發(fā)布時間：2017-04-09 20:08

  本文關(guān)鍵詞：十二烷基硫酸鈉降解菌株的篩選與特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：十二烷基硫酸鈉(SDS),一種陰離子表面活性劑,因為其成本低、起泡性好等特征,是使用最多的洗滌劑成分之一。它廣泛應(yīng)用于家用洗滌劑與工業(yè)洗滌劑中,并且是諸多工業(yè)工業(yè)產(chǎn)品的組成成分。在洗滌劑大量使用的今天,污水處理設(shè)施中SDS通常不能處理完全。當排入水體之后,對魚和水生生物、微生物、藍藻細菌等都有抑制作用與毒性。本研究在實驗室條件下,成功從成都市某污水處理廠的活性污泥中篩選出一株能夠以SDS為唯一碳源生長的菌株,命名為SDS-Zh2;繼而對該菌的生理生化特征、菌株生長降解SDS的特性進行了系統(tǒng)研究。此外,針對我國寒冷地區(qū)污水處理廠冬季水溫低,微生物活性低,對污染物的降解代謝活動緩慢等特點。本研究在對菌株的生理生化特性進行系統(tǒng)研究后,對菌株在低溫條件下的SDS降解特性進行了研究,并嘗試研究提高菌株在低溫條件下SDS降解能力。研究結(jié)果如下:1.本研究所篩選出的菌株SDS-Zh2是一株能以SDS為唯一碳源生長的菌株,為短桿狀革蘭氏陰性菌,經(jīng)16SrDNA序列比對后確定該菌為假單胞菌屬(Pseudomonas sp.)。2.菌株SDS-Zh2的最佳生長溫度為30℃,在15℃~25℃的溫度范圍內(nèi)仍能快速生長,并對SDS進行高效降解,在30℃下的降解速率為121.8 mg/L·h-1。該菌在10℃下SDS降解速率較低(為42.19 mg/L·h-1 SDS),代謝SDS多為維持自身活性,其自身生長緩慢。該菌株在pH為5~9時均能快速生長并高效降解SDS,在pH為7.5時有最佳SDS降解速率。當pH低于4.63或pH大于10的時候幾乎無法生存與降解SDS。菌株在降解SDS的過程中,產(chǎn)生的酸性次級代謝產(chǎn)物會使環(huán)境pH大幅降低,若pH降低過多則會影響菌株本身的生長與活性。該菌的最佳生長C/N為100:5.22,自身生長所需氨氮較多,但當氨氮濃度高于120mg/L時該菌的生長與SDS降解受到抑制,在氨氮濃度為140 mg/L時,菌株對SDS的降解速率降至84.125 mg/L·h-1。該菌對氨氮的利用全部用于合成自身所需物質(zhì),當溶液中SDS濃度極低時無法利用氨氮。雖然該菌生長所需氨氮較多,但在氨氮濃度極低的時仍能通過代謝SDS來維持自身活性。該菌生長的最佳SDS初始濃度為2500 mg/L,在4000 mg/L濃度以下均能高效降解SDS,最高降解速率為136.09 mg/L·h-1 SDS。在SDS濃度大于4000mg/L時受到較大抑制,在濃度大于8000 mg/L時完全喪失對SDS的降解能力。該菌生長與降解SDS均需要在有氧條件下進行,溶解氧過低則降解難以發(fā)生,本研究中用搖床轉(zhuǎn)速作為表征溶解氧的參數(shù)。結(jié)果表明,搖床轉(zhuǎn)速越快,菌株對SDS的降解速率越快,在搖床轉(zhuǎn)速為80rpm時,菌株對SDS的降解速率僅有66mg/L·h-1。綜合考慮能耗與菌株的12小時SDS去除率,本研究中最終使用的搖床轉(zhuǎn)速為160rpm。在最佳生長條件下繪制該菌的生長曲線,結(jié)果表明該菌的生長速度非常快,在對數(shù)生長期其生長速率高達0.127/h。并且研究發(fā)現(xiàn)在不同的接種量下,該菌均能快速度過適應(yīng)期(一般為2~4h),進入對數(shù)生長期并開始旺盛的生長代謝活動。3.菌株經(jīng)15℃馴化后,在15℃下有最佳最佳生長速率與SDS降解速率,為120.5 mg/L·h-1 SDS。但馴化后的菌株在25℃~30℃的生長狀況不如馴化之前,表明15℃馴化后菌株已完全適應(yīng)15℃的溫度條件。菌株馴化前后在10℃下的生長速率與SDS降解速率變化不大。在低溫(10℃)條件下,通過增加菌株接種量、添加丁二酸鈉或硝酸鉀可提升菌株對SDS的降解速率,達到40.76mg/L·h-1。本研究成功篩選出能以SDS為唯一碳源生長的菌株P(guān)seudomonas sp.SDSZh2。