一株新的短程反硝化聚磷菌的鑒定及活性研究.doc
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一株新的短程反硝化聚磷菌的鑒定及活性研究,本文共計(jì)30頁(yè),1.7萬(wàn)余字目錄1前言12材料與方法22.1 試驗(yàn)反應(yīng)裝置22.1.1sbr強(qiáng)化生物除磷裝置22.1.2短程同步吸磷活性試驗(yàn)裝置32.2 供試材料32.2.1菌種來(lái)源32.2.2 培養(yǎng)基和基礎(chǔ)培養(yǎng)液42.2.2.1牛肉浸膏蛋白胨培養(yǎng)基42.2.2.2 聚磷菌基礎(chǔ)培養(yǎng)液42.2.2.3 短程同步吸磷活性試...
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本文共計(jì)30頁(yè),1.7萬(wàn)余字
目 錄
1 前言 1
2 材料與方法 2
2.1 試驗(yàn)反應(yīng)裝置 2
2.1.1 SBR強(qiáng)化生物除磷裝置 2
2.1.2 短程同步吸磷活性試驗(yàn)裝置 3
2.2 供試材料 3
2.2.1菌種來(lái)源 3
2.2.2 培養(yǎng)基和基礎(chǔ)培養(yǎng)液 4
2.2.2.1 牛肉浸膏蛋白胨培養(yǎng)基 4
2.2.2.2 聚磷菌基礎(chǔ)培養(yǎng)液 4
2.2.2.3 短程同步吸磷活性試驗(yàn)用液 4
2.3 試驗(yàn)方法 5
2.3.1 短程反硝化聚磷菌Gi菌株的分離 5
2.3.2 短程反硝化聚磷菌Gi菌株顯微形態(tài)觀察 5
2.3.3 短程反硝化聚磷菌Gi菌株的生理生化指標(biāo)[12-14] 5
2.3.4 DNA提取、PCR擴(kuò)增、基因序列比對(duì)及進(jìn)化樹(shù)構(gòu)建 5
2.3.5 短程反硝化聚磷Gi菌株的活性試驗(yàn)的方法 5
2.3.5.1 Gi菌株在不同碳源、氮源的活性試驗(yàn) 6
2.3.5.2 Gi菌株不同環(huán)境條件的活性試驗(yàn) 6
2.3.5.3 Gi菌株不同電子受體的活性試驗(yàn) 6
2.3.6指標(biāo)測(cè)定方法 6
3 結(jié)果與討論 6
3.1 Gi菌株的形態(tài)觀察及生理生化指標(biāo) 6
3.2 Gi菌株的16SrDNA基因的序列、系統(tǒng)發(fā)育分析 7
3.3 Gi菌株的活性試驗(yàn) 8
3.3.1 營(yíng)養(yǎng)因素對(duì)Gi菌株的活性影響 8
3.3.1.1 不同碳源對(duì)Gi菌株的活性影響 8
3.3.1.2 不同氮源對(duì)Gi菌株的活性影響 10
3.3.2環(huán)境條件對(duì)Gi菌株的活性影響 11
3.3.2.1 不同pH值對(duì)Gi菌株的活性影響 11
3.3.2.2 不同溫度對(duì)Gi菌株的活性影響 12
3.3.2.3 不同ORP對(duì)Gi菌株的活性影響 14
3.3.3不同電子受體對(duì)Gi菌株的活性影響 15
3.3.4試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題 16
4 結(jié)論 16
參 考 文 獻(xiàn) 17
英文摘要 19
附錄1 DNA測(cè)序結(jié)果 20
附錄2 分析檢測(cè)報(bào)告 21
附錄3基金合同書(shū) 23
畢業(yè)論文成績(jī)表 28
1 前言
水體的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象在世界各地日趨嚴(yán)重,已經(jīng)成為人類(lèi)所面臨的嚴(yán)重水環(huán)境問(wèn)題之一。而引起藻類(lèi)大量繁殖的主要因子是氮和磷,而藻類(lèi)對(duì)磷的需求量約為氮需求量的(1/10)~(1/20),因此只要有這個(gè)水平的磷存在,就具有使藻類(lèi)增值的能力,所以控制污染源、降低污水中的氮、磷,尤其是磷的含量是防止水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要任務(wù)[1]。
