一株聚β-羟基丁酸高产菌株的分离与研究--Ⅱ.出发菌株的筛选鉴定及合成PHB条件的研究

从城市生活污水中分离筛选到一菌株 ,具如下主要特征 :杆菌 ,(0 .85～ 1 .2 )× (2 .0～ 5.0 )μm;革兰氏染色阴性 ;具衣鞘 ,细胞包在鞘里 ,丝状体很长 ,但无分枝 ;亚端生鞭毛 ;胞内具 PHB颗粒和异染颗粒 ;液化明胶微弱 ;菌落为光滑型和丝状两种 .经鉴定该菌株为浮游球衣细菌(Sphaerotilus natans) .该菌在 2 8℃条件下生长良好 ,细菌细胞大 ,细胞内可积累大量的 PHB.从对数期至稳定期 ,该菌株积累的 PHB量可达细胞干重的 1 9.8%     

序批式颗粒污泥系统同步脱氮除磷影响因素分析

采用批式实验,以人工配水培养的好氧颗粒污泥为接种污泥,考察了DO浓度、碳氮比、污泥龄对序批式颗粒污泥系统同步脱氮除磷效果的影响。结果表明,DO通过渗透作用造成颗粒内部缺氧区大小变化进而从整体上表现出对系统同步脱氮除磷性能的影响,较低的DO浓度更有利于系统的稳定运行,当DO浓度控制在1mg/L左右时,颗粒污泥系统对COD、氨氮、总氮及磷酸盐的去除率均在90%以上;进水碳氮比减小,导致厌氧段胞内储存物质(PHB)的合成不足,造成好氧聚磷和反硝化聚磷对PHB的竞争,系统同步脱氮除磷性能下降;而序批式颗粒污泥系统泥龄的控制应从平衡排泥除磷以及保持足够颗粒污泥数量维持系统正常运行综合考虑进行操作。     

培养条件对蓝细菌生长及PHB积累的影响

对蓝细菌集胞藻 (Synechocystis) sp. PCC6 80 3的细胞生长及胞内聚 -β-羟基丁酸酯 (PHB)的积累进行了研究 ,以探索提高蓝细菌 PHB积累水平的可能性。野生型集胞藻于 BG- 11培养基中通气培养 ,改变氮源浓度、碳源种类、光照强度 ,测定细胞的生长及胞内 PHB的浓度。结果表明 :只有在氮饥饿培养时 ,胞内 PHB水平才会有明显提高。氮饥饿条件下 ,混养生长时收获的细胞量最多 ,弱光自养时细胞几乎不生长 ,两种条件下 PHB的积累水平相近 ,低于细胞干重的 0 .5 %。异养时细胞生长与混养时相近 ,PHB可积累至细胞干重的 1.0 %。强光自养最有利于 PHB的积累 ,生长 7d后可积累至细胞干重的 4.1%。该研究的结果可为进一步提高蓝细菌中 PHB的积累水平提供参考     

pH对以亚硝酸盐为电子受体反硝化除磷的影响

利用驯化成功的反硝化聚磷污泥以SBR进行试验,研究pH对反硝化除磷的影响,比较不同pH下厌氧释磷过程中主要储能物质的变化,探讨产生不同除磷效果的原因,考察典型周期内系统的运行效果.研究结果表明:除磷效果与pH(pH=6～8)成正相关,当pH为8时,颗粒污泥最大比厌氧释磷速率和最大比缺氧吸磷速率分别为20.95 mg/(g.h)和23.29 mg/(g·h);厌氧段聚羟基丁酸(PHB)质量分数升高到62.87 mg/g,出水TP质量浓度为1.47mg/L;随着pH升高,厌氧反应吸收的乙酸、合成的PHB质量分数都随之升高,乙酸的吸收率和聚磷分解率变化趋势较相近;当pH超过8后,易形成磷沉淀,除磷率下降.     

化学强化除磷污水处理厂聚磷菌的分离筛选

近年在化学除磷污水厂中出现了污泥释磷聚磷能力下降甚至消失的现象,本文针对这一问题,从长期运行化学除磷的某污水处理厂倒置A/A/O工艺中分离鉴定聚磷菌,确定化学除磷药剂长期胁迫下聚磷菌的优势菌种,以期为化学除磷污水厂的生物强化除磷提供菌种资源.采用平板稀释涂布法,结合蓝白斑实验以及poly-P和PHB染色实验,筛选出三株聚磷菌.通过好氧吸磷和厌氧释磷实验,发现菌株P2和P19有较强的吸磷和释磷能力.经过16S RNA测序和Genbank比对,最终确定P2与植生拉乌尔菌(Raoultella planticola)的同源性为98%,P19与克雷伯氏杆菌(Klebsiella pneumoniae)的同源性为98%.     

