利用丁酸合成PHA高效菌株的筛选及摇瓶发酵特性研究

从活性污泥中分离到1株能够利用丁酸合成聚羟基脂肪酸酯(PHA)的细菌WD-3,对该菌株积累PHA的发酵特性进行了研究,包括PHA产量随碳氮比、pH、发酵时间的变化,并考察了整个发酵过程中碳源、氮源、生物量、pH值和PHA产量之间的关系.结果表明,当C/N为35,pH为7.0时,WD-3的PHA合成能力最高.在最佳培养条件下,细胞生长达到稳定期时,该菌PHA产量高达3.01 g.L-1,占细胞干重的45.4%,且PHV所占比例达到三分之一.经16S rRNA基因测序分析,初步确定该菌属于γ-变形菌亚纲中的肠杆菌属Enterobacter.     

高活性高耐受甲醛降解菌株的分离鉴定及降解条件研究

以甲醛为唯一碳源,从土壤中分离得到1株甲醛降解菌,经形态学观察、生理生化特性研究和16SrDNA鉴定,该菌株属于恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida).通过单因素试验和正交试验考察培养基及培养条件对菌株降解甲醛的影响,得出该菌株降解甲醛的最适条件为:蛋白胨1.2g/L,KH2PO4 4g/L,K2HPO4 3g/L,MgSO4·7H2O 0.2g/L,微量元素母液0.1mL/L,温度30℃,pH值8.在最适降解条件下,分别对不同初始浓度甲醛进行降解试验,结果表明该菌株对甲醛的耐受浓度可达6g/L,54h可将其降解86%,46h可将5g/L甲醛全部降解,35h可全部降解4g/L甲醛.     

土著PHA合成菌回注法提高活性污泥积累聚羟基脂肪酸酯能力

在活性污泥驯化之初加入少量土著聚羟基脂肪酸酯(PHA)合成菌(0.10～0.25 g/L),通过10 d厌氧-好氧或好氧-沉淀方式进行污泥驯化后,以葡萄糖或乙酸钠为碳源进行PHA发酵.研究了驯化前后土著PHA合成菌回注组和对照组驯化过程中的总菌数,PHA合成菌数的变化,以及对PHA发酵产率的影响.结果表明:在回注组污泥中PHA合成菌的增长速率和增长量均高于对照组,各种污泥积累PHA占挥发性悬浮固体的比例提高了21.44%～43.18%.      

一株阴沟肠杆菌对BTEX的降解特性研究

从污水处理厂废水中分离筛选出一株以BTEX为唯一碳源的阴沟肠杆菌,命名为btex-4,菌种鉴定为Enterobactergergoviaes train:NBRC 105706。btex-4菌在温度为30℃,底物浓度为100 mg/L,p H=7.0,150 r/min条件下对BTEX的降解率依次为90.04%、90.13%、92.68%、95.83%。菌株在p H=6~8的范围内,可以正常生长并在72 h内将底物全部降解。同时btex-4可以降解25~200 mg/L的BTEX,当底物浓度低于25 mg/L时,菌株生长缓慢,当底物浓度高于100 mg/L时,会对乙苯的降解产生抑制,乙苯的降解速率降低。另外,该菌株可以适应10~30℃的温度变化,且随着温度的升高,降解率和降解速率随之升高。     

不同碳源种类对好氧颗粒污泥合成PHA的影响

影响好氧颗粒污泥稳定性的因素众多,其中碳源种类的不同会造成好氧颗粒污泥合成聚羟基烷酸酯(PHA)的不同,进而影响其稳定性能.采用混合碳源驯化培养的好氧颗粒污泥进行试验.考察了厌氧条件下,乙酸钠等八种碳源对好氧颗粒污泥合成PHA的影响.结果表明,颗粒污泥对乙酸钠和蔗糖具有较好的转化能力,合成PHA的量分别为102.19mgCOD/g·VSS和70.58mgCOD/g·VSS,显著高于其他碳源的PHA合成量(5~26mg/g×VSS).故以蔗糖和乙酸钠作碳源均有利于颗粒污泥稳定性能的维持,而当以甲醇作碳源时好氧颗粒污泥的贮存能力最差.     