氮、磷的去除可用化學(xué)法,也可用生物法,但化學(xué)法的處理費(fèi)用較高,且有大量的化學(xué)污泥產(chǎn)生。污水的生物除磷工藝因其具有經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢(shì)而得到廣泛的運(yùn)用,在生物除磷過(guò)程中起著關(guān)鍵作用的是聚磷菌。最近新加坡的J.Y.Hu[2] 等人的研究中提出了有3種聚磷菌:一種只能利用氧作為電子受體的聚磷菌,記為P0;另一種是既可以利用氧又利用硝酸鹽作為電子受體的聚磷菌,記為PON;還存在一種利用氧、硝酸、亞硝酸鹽作為電子受體的聚磷菌,記為PONn。傳統(tǒng)生物除磷工藝中的聚磷菌是PO,這類(lèi)微生物能夠以氧作為電子受體,將廢水中的磷聚集在細(xì)胞內(nèi)以聚磷酸鹽的形式儲(chǔ)存[3]。Kuba等人從動(dòng)力學(xué)性質(zhì)上對(duì)兩類(lèi)聚磷菌P0和PON進(jìn)行了比較,認(rèn)為以硝酸鹽作為電子受體的反硝化聚磷菌有著和好氧聚磷菌同樣高的強(qiáng)化生物除磷性能[4,5]。王愛(ài)杰[6]提出可以利用NO2-作為電子受體完成反硝化脫氮聚磷過(guò)程,其特點(diǎn)是運(yùn)行周期短、釋磷聚磷速度快,聯(lián)合亞硝酸鹽型硝化技術(shù),將硝化控制在亞硝酸鹽階段,就可以實(shí)現(xiàn)兩段活性污泥系統(tǒng)的短程硝化反硝化聚磷工藝,可以進(jìn)一步節(jié)省耗氧量和碳源,減少剩余污泥量。清華大學(xué)周岳溪等人[7]、華東師范大學(xué)朱懷蘭等人[8]研究結(jié)果表明,聚磷菌有假單胞菌屬、氣單胞菌屬、棒狀菌群和腸桿菌科。以上文獻(xiàn)表明,污泥中確實(shí)存在短程反硝化聚磷菌(Shortcut denitrifying phosphorus removing bacteria ,簡(jiǎn)稱(chēng)SDPB)。SDPB能夠以NO2-作為電子受體消耗外部或貯存磷的有機(jī)物,使磷細(xì)菌細(xì)胞產(chǎn)生質(zhì)子推動(dòng)力。質(zhì)子推動(dòng)力可用來(lái)運(yùn)輸磷和產(chǎn)生ATP。當(dāng)存在可溶性磷酸鹽和能量時(shí),ATP用來(lái)合成磷酸鹽。由于水中微生物消耗了外界含碳基質(zhì),磷細(xì)菌將分解體內(nèi)的聚β-羥基丁酸酯(PHB)以產(chǎn)生能量,磷細(xì)菌得以生長(zhǎng),并從溶液中吸收溶解性磷酸鹽以備合成聚磷酸鹽。
目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于利用硝酸鹽.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 李 軍,楊秀山,彭永臻.微生物與水處理工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003,360~361.
[2] J Y Hu ,S L Ong,W J Ng,et al.A new method for characterizing denitritying phosphorus removal bacterial by using three different types of electron acceptors[J].Water Research.2003,37(14):3463-3471.
[3] Chuang S H,Ouyang C F.The biomass fraction of heterotrophs and phosphate—accumulating organisms in a nitrogen and phosphorus removal system[J].Wat Res,2000,34(8):2238-2290.
