xiao gan jun ji xiao qiu zao —wei xiao gan jun /de yi ya bao gan jun liang chong zao jun gong pei yang ti ji ,kao cha ji zai zhu shi guang sheng wu fan ying qi zhong tong qi fang da pei yang tiao jian xia xiao qiu zao de guang ge zuo yong huo xing ji dui zhao ye de chu li xiao guo 。jie guo xian shi ,tong qi pei yang 6 dhou ,liang chong gong pei yang ti ji zhong xiao qiu zao de guang ge zuo yong huo xing shi xiao qiu zao chun pei yang ti ji de 1.55bei yi shang ,ju dui zhao ye zhong de TN、NH4+-N、TPhe CODde zui gao qu chu lv jun da dao 75%、89%、87%he 86%yi shang ,chu li xiao guo ming xian hao yu san jiao ping pei yang ,an dan he zong lin qu chu hou han liang da dao chu qin yang shi fei shui pai fang biao zhun ,ju zai ci zheng ming zhe liang chong zu ge de zao jun pei yang ti ji dui zhao ye chu li xiao guo mo xian zhe cha yi (P>0.05)。(4)zao jun gong pei yang ti ji chu li zhao ye fei shui de xie tong zuo yong ji zhi yan jiu 。cai yong gou jian de xiao qiu zao —wei xiao gan jun gong pei yang ti ji ,tong guo kao cha ren gong fei shui ti ji zhong bu tong xing tai dan yuan de zhuai hua ji xiang guan dai xie mei huo de bian hua ,tan tao fei shui chu li guo cheng zhong de zao jun xie tong de ji zhi 。jie guo xian shi ,yu mo jun xiao qiu zao chun pei yang ti ji xiang bi ,zao jun gong pei yang ti ji dui fei shui zhong xiao dan 、ya xiao dan 、an dan he niao su dan de xi shou xiao guo xian zhe di gao ,fen bie di gao le 44%、47%、61%he 74%;ju fa xian fei shui ti ji zhong bu tong dan yuan de xi shou shun xu cheng xian yi ding gui lv ,an dan he niao su dan you xian bei li yong ,ji ci wei ya xiao dan he xiao dan 。tong guo dui xiao qiu zao xi bao nei xiao suan hai yuan mei (NR)、ya xiao suan hai yuan mei (NiR)、gu an xian an ge cheng mei (GS)、gu an suan ge cheng mei (GOGAT)he gu an suan tuo qing mei (GDH)5chong zhuai hua mei de huo xing ce ding ,fa xian zai zao jun ti ji jing hua fei shui de guo cheng zhong ,NiRhe NRzai pei yang di 12 dmei huo li zui gao ,bi chu shi mei huo li di gao le 2bei ;GShe GOGTAmei huo li zai pei yang di 6 dmei huo li zui gao ,bi chu shi mei huo li di gao le 1.2bei ,er ju zao jun ti ji zhong si chong mei huo li dou bi xiao qiu zao chun pei yang ti ji di gao le 50%yi shang ;GDHmei huo li zai bu tong de zao jun ti ji he bu tong de pei yang shi jian nei dou mo ming xian cha yi 。zeng shang shui ming xi jun ke neng tong guo di gao xiao qiu zao xi bao dan su xiang guan dai xie mei de huo xing da dao xie tong zuo yong de xiao guo 。

论文参考文献

论文详细介绍

论文作者分别是来自烟台大学的王书亚,发表于刊物烟台大学2019-08-29论文,是一篇关于小球藻论文,共栖菌论文,藻菌共培养体系论文,沼液废水论文,生物处理论文,烟台大学2019-08-29论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自烟台大学2019-08-29论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  

王书亚:小球藻—细菌共培养体系的构建及用于沼液废水处理的研究论文
下载Doc文档

猜你喜欢