醬腌菜產(chǎn)業(yè)在帶來經(jīng)濟效益的同時也產(chǎn)生大量高鹽高氮磷高有機物的腌制廢水,該類廢水對環(huán)境危害性較大且目前尚無合適的處理方法。本實驗選取耐鹽微生物為研究對象,探索資源化處理腌制廢水的可行性。首先,成功從野外篩選馴化出耐鹽性較強的嗜鹽小盒菌和杜氏藻,研究嗜鹽小盒菌、杜氏藻的最佳適生條件以及環(huán)境因素對菌藻生理生化特性的影響。探討杜氏藻系統(tǒng)、嗜鹽小盒菌系統(tǒng)、菌藻混合系統(tǒng)對不同濃度腌制廢水的凈化效果,并在最佳降解條件下,從水質(zhì)特性、生物副產(chǎn)物產(chǎn)量、結(jié)晶鹽質(zhì)量的角度分析降解產(chǎn)物資源化利用的可行性。最后,通過研究不同氮磷濃度下菌藻對氮磷元素吸附量和吸收量的變化,揭示杜氏藻、嗜鹽小盒菌的氮磷轉(zhuǎn)化機制。主要結(jié)論如下:(1)采用高鹽脅迫和平板劃線法,成功從連云港某沿海鹽場篩選分離出2株可在250 g/L NaCl濃度下生存的耐鹽微生物,經(jīng)形態(tài)觀察、16S rDNA測序和18S rDNA測序鑒定分析可知,這2株微生物分別屬于杜氏藻屬和嗜鹽小盒菌屬。采用改良的Johnson培養(yǎng)基對菌藻進行高氮磷高有機碳源的馴化培養(yǎng),結(jié)果表明在本實驗條件下嗜鹽小盒菌、杜氏藻的生長周期均在14天左右,而且培養(yǎng)出來的杜氏藻富含β-胡蘿卜素,該藻株商業(yè)價值潛力較大。(2)通過單因素實驗確定嗜鹽小盒菌、杜氏藻的最佳生長條件,嗜鹽小盒菌在pH=6.0、鹽度200 g/L、葡萄糖濃度5 g/L條件下生長狀態(tài)最佳,杜氏藻在全光照、pH=8.0、鹽度50 g/L、葡萄糖濃度10 g/L條件下生長狀態(tài)最佳。另外,研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境因素對杜氏藻生化成分的影響較大,弱堿性、高鹽度、添加有機碳源的環(huán)境有利于杜氏藻體內(nèi)β-胡蘿卜素和總糖的積累,短光照、弱堿性、高鹽度的環(huán)境有利于杜氏藻體內(nèi)蛋白質(zhì)的積累,短光照、弱酸性、高鹽度的環(huán)境有利于杜氏藻體內(nèi)總脂的積累。(3)在最佳適生條件下,菌藻混合系統(tǒng)對不同濃度腌制廢水的凈化能力均大于單個嗜鹽小盒菌、杜氏藻系統(tǒng)的凈化效果。對比杜氏藻系統(tǒng)和嗜鹽小盒菌系統(tǒng)的實驗結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),當廢水濃度較低時杜氏藻系統(tǒng)對廢水COD去除率較高,當腌制廢水濃度高于40%后,嗜鹽小盒菌系統(tǒng)對廢水有機污染物的凈化效果較好。另外,杜氏藻系統(tǒng)、嗜鹽小盒菌系統(tǒng)、菌藻混合系統(tǒng)對腌制廢水中氮磷污染物有明顯的凈化效果,三種系統(tǒng)對不同濃度腌制廢水總磷的去除率都在60%以上。(4)實驗結(jié)果表明資源化利用菌藻降解產(chǎn)物的可行性較高。嗜鹽小盒菌、杜氏藻對某些污染物凈化效果較好,但是三種系統(tǒng)出水中依然存在芳香族類、有機鹵素類、烷烴類化合物,需要結(jié)合其他工藝深度處理后才能回用。另外,菌藻系統(tǒng)的高價值生物副產(chǎn)物較多,其中蛋白質(zhì)產(chǎn)量0.417 g/L、總糖產(chǎn)量0.431 g/L、總脂產(chǎn)量0.787 g/L、β-胡蘿卜素產(chǎn)量5.430 mg/L。而且,菌藻系統(tǒng)出水的結(jié)晶鹽質(zhì)量最佳。和原水相比菌藻系統(tǒng)試驗組的氯化鈉純度提高了8.9%,除鈣鎂離子總量和水不溶物沒有達到國標要求,其他理化指標均滿足日曬工業(yè)鹽的二級標準。(5)在探究嗜鹽小盒菌、杜氏藻對氮磷元素轉(zhuǎn)化機制的實驗中發(fā)現(xiàn),和氮磷缺乏相比高氮磷脅迫對菌藻生長的抑制性較弱,而且在高氮磷脅迫的環(huán)境下菌藻對氮磷元素的吸附能力大于吸收能力。單個杜氏藻細胞表面吸附的氮元素占整體的56.7%、單個杜氏藻細胞表面吸附的磷元素占整體的53.2%,嗜鹽小盒菌吸附氮元素占整體的71.4%、吸附磷元素占整體的80.8%。然而,當菌藻從高氮磷環(huán)境暴露在低氮磷環(huán)境后,菌藻都會溶解部分細胞表面吸附的氮磷元素。氮磷饑餓或氮磷抑制都不會改變菌藻特有的分子結(jié)構(gòu),只會改變菌藻體內(nèi)生化成分的轉(zhuǎn)化效率。
【學(xué)位單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：X792;X173
【部分圖文】：

青菜頭的三次腌制和起池為榨菜的腌制過程，從淘洗到成品為榨菜的加工過程，具體生產(chǎn)工藝流程如圖1.1 所示[5]。圖 1.1 涪陵榨菜生產(chǎn)工藝流程Fig.1.1 Production process of Fuling mustard1.1 腌制廢水概述1.1.1 腌制廢水的生產(chǎn)及其水質(zhì)特性食品腌制工藝在帶來經(jīng)濟價值的同時也會產(chǎn)生高鹽度的工業(yè)廢水，譬如浙江省桐鄉(xiāng)市 2017 年腌制榨菜產(chǎn)業(yè)的年產(chǎn)值破億元，但全市高鹽度腌制廢水的年處理量在 15 萬噸以上[6]。據(jù)統(tǒng)計，重慶市涪陵地區(qū)腌制廢水的年排放量約為 135

技術(shù)路線圖

圖 2.1 采集的水樣Fig.2.1 Collected water sample基良的 Johnson 培養(yǎng)基[67]篩選和培養(yǎng)微藻，固體培養(yǎng)基℃滅菌 20 min 后使用。表 2.2 培養(yǎng)基成分組成Table 2.2 The compositions of medium 濃度 化學(xué)藥劑 50 g/L KCl O 1.5 g/L KH2PO40.5 g/L C6H12O60.151 g/L 鐵鹽母液①0.035 g/L 微量元素母液②O 0.5 g/L 1M Tris-HCl(pH 8.0)③液配方：Na2EDTA·2H2O 0.209 g/L，F(xiàn)eCl3·6H2O 0.244 g/L。

【參考文獻】

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1 李坤s

本文編號：2816002