[4] Kuha T.van Laosdrecht M C M,Heijnan J J.Phosphorus and nitrogen removal with minimal COD requirement by integration of denitrifying dephosphatation and nitrification in a two—sludge system[J].Wat Res,1996,30(7):1702- 1710.
[5] Kuha T.Smolders G,van Loosdrecht M C M ,et a1.Biological phosphorus removal from wastewater by anaerobic-anoxic sequencing hatch reactor[J].Wat Sci Tech,1993,27(5—6):24l一252.
[6] Kuba T, Van Loosdreeht MC M, Phosphoras and nitrogen removal with minimal COD reguirement by integration of nitnification in a two-sludge systen [J]. Wat Res, 1996, 42(1~2)、1702-1710.
[7] 周岳溪,錢(qián) 易,顧夏聲等.廢水生物聚磷機(jī)理的研究[J].環(huán)境科學(xué),1991,13(4):2—4.
[8] 朱懷蘭,史家梁,徐亞同等.SBR生物聚磷工藝的研究[J].上海環(huán)境科學(xué),1993,12(8):8—13.
[9] 鄭興燦,李亞新.污水除磷脫氮技術(shù)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出社,1998.192-250.
[10] 徐亞同.廢水中氮磷的處理[M].上海:華東師范大學(xué)出版社,1996.114-170.
[11] Kirsten S,Jorgensen,Anneli,et al.Polyphosphate Accumulation among denitrifying bacteria in activated sludge[J].Anaerobe Environmental Microbiology,1995, (1):161-168).
[12] 東秀珠,蔡妙英.常見(jiàn)細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊(cè)[M].北京:科學(xué)出版社,2001.
[13] R.E布坎南,N.E吉本斯.伯杰細(xì)菌鑒定手冊(cè)[M].北京:科學(xué)出版社,1994.274-279.
[14] J•薩姆布魯克.分子克隆實(shí)驗(yàn)指南[M].北京:科學(xué)出版社,1992.
[15] Gui X L,Mao P H,Zeng M, et a1.Int J Syst Evol Microbiol,2001,51:357-363.
[16] Lane D J. 16S/23S rRNA sequencing In:Nucleic acid techniques in bacterial systematics(Stackebrandt E and Goodfellow M,Eds)[C].New York :Wiley, 1991.
[17] A Itschul S F,Gish W, Miller W,et a1.Basic local alignment search tool [J]. Molecular Biology,1990,215:403-4l0.
[18] Saitou N, Nei M.Mol Biol Evol,1997,4:406-425.
[19] Kirsten S,Jorgensen,Anneli,et al.Polyphosphate Accumulation among denitrifying bacteria in activated sludge[J].Anaerobe Environmental Microbiology,1995, (1):161-168.
[20] 王亞宜, 彭永臻, 王淑瑩, 李勇智, 反硝化除磷理論、工藝及影響因素[J]. 黑龍江哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院.
[21] 李軍,楊秀山,彭永臻.微生物與水處理工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003,360~361.
[22] 李軍,楊秀山,彭永臻.微生物與水處理工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003,79.
[23] 李軍,楊秀山,彭永臻.微生物與水處理工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.79-140.
[24] 郭夏麗,鄭平,梅玲玲.厭氧除磷種源的篩選與厭氧除磷條件的研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2005,25(2):238-241.
[25] Han S H.Transfer of phosphorus form soil to atmosphere and water[D].Beijing:Research Center for Eco-Environmental Sciences,Chinese Academy of Sciences,2000:48(in Chinese).
[26] 王亞宜, 彭永臻, 王淑瑩, 李勇智, 反硝化除磷理論、工藝及影響因素[J]. 黑龍江哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院.
[27] 王亞宜, 彭永臻, 王淑瑩, 李勇智, SBR反應(yīng)器中聚磷菌篩選及其聚磷效能研究[J]. 黑龍江哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院.