嘧菌酯降解菌的分离及降解动力学分析

由于嘧菌酯的广泛使用和残留对环境中非靶标生物有氧化胁迫作用,所以其危害越来越引起人们的关注。该文驯化筛选出一株高效降解嘧菌酯的菌株,并探讨了其修复嘧菌酯污染的最适条件。利用嘧菌酯为唯一碳源筛选能有效降解嘧菌酯的菌株G7,对菌株进行形态生理生化特征试验及16S r RNA基因同源性分析确定该菌株的系统发育学地位。通过响应面分析法和正交试验确定菌株G7外界和液体降解最优条件。经过优化培养基和外界培养条件后得到48 h后在K2HPO42 810 mg/L,KH_2PO_4781 mg/L,NH_4NO_31 000 mg/L,(NH_4)_2SO_4821.39 mg/L,Na Cl 825.16 mg/L,Mg SO_4·7H_2O 1 000 mg/L,嘧菌酯168.86 mg/L,p H为7.25,温度37℃,摇床转速为175 r/min的条件下降解率最高为84.17%,并确定了G7菌株为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),通过降解动力学建立了降解过程的数学模型。     

不同补料方式对好氧颗粒污泥合成PHA的影响

为提高好氧颗粒污泥(AGS)合成聚羟基脂肪酸酯(PHA)的产量,探究了4种不同补料方式(未补料、好氧0h补料、好氧0.5h补料和好氧1h补料)对AGS合成PHA的影响,同时考察了此过程中AGS的碳氮磷去除效能以及微生物群落结构变化.结果表明,补料能够提高AGS合成PHA的含量,在好氧1h补料时AGS合成PHA的含量最高,为125.06mg/g;同时补料时间会影响AGS的脱氮除磷性能,当补料时间由好氧0h延迟至好氧1h时,AGS的总氮去除率由(87.49±5.49)%降至(67.60±16.24)%,溶解性正磷酸盐(SOP)去除率由(94.08±1.42)%降至(62.91±15.33)%.且不同补料时间条件下,AGS的微生物群落结构变化较大,合成PHA的优势菌群差异较大,在未补料和好氧0h补料条件下,优势菌为既能合成PHA同时能够脱氮或除磷的不动杆菌属(Acinetobacter);在好氧1h补料条件下中,优势菌为能合成PHA的噬氢菌属(Hydrogenophaga)和黄杆菌属(Flavobacterium).     

不同反应时间内碳源转化对反硝化除磷的影响

以A~2/O-生物接触氧化(BCO)系统反硝化除磷活性污泥为研究对象,通过投加适宜的碳源(乙酸钠,折合COD为200mg/L)和NO_3--N(30mg/L),考察了反硝化聚磷菌(DPAOs)在不同厌/缺氧反应时间下的内碳源转化利用情况对脱氮除磷特性的影响.结果表明:厌氧反应时间为90min时,聚羟基脂肪酸酯(PHA)的合成量最大,释磷基本结束;厌氧时间过长(120,150min)导致PHA的无效损失,会直接影响缺氧反硝化除磷作用,且对于吸磷作用的抑制明显强于硝酸盐反硝化作用.厌氧释磷良好的条件下,缺氧反应120min时PHA消耗量较大,内碳源利用充分,氮磷去除完全;缺氧时间过短(60min)则反应不完全,时间过长(180,240,300min)会导致糖原(Gly)部分降解,间接影响反硝化除磷作用,不利于反应的长期进行.此外,在短期试验中,因厌氧时间过长造成的PHA无效损失,对反硝化除磷作用的影响明显大于缺氧时间设定过长时Gly的降解.     