與國內(nèi)外相關(guān)研究中的SDS降解菌對比,本研究所篩選菌株具有溫度與pH適應(yīng)范圍廣、低溫(10℃)下SDS降解速度快、SDS耐受性高、C/N與污水處理廠活性污泥相近、生長適應(yīng)期短、生長速度快等優(yōu)勢。表明該菌在實際工程應(yīng)用中具有多種優(yōu)勢,其應(yīng)用前景廣闊。本研究中通過生物強化技術(shù)提高了菌株在低溫下對SDS的降解能力,研究了采取不同措施時菌株在低溫下SDS降解性能的改變,為SDS降解菌的進一步研究、實際SDS廢水的微生物處理研究、利用生物強化技術(shù)處理低溫廢水等提供了參考與指導(dǎo)。
【關(guān)鍵詞】：十二烷基硫酸鈉 微生物降解 生長特性 低溫降解
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X172
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-27
• 1.1 課題來源與研究背景、目的和意義11-12
• 1.1.1 課題來源11
• 1.1.2 研究目的與意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-23
• 1.2.1 SDS降解菌種類12-13
• 1.2.2 微生物降解SDS的影響因素13-18
• 1.2.3 SDS降解途徑18-20
• 1.2.4 工程應(yīng)用20
• 1.2.5 生物強化技術(shù)20-23
• 1.2.6 生物降解的優(yōu)點與存在的問題23
• 1.3 研究內(nèi)容方法與技術(shù)路線23-26
• 1.4 主要成果與認識26-27
• 第2章 SDS降解菌的篩選及鑒定27-35
• 2.1 主要試驗儀器與檢測方法27-28
• 2.1.1 試驗儀器27
• 2.1.2 檢測方法27-28
• 2.2 菌株的分離純化28-29
• 2.2.1 培養(yǎng)基28-29
• 2.2.2 分離純化29
• 2.3 菌株的篩選29-30
• 2.3.1 篩選方法29
• 2.3.2 篩選結(jié)果29-30
• 2.4 菌株的鑒定30-34
• 2.4.1 形態(tài)觀察30
• 2.4.2 革蘭氏染色30-31
• 2.4.3 16SrDNA序列31-34
• 2.5 小結(jié)34-35
• 第3章 SDS-Zh2生長特性研究35-49
• 3.1 試驗方法35-37
• 3.1.1 最佳溫度35
• 3.1.2 最佳pH35-36
• 3.1.3 最佳接種量36
• 3.1.4 最佳氨氮濃度（C/N）36
• 3.1.5 最佳搖床轉(zhuǎn)速（DO）36-37
• 3.1.6 最佳底物濃度37
• 3.1.7 生長曲線37
• 3.2 結(jié)果分析37-47
• 3.2.1 最佳溫度37-38
• 3.2.2 最佳pH38-40
• 3.2.3 最佳接種量40-41
• 3.2.4 最佳氨氮濃度41-44
• 3.2.5 最佳搖床轉(zhuǎn)速（DO）44-45
• 3.2.6 最佳底物濃度45-46
• 3.2.7 生長曲線46-47
• 3.3 小結(jié)47-49
• 第4章 低溫下SDS-Zh2降解性能優(yōu)化研究49-56
• 4.1 SDS-Zh2在 15℃馴化后的降解性能研究49-50
• 4.1.1 試驗方法49
• 4.1.2 結(jié)果分析49-50
• 4.2 SDS-Zh2在 10℃馴化后的SDS降解性能研究50-51
• 4.2.1 試驗方法50-51
• 4.2.2 結(jié)果分析51
• 4.3 10℃下SDS-Zh2的SDS降解性能優(yōu)化研究51-54
• 4.3.1 試驗方法51-52
• 4.3.2 結(jié)果分析52-54
• 4.4 小結(jié)54-56
• 結(jié)論56-58
• 致謝58-59
• 參考文獻59-64
• 攻讀學(xué)位期間取得學(xué)術(shù)成果64

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