[28] 李軍,楊秀山,彭永臻.微生物與水處理工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.78.
[29] Niu X J,Geng J J,Wang X R.Temporal and spatial distributions of phosphine in Taihu Lake[J].Acta Scientiae Circurnstantiae,2004,24(2):255—259.
目 錄
1 前言 1
2 材料與方法 2
2.1 試驗(yàn)反應(yīng)裝置 2
2.1.1 SBR強(qiáng)化生物除磷裝置 2
2.1.2 短程同步吸磷活性試驗(yàn)裝置 3
2.2 供試材料 3
2.2.1菌種來(lái)源 3
2.2.2 培養(yǎng)基和基礎(chǔ)培養(yǎng)液 4
2.2.2.1 牛肉浸膏蛋白胨培養(yǎng)基 4
2.2.2.2 聚磷菌基礎(chǔ)培養(yǎng)液 4
2.2.2.3 短程同步吸磷活性試驗(yàn)用液 4
2.3 試驗(yàn)方法 5
2.3.1 短程反硝化聚磷菌Gi菌株的分離 5
2.3.2 短程反硝化聚磷菌Gi菌株顯微形態(tài)觀察 5
2.3.3 短程反硝化聚磷菌Gi菌株的生理生化指標(biāo)[12-14] 5
2.3.4 DNA提取、PCR擴(kuò)增、基因序列比對(duì)及進(jìn)化樹(shù)構(gòu)建 5
2.3.5 短程反硝化聚磷Gi菌株的活性試驗(yàn)的方法 5
2.3.5.1 Gi菌株在不同碳源、氮源的活性試驗(yàn) 6
2.3.5.2 Gi菌株不同環(huán)境條件的活性試驗(yàn) 6
2.3.5.3 Gi菌株不同電子受體的活性試驗(yàn) 6
2.3.6指標(biāo)測(cè)定方法 6
3 結(jié)果與討論 6
3.1 Gi菌株的形態(tài)觀察及生理生化指標(biāo) 6
3.2 Gi菌株的16SrDNA基因的序列、系統(tǒng)發(fā)育分析 7
3.3 Gi菌株的活性試驗(yàn) 8
3.3.1 營(yíng)養(yǎng)因素對(duì)Gi菌株的活性影響 8
3.3.1.1 不同碳源對(duì)Gi菌株的活性影響 8
3.3.1.2 不同氮源對(duì)Gi菌株的活性影響 10
3.3.2環(huán)境條件對(duì)Gi菌株的活性影響 11
3.3.2.1 不同pH值對(duì)Gi菌株的活性影響 11
3.3.2.2 不同溫度對(duì)Gi菌株的活性影響 12
3.3.2.3 不同ORP對(duì)Gi菌株的活性影響 14
3.3.3不同電子受體對(duì)Gi菌株的活性影響 15
3.3.4試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題 16
4 結(jié)論 16
參 考 文 獻(xiàn) 17
英文摘要 19
附錄1 DNA測(cè)序結(jié)果 20
附錄2 分析檢測(cè)報(bào)告 21
附錄3基金合同書(shū) 23
畢業(yè)論文成績(jī)表 28
1 前言
水體的富營(yíng)養(yǎng)化現(xiàn)象在世界各地日趨嚴(yán)重,已經(jīng)成為人類(lèi)所面臨的嚴(yán)重水環(huán)境問(wèn)題之一。而引起藻類(lèi)大量繁殖的主要因子是氮和磷,而藻類(lèi)對(duì)磷的需求量約為氮需求量的(1/10)~(1/20),因此只要有這個(gè)水平的磷存在,就具有使藻類(lèi)增值的能力,所以控制污染源、降低污水中的氮、磷,尤其是磷的含量是防止水體富營(yíng)養(yǎng)化的主要任務(wù)[1]。