A.eutrophus利用有机废水生产聚羟基烷酸

对真养产碱杆菌（A.eutrophus）利用有机废水生产聚羟基烷酸（PHA）的机理进行了探讨．比较了以4种有机酸为碳源生产PHA的情况,并研究了水力停留时间（HRT）和进水碱度两种操作条件对合成废水生产PHA的影响．结果表明,A.eutrophus以丁酸为最佳碳源,PHA浓度达10.2g/L;进水碱度对合成废水生产PHA的影响比PHA更大．HRT5h,进水碱度8000mg/L时得到的PHA浓度为1.92g/L．     

1株BTEX降解新菌株的分离鉴定及其降解特性研究

取自炼油污水处理厂曝气池的活性污泥经过苯系物定向驯化后,选育到1株能同时高效降解苯、甲苯、乙苯和邻二甲苯(BTEX)的菌株byf-4,基于形态特征、生理生化、16S rDNA序列系统学分析和Biolog鉴定,可确定该菌株为染料分枝杆菌Mycobacterium cosmeticum,其为新发现的1株具有降解BTEX性能的菌株.该菌株最佳生长温度和pH分别为30℃和7.0,其对4种苯系物的降解优先顺序为苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯;菌株降解苯、甲苯、乙苯和邻二甲苯的比耗氧速率分别为165.3、170.5、49.3和57.4 mg.(min.mg)-1;菌株降解BTEX的过程遵循Haldane动力学模型,对苯、甲苯、乙苯和邻二甲苯的最大比降解速率分别为0.518、0.491、0.443和0.422 h-1,菌株最大比生长速率分别为0.352、0.278、0.172和0.136 h-1.     

红霉素降解菌的筛分及其降解特性的研究

抗生素药物在不同环境介质中被频繁检出,其迁移分布特征和污染危害影响已引起相关研究人员的广泛关注。该研究从活性污泥中筛分出一株能够有效降解红霉素的菌株Ery-E,并对其降解特性和影响因素进行了分析讨论。根据菌株的菌落形态结构、生理生化特性,及其16S rDNA基因序列对比分析鉴定,菌株Ery-E属于恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。该菌株能够以红霉素作为唯一碳源生存,最佳反应条件为:温度30℃、pH 7.0⁷.5、初始红霉素投加浓度30 mg/L。在此条件下,菌株Ery-E对红霉素的5 d降解率可达76.6%。研究发现,红霉素的生物降解属于共代谢机制,外加碳源能够提高菌株Ery-E对红霉素的降解效果,当加入10 mg/L酵母粉时,菌株Ery-E对红霉素的5 d降解率可达83.9%。     

活性污泥中PHA合成优势菌的筛选及产物结构分析

聚羟基脂肪酸酯(PHA)是一种具有广阔应用前景的生物可降解塑料,活性污泥中存在大量PHA合成菌,通过好氧/微好氧/沉淀的方式对污泥进行驯化,使PHA占污泥MLVSS的比例提高到21.19%。用BOX-PCR、ERIC-PCR和REP-PCR指纹图谱技术,对驯化前后污泥样品的菌群组成进行比较分析,结合尼罗蓝荧光平板法和菌落原位杂交技术,筛选得到活性污泥中PHA合成的优势菌株CAMP11。分类鉴定表明CAMP11属于芽孢杆菌属,FT-IR与NMR碳谱分析表明其合成的产物为羟基丁酸与羟基戊酸的共聚物(PHBV)。将菌株CAMP11回注入污泥驯化液,可使PHA占污泥MLVSS的比例进一步提高到32.08%。     

