Phanerochaete chrysosporium厚垣孢子菌剂的开发及其促进活性污泥降解苯酚的探究
本实验室筛选到一株真菌Phanerochaete chrysosporium，发现其具有促进好氧颗粒污泥形成、增加染料废水脱色效果和降解苯酚的作用。Mn2+能够诱导P.chrysosporium厚垣孢子的产生，其厚垣孢子能够抵抗不良环境且适应力强，具有一定的产业化潜力。本论文通过对P.chrysosporium的液体发酵条件进行优化，得到最适于厚垣孢子发酵的培养条件:温度37℃、葡萄糖15g/L、酵母粉6g/L、pH4.5左右。此条件下P.chrysosporium生物量和厚垣孢子产量分别为17.92 g/L，5.03×108个/g。 利用不同的方法探索厚垣孢子的分散技术，并通过平板计数法计算具有生物活力的厚垣孢子数量。结果表明，匀浆机分散厚垣孢子的分散效果较好。1 g厚垣孢子（湿重），用无菌水10倍稀释，匀浆机分散8 min，得到的厚垣孢子数量最多，为3.25×108个/g。将匀浆机分散后的厚垣孢子进行离心，底部沉淀的厚垣孢子10-6倍稀释，PDA平板涂布，经过48 h、37℃培养，发现具有生物活性的厚垣孢子数量为3×108个/g。 将厚垣孢子添加到SBR中，对苯酚废水进行生物强化处理。其中，R1投加厚垣孢子、R2不添加厚垣孢子作为对照。对R1和R2两组反应器不同运行阶段活性污泥的性能、酚降解效率以及微生物群落结构的分析。可以发现反应器整个运行过程中，R1和R2相比，R1的SVI值较低。R1和R2的MLSS曲线在运行初期急剧下降，第4d开始MLSS曲线也开始有一个回升，整个驯化过程中R1的MLSS浓度高于R2。R1的COD去除率比R2更高;在第5d时，R1和R2的COD去除率分别为95.1％和83.3％;反应器运行6d之后，R1的COD去除率维持在95.2-99.0％的水平;在30d的运行过程中，R2的COD去除率始终低于88.0％。反应器运行第6d时，R1和R2的ESS值分别94mg/L和153 mg/L;7 d之后R1的ESS值低于85 mg/L;15 d之后，当苯酚浓度高于1.0g/L时，R2的ESS曲线值的范围98-143 mg/L;整个反应器运行过程中R1的SVI值均低于R2。 苯酚降解的动力学分析表明，R1和R2相比，R1对酚的降解效果更好。反应器运行过程中当苯酚浓度为600 mg/L时R1对苯酚的降解速率达到最大值，为1.47 g phenolg-1 VSS day-1;苯酚浓度为400 mg/L时，R2的降酚速率达到最大值，为0.85 g phenol g-1VSS day-1;当苯酚浓度为2000 mg/L时，R1仍然能保持较高的降解速率。R1较高的动力学参数Vmax(5.7 g phenol g VSS-1 d-1)，Ks(570 mg/L)和Ki(270 mg/L)说明R1中的活性污泥对苯酚具有较强的耐受性和降解能力。 序列优化后共得到细菌有效序列68602条。R1的各样品Chao1指数分别为1462、2633和2416，R2的各样品Chao1指数分别为2666、2701和2164。两组反应器中活性污泥的Chao1指数均出现了先增加后降低的趋势。R1的Shannon指数第3d为4.05，随着反应器的运行这一数值增加到了4.86，第30d时减至4.56。R2的Shannon指数逐渐降低，但整个运行过程中均高于同时期的R1。两组反应器不同运行时期各样品细菌微生物群落以Actinobacteria（放线菌门）、Bacteroidetes（拟杆菌门）、Firmicutes（厚壁菌门）、Proteobacteria（变形菌门）和Candidate_division_bacterium（未分类细菌）为5个优势细菌菌群。细菌中100个主要的属聚集分布在3个群落聚集区A、B和C。R1中的细菌群落主要分布在B区域。在R2中，细菌群落分布较为分散，A、B和C三个群落分散的分布于R2中。菌群B中Stenotrophomonas、Corynebacteriumn、Propionibacteriaceae、Sphingopyxis、Ideonella、pandoraea、dyella和Sediminibacterium具有较高的相对丰度。 序列优化后共得到真核生物有效序列28463条。R1的各样品Chao1指数分别为386、470和934，R2的各样品Chao1指数分别为242、527和528。两组反应器的Chao1指数均呈现了增加的趋势。R1中活性污泥的Shannon指数逐渐增加，各驯化时期分别为2.64、3.15和3.52。R2中的活性污泥Shannon指数则是先增加后降低，且整个运行过程中均低于同时期的R1。从纲的分类水平对两组反应器中的真核类群进行分析可知，在R1中第3d和第15 d时都是Agaricomycetes、Saccharomycetes和Trebouxiophyceae占居优势地位。丝状真菌、酵母菌和微藻类在R1中的第3-15 d相对丰度较高。原生和后生动物的相对丰度在R1中逐渐增加，而在R2中原生和后生动物相对丰度一直较高。在第30d，两个反应器中分布着不同的原生和后生动物。
苯酚废水;活性污泥;厚垣孢子菌剂;微生物群落;降解动力学
河南师范大学
硕士
微生物学
王海磊
2015
中文
X703.5;X172
72
2015-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）