氮、磷的去除可用化學(xué)法,也可用生物法,但化學(xué)法的處理費(fèi)用較高,且有大量的化學(xué)污泥產(chǎn)生。污水的生物除磷工藝因其具有經(jīng)濟(jì)性的優(yōu)勢(shì)而得到廣泛的運(yùn)用,在生物除磷過(guò)程中起著關(guān)鍵作用的是聚磷菌。最近新加坡的J.Y.Hu[2] 等人的研究中提出了有3種聚磷菌:一種只能利用氧作為電子受體的聚磷菌,記為P0;另一種是既可以利用氧又利用硝酸鹽作為電子受體的聚磷菌,記為PON;還存在一種利用氧、硝酸、亞硝酸鹽作為電子受體的聚磷菌,記為PONn。傳統(tǒng)生物除磷工藝中的聚磷菌是PO,這類(lèi)微生物能夠以氧作為電子受體,將廢水中的磷聚集在細(xì)胞內(nèi)以聚磷酸鹽的形式儲(chǔ)存[3]。Kuba等人從動(dòng)力學(xué)性質(zhì)上對(duì)兩類(lèi)聚磷菌P0和PON進(jìn)行了比較,認(rèn)為以硝酸鹽作為電子受體的反硝化聚磷菌有著和好氧聚磷菌同樣高的強(qiáng)化生物除磷性能[4,5]。王愛(ài)杰[6]提出可以利用NO2-作為電子受體完成反硝化脫氮聚磷過(guò)程,其特點(diǎn)是運(yùn)行周期短、釋磷聚磷速度快,聯(lián)合亞硝酸鹽型硝化技術(shù),將硝化控制在亞硝酸鹽階段,就可以實(shí)現(xiàn)兩段活性污泥系統(tǒng)的短程硝化反硝化聚磷工藝,可以進(jìn)一步節(jié)省耗氧量和碳源,減少剩余污泥量。清華大學(xué)周岳溪等人[7]、華東師范大學(xué)朱懷蘭等人[8]研究結(jié)果表明,聚磷菌有假單胞菌屬、氣單胞菌屬、棒狀菌群和腸桿菌科。以上文獻(xiàn)表明,污泥中確實(shí)存在短程反硝化聚磷菌(Shortcut denitrifying phosphorus removing bacteria ,簡(jiǎn)稱(chēng)SDPB)。SDPB能夠以NO2-作為電子受體消耗外部或貯存磷的有機(jī)物,使磷細(xì)菌細(xì)胞產(chǎn)生質(zhì)子推動(dòng)力。質(zhì)子推動(dòng)力可用來(lái)運(yùn)輸磷和產(chǎn)生ATP。當(dāng)存在可溶性磷酸鹽和能量時(shí),ATP用來(lái)合成磷酸鹽。由于水中微生物消耗了外界含碳基質(zhì),磷細(xì)菌將分解體內(nèi)的聚β-羥基丁酸酯(PHB)以產(chǎn)生能量,磷細(xì)菌得以生長(zhǎng),并從溶液中吸收溶解性磷酸鹽以備合成聚磷酸鹽。
目前,國(guó)內(nèi)外對(duì)于利用硝酸鹽.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。
參 考 文 獻(xiàn)
[1] 李 軍,楊秀山,彭永臻.微生物與水處理工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003,360~361.
[2] J Y Hu ,S L Ong,W J Ng,et al.A new method for characterizing denitritying phosphorus removal bacterial by using three different types of electron acceptors[J].Water Research.2003,37(14):3463-3471.
[3] Chuang S H,Ouyang C F.The biomass fraction of heterotrophs and phosphate—accumulating organisms in a nitrogen and phosphorus removal system[J].Wat Res,2000,34(8):2238-2290.
[4] Kuha T.van Laosdrecht M C M,Heijnan J J.Phosphorus and nitrogen removal with minimal COD requirement by integration of denitrifying dephosphatation and nitrification in a two—sludge system[J].Wat Res,1996,30(7):1702- 1710.