基于DGAOs富集的内碳源短程硝化反硝化工艺特性

采用序批式生物反应器（SBR）,以厌氧-好氧-缺氧的运行方式,研究了低C/N比下内碳源驱动的短程硝化反硝化工艺运行性能.结果表明,反应器内可同时富集反硝化聚糖菌（DGAOs）和氨氧化细菌（AOB）.DGAOs可以利用聚-β-羟基脂肪酸酯（PHA）为内碳源进行反硝化,且利用的PHA中PHB （聚-β-羟基丁酸酯）占主要部分.稳定运行后,第39d厌氧末期污泥胞内存储物质在荧光显微镜下清晰可见,内碳源存储的PHA在缺氧阶段净消耗量为2.34mmol C/L,较文献报道值高29%.经过55d的驯化后,SBR系统达到了较为稳定的脱氮效果,平均氨氮去除率为（93.13%±4.91%）,内碳源反硝化效率为（49.62%±8.97%）.驯化后的污泥淘汰了反硝化聚磷菌（DPAOs）和亚硝酸盐氧化菌（NOB）,富集了DGAOs和AOB,其丰度从接种时的0.13%和0.20%分别上升到7.13%和1.11%,实现了低C/N下内碳源驱动短程硝化反硝化.     

不同电子受体驯化聚糖菌反硝化过程及N2O释放特性

利用序批式（sequencing batch reactor,SBR）生物反应器,采用厌氧-好氧运行方式,以乙酸钠为碳源,在控制进水P/COD<2/100条件下,成功实现了聚糖菌（glycogen accumulating organisms,GAOs）富集。缺氧初始阶段ρ（NO_x--N）为30.0 mg/L,经厌氧-缺氧驯化后,反硝化聚糖菌（denitrifuing GAOs,DGAOs）可利用聚-β-羟基脂肪酸酯（poly-β-hydroxyalkanoate,PHA）为内碳源进行反硝化,且分解利用的PHA中80%以上为聚-β-羟基丁酸酯（poly-β-hydroxybutyrate,PHB）。高浓度NO₂-抑制DGAOs活性,厌氧PHA合成降低,且缺氧段PHA分解产生的能量较多地用于储存糖原（glycogen,Gly）。NO₃-和NO₂-还原过程中,PHA降解速率分别为19.28,10.02 mg/（g·h）,内源反硝化速率分别为3.32,2.29 mg/（g·h）,TN去除率达95%以上。随NO₂-/NO_x-增加,N₂O平均产率由29.1%增至59.0%。高浓度NO₂-对氧化亚氮还原酶（Nos）活性抑制作用以及Nos和亚硝态氮还原酶（Nir）之间的电子竞争过程,是导致NO₂-内源反硝化过程中N₂O大量释放的主要原因。     

活性污泥利用混合碳源合成PHAs的工艺条件优化

利用SBR反应器驯化具合成聚羟基烷酸酯(PHAs)能力的活性污泥,以乙酸∶丙酸=1∶2为混合碳源,通过调控pH、COD浓度、改变碳源投加方式,对活性污泥合成PHA的工艺参数进行优化。实验结果表明:pH控制为5、7、9时,pH=7的中性环境更有利于剩余污泥贮存PHAs,贮存量可达51.9 mg/g;COD浓度为200、400、600 mg/L条件下,COD=400 mg/L时剩余污泥贮存PHAs的能力较强,最高产率约为60.27 mg/g;采用3次投加碳源的方式使PHAs的产率提高到初始量的3.7倍以上,高于一次性投加碳源方式。     

嗜盐菌群在甲苯降解过程中群落结构的变化解析

从胜利油田的高盐油污土壤中富集到1个高效降解BTEX(苯、甲苯、乙苯、二甲苯)的嗜盐菌群,分析了菌群在甲苯降解过程中的群落结构变化.结果表明,该菌群在5%盐度下可完全降解200mg/L甲苯.PCR-DGGE图谱显示,随着甲苯的加入,该菌群的优势种属由Bacillus sp.和Bacillus aquimaris转变为Thalassospira xiamenensis、Pseudomonas stutzeri、Virgibacillus sp.和Bacillus sp..这4种微生物在整个降解过程中稳定存在,且在降解完成后24h内没有衰亡的迹象.另外,该菌群可以降解菲,显示了降解多种芳香族化合物的能力.     