以魔芋多糖为碳源的产聚羟基丁酸酯菌的筛选、鉴定及发酵研究

为充分利用发酵魔芋低聚糖所产生的菌体废弃物,降低微生物发酵法生产聚羟基丁酸酯(PHB)的成本,从云南省种植魔芋的土壤中分离得到一株以魔芋多糖为唯一碳源生长的菌株LKH,该菌可以分泌β-甘露聚糖酶水解魔芋多糖生长,并在胞内积累PHB。经形态学、生理生化特征及16S rDNA序列分析表明,菌株LKH归属于依利诺斯类芽孢杆菌。红外光谱和气相色谱分析结果显示,以魔芋多糖为碳源培养的细菌胞内提取的白色薄膜物质中含有PHB。当氮源(NH_4Cl)浓度为0.2g/L时,菌体以魔芋多糖为碳源合成的PHB质量最高可达0.85g/L,其含量达到69.55%,提取率为93.29%。     

FNA对短程反硝化除磷系统运行的影响

目的研究不同游离亚硝酸(FNA)质量浓度对短程反硝化除磷系统的运行效能的影响.方法利用成功启动的短程反硝化除磷SBR反应器,分析不同FNA质量浓度在缺氧反应段脱氮除磷和碳源的利用效果以及厌氧比释磷速率和缺氧比吸磷速率的变化.结果 FNA质量浓度为1.46×10~(-3 )mg/L时,系统的反硝化和除磷效果最佳;FNA质量浓度为2.19×10~(-3 )mg/L时,系统几乎无除磷效果但反硝化反应仍可发生;随FNA质量浓度的升高,PHB的合成量和消耗量表现为先增多后减少.结论系统内厌氧释磷量与缺氧吸磷量两者之间存在与FNA质量浓度变化不相关的线性关系.     

一株降解PHB菌株的分离、鉴定及特性

本研究从活性污泥中分离筛选出一株高效降解聚–3–羟基丁酸酯(PHB)的菌株PHBd-1,通过形态学和ITS序列分析比对,确定为草酸青霉(Penicillium oxalicum).在以PHB为唯一碳源的培养基上接种培养4 d后,菌落周围出现透明圈.在以PHB为唯一碳源的液体培养基中接入PHBd-1孢子悬浮液,4 d后PHB颗粒降解率达到90%以上,培养液pH由7.20降至2.67,3–羟基丁酸含量在第4天达到最高值.在pH4.5和温度30℃条件下,培养液中PHB降解酶活力最高.     

低有机负荷率下聚磷好氧颗粒污泥的培养

采用序批式反应器(SBR)反应器,按照强化生物除磷工艺(EBPR)的运行方式,考察了低有机负荷率下培养聚磷好氧颗粒污泥的可行性,并对形成颗粒的特性以及关键培养技术进行了评价.SBR反应器在启动后6个星期内基本达到稳定,形成的聚磷好氧颗粒污泥主要由表面紧密缠绕的丝状菌和内部紧凑排列的短杆状细菌组成,颗粒内富集了大量的聚磷菌,污泥含磷量高达7.05%,能够达到非常好的除磷效果,总磷去除率高于90%,同时具有紧凑密实的结构和良好的沉降性能,平均粒径为940.17,μm,平均密度为1.048,g/cm3,SVI为22.02,mL/g.实验结果表明,低有机负荷率有利于富集聚磷菌和增强颗粒稳定性,是培养聚磷好氧颗粒污泥的关键控制参数.     

沙打旺根瘤超微结构研究

目的 对沙打旺根瘤中心组织的超微结构进行研究，并讨论拟菌体的衰老及PHB颗粒的变化。方法 石蜡切片法和超薄切片法。结果 通过对沙打旺根瘤的显微和超微结构观察发现：其根瘤显微结构由4部分组成，由外向内依次为：保护层、皮层、鞘细胞层和中心组织(侵染组织)。在中心组织的侵染细胞中，拟菌体的衰老具有一定的规律，开始拟菌体的周膜和细胞壁变得凹凸不平，但周膜仍几乎较紧地包裹着拟菌体，细胞质染色变浅，纤维状的核物质不明显，并出现大量的β-多羟基丁酸盐(PHB)颗粒，沿着拟菌体的细胞壁分布。后来，拟菌体的周膜开始变得模糊，细胞质凝缩为电子致密的团块状物质，与电子透明的区域相间排列，此时PHB颗粒消失。结论 沙打旺根瘤中心组织的侵染细胞中，拟菌体的衰老具有一定的规律．