[5] Kuha T.Smolders G,van Loosdrecht M C M ,et a1.Biological phosphorus removal from wastewater by anaerobic-anoxic sequencing hatch reactor[J].Wat Sci Tech,1993,27(5—6):24l一252.
[6] Kuba T, Van Loosdreeht MC M, Phosphoras and nitrogen removal with minimal COD reguirement by integration of nitnification in a two-sludge systen [J]. Wat Res, 1996, 42(1~2)、1702-1710.
[7] 周岳溪,錢(qián) 易,顧夏聲等.廢水生物聚磷機(jī)理的研究[J].環(huán)境科學(xué),1991,13(4):2—4.
[8] 朱懷蘭,史家梁,徐亞同等.SBR生物聚磷工藝的研究[J].上海環(huán)境科學(xué),1993,12(8):8—13.
[9] 鄭興燦,李亞新.污水除磷脫氮技術(shù)[M].北京:中國(guó)建筑工業(yè)出社,1998.192-250.
[10] 徐亞同.廢水中氮磷的處理[M].上海:華東師范大學(xué)出版社,1996.114-170.
[11] Kirsten S,Jorgensen,Anneli,et al.Polyphosphate Accumulation among denitrifying bacteria in activated sludge[J].Anaerobe Environmental Microbiology,1995, (1):161-168).
[12] 東秀珠,蔡妙英.常見(jiàn)細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊(cè)[M].北京:科學(xué)出版社,2001.
[13] R.E布坎南,N.E吉本斯.伯杰細(xì)菌鑒定手冊(cè)[M].北京:科學(xué)出版社,1994.274-279.
[14] J•薩姆布魯克.分子克隆實(shí)驗(yàn)指南[M].北京:科學(xué)出版社,1992.
[15] Gui X L,Mao P H,Zeng M, et a1.Int J Syst Evol Microbiol,2001,51:357-363.
[16] Lane D J. 16S/23S rRNA sequencing In:Nucleic acid techniques in bacterial systematics(Stackebrandt E and Goodfellow M,Eds)[C].New York :Wiley, 1991.
[17] A Itschul S F,Gish W, Miller W,et a1.Basic local alignment search tool [J]. Molecular Biology,1990,215:403-4l0.
[18] Saitou N, Nei M.Mol Biol Evol,1997,4:406-425.
[19] Kirsten S,Jorgensen,Anneli,et al.Polyphosphate Accumulation among denitrifying bacteria in activated sludge[J].Anaerobe Environmental Microbiology,1995, (1):161-168.
[20] 王亞宜, 彭永臻, 王淑瑩, 李勇智, 反硝化除磷理論、工藝及影響因素[J]. 黑龍江哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院.
[21] 李軍,楊秀山,彭永臻.微生物與水處理工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003,360~361.
[22] 李軍,楊秀山,彭永臻.微生物與水處理工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003,79.
[23] 李軍,楊秀山,彭永臻.微生物與水處理工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.79-140.
[24] 郭夏麗,鄭平,梅玲玲.厭氧除磷種源的篩選與厭氧除磷條件的研究[J].環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào),2005,25(2):238-241.
[25] Han S H.Transfer of phosphorus form soil to atmosphere and water[D].Beijing:Research Center for Eco-Environmental Sciences,Chinese Academy of Sciences,2000:48(in Chinese).
[26] 王亞宜, 彭永臻, 王淑瑩, 李勇智, 反硝化除磷理論、工藝及影響因素[J]. 黑龍江哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院.
[27] 王亞宜, 彭永臻, 王淑瑩, 李勇智, SBR反應(yīng)器中聚磷菌篩選及其聚磷效能研究[J]. 黑龍江哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)市政環(huán)境工程學(xué)院.
[28] 李軍,楊秀山,彭永臻.微生物與水處理工程[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.78.
[29] Niu X J,Geng J J,Wang X R.Temporal and spatial distributions of phosphine in Taihu Lake[J].Acta Scientiae Circurnstantiae,2004,24(2):255—259.