降解1,2,4-三氯苯的硝基还原假单胞菌J5-1的分离鉴定和邻苯二酚1,2-双加氧酶基因的克隆

从受氯苯污染的土壤中分离到1株以1,2,4-三氯苯为唯一碳源生长的细菌,命名为J5-1.根据其生理生化特征和16S rDNA(GenBank Accession No.EF107515)序列相似性分析,将该菌株初步鉴定为硝基还原假单胞菌(Pseudomonas nitroreducens).当1,2,4-三氯苯初始浓度为400 mg/L时,J5-1对其最大降解率接近90%;当1,2,4-三氯苯浓度初始为20 mg/L时,降解效果最好.J5-1对1,2,4-TCB的降解服从一级反应动力学.从J5-1的基因组DNA中克隆到CC120的全长序列.     

一株苯乙烯高效降解菌的分离鉴定及降解特性研究

从某橡胶厂的活性污泥中筛选得到一株可高效降解苯乙烯的微生物菌株WJ,通过透射电镜(TEM)、生理生化试验、Biolog鉴定和16S rRNA基因的系统发育树建立等分析方法,鉴定该菌株为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida).通过环境单因素试验,确定该菌株WJ在温度30℃、pH值7.0的培养条件下具有良好的降解效果.通过不同初始浓度苯乙烯的降解及生长特性,确定该菌株的最大底物耐受浓度达到1500mg/L,且其生长动力学过程符合Haldane’s方程,相应动力学参数为: vmax=0.282h-1,Ks=23.57mg/L,Ki=1784.56mg/L.底物宽泛性试验表明,该菌株对苯系物(BTEX)、正己烯等与苯乙烯结构类似的碳氢化合物都具有良好的降解能力,表明其具备良好的底物宽泛性.该菌株对苯乙烯的氧化降解途径主要为乙烯基侧链的氧化.     

成晶节杆菌NT16对含氧多环芳烃1-羟基-2-萘甲酸的降解

以从含氧多环芳烃污染的土壤中筛选的优势菌株成晶节杆菌NT16为对象,对菌株的生长特性和1-羟基-2-萘甲酸降解特性进行初步研究。结果发现,该菌以1-羟基-2-萘甲酸为唯一碳源和能源生长时,其最佳浓度为50 mg/L,最佳接菌量为10%,最适pH为9,最佳氮源为NH_4NO_3。在最适条件下,添加共存碳源丁二酸、丙二酸培养120 h时,菌株的生长量分别增加了62%、53%,且1-羟基-2-萘甲酸的降解率分别提高了9%、7%。研究发现,1-羟基-2-萘甲酸的浓度与降解时间符合一级反应动力学,而且碳源的添加可通过改变1-羟基-2-萘甲酸的降解途径而提高体系的矿化度。     

好氧颗粒污泥及其高效菌株降解苯胺的试验研究

以苯胺为唯一碳源和氮源,培养降解高浓度苯胺废水的好氧颗粒污泥,该体系对苯胺废水的最高耐受浓度高达6 000mg/L.通过分离纯化,从颗粒污泥体系中获得2株具有不同降解特征的苯胺降解菌adx1和adx3,菌株adx1在降解速率上具有明显优势,而菌株adx3对苯胺的最高耐受浓度高于adx1.上述菌株在降解苯胺过程中均遵循Haldane动力学模型,菌株adx1和adx3的最大比较降解速率分别为0.924 g/(g.h)和0.645 g/(g.h),比生长速率分别为0.487 g/(g.h)和0.440 g/(g.h).16S rDNA测序结果表明adx1和adx3分别属于Pseudomonas和Achromobacter属,与好氧颗粒污泥PCR-DGGE指纹图条带1和4测序结果一致,表明上述菌株分别为好氧颗粒化体系中优势菌群之一.