海洋聚磷菌的筛选、鉴定及其除磷特性的研究

论文摘要

水体富营养化已成为全球最为关注的环境问题之一,磷被认为是引起水体富营养化的最关键因素,因此磷的去除意义重大。海水直接利用可以有效的解决沿海地区淡水资源短缺问题,而海水利用后产生的废水与城市污水混合后会对原有城市污水处理系统产生一定的冲击,采用具有耐盐特性的菌种进行生物处理可以很好的解决这一问题。因此筛选海洋聚磷菌来进行含盐生活污水中磷的去除意义重大。实验采用蓝白斑筛选与除磷率测定相结合的方法,从胶州湾底泥中分离筛选得到一株高效海洋聚磷菌,经鉴定为交替假单胞菌属,命名为Pseudoalteromonassp.A3-10。通过摇瓶实验对磷浓度、盐度、初始pH、温度及溶解氧等因素对菌株的生长和除磷性能的影响进行了研究。确定Pseudoalteromonas sp.A3-10除磷的最优条件为15℃,盐度30g/L,pH为7.0,对10mg/L的模拟废水24h的磷去除率高达96.98%,其菌体含磷量达12.46%,摄磷能力较强。菌株在处理磷浓度范围在5-15mg/L之间的模拟废水时除磷率保持在90%以上,可适用于不同磷浓度的污水处理。菌株可在盐度范围为0-100g/L下生长,其除磷和生长的最适盐度为30g/L。当盐度为>100g/L时,除磷率和生长量极低。在10-35℃范围内除磷率均可达到80%以上,15℃时菌株生长情况最好,除磷效果最高达到96%,当温度低于10℃时,磷去除率和菌株生长开始受到影响。菌株可在pH4.0-10.0范围内生长,pH为7.0时除磷效果最好,达到95%以上。当pH值低于4.0时,除磷率和菌体生长明显降低。实验发现无厌氧阶段的存在也能获得较好的除磷效果。采用改进后的SBR工艺（单级好氧工艺）,即进水后未经过厌氧段直接曝气进行除磷效果的研究,通过对照投加高效聚磷菌株的反应器Rl的强化除磷效果与未投加菌株的反应器R2除磷效果发现：反应器Rl磷去除率可达到90%以上,较未投加菌株的反应器R2除磷率提高了近20%,加快了系统启动速度,反应未设厌氧段简化了运行工艺,对盐度为10g/L的污水除磷率高效稳定,可以承受一定的盐度冲击。说明在活性污泥处理系统中投加Pseudoalteromonas sp.A3-10对一定盐度的生活污水进行生物强化除磷是可行的。对反应器污泥中的磷组分进行分析发现：反应器R1和R2中污泥主要以无机磷（IP）的形态存在,分别占总磷（TP）的71.93%,70.99%；有机磷（OP）含量较低,仅为34.53%、26.19%；而在无机磷中,非磷灰石无机磷（NAIP）是主要的存在形态,分别占IP的44.55%、44.81%。表明污泥中的磷具有较高的潜在生物可利用性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 生物除磷
• 1.1.1 发展背景
• 1.1.2 除磷工艺
• 1.2 聚磷菌
• 1.2.1 聚磷菌除磷机理
• 1.2.2 聚磷菌的筛选
• 1.2.3 聚磷菌的应用
• 1.3 生物除磷新理论与发现
• 1.4 除磷影响因素
• 1.4.1 磷浓度的影响
• 1.4.2 盐度的影响
• 1.4.3 培养温度的影响
• 1.4.4 初始pH值的影响
• 1.4.5 溶解氧的影响
• 1.5 磷回收
• 1.6 研究内容、意义及创新点
• 1.6.1 本论文研究内容
• 1.6.2 研究意义及创新点
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 菌种及污泥来源
• 2.1.2 主要试剂
• 2.1.3 主要仪器设备
• 2.1.4 培养基及合成废水
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 聚磷菌的初筛
• 2.2.2 聚磷菌的复筛
• 2.2.3 菌种的鉴定
• 2.2.4 除磷特性研究（摇瓶实验）
• 2.2.5 单级好氧SBR生物强化除磷
• 第三章 聚磷菌的筛选与鉴定
• 3.1 聚磷菌的筛选
• 3.2 菌种的鉴定
• 3.2.1 菌落及菌体形态观察结果
• 3.2.2 生理生化特征
• 3.2.3 分子生物学鉴定
• 3.3. 本章小结
• 第四章 摇瓶实验结果与分析
• 4.1 最佳培养时间的确定
• 4.2 其他营养物去除的测定
• 4.3 聚磷影响因素的研究
• 4.3.1 磷浓度的影响
• 4.3.2 盐度的影响
• 4.3.3 培养温度的影响
• 4.3.4 初始pH值的影响
• 4.3.5 溶解氧的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 单级好氧SBR强化除磷
• 5.1 反应器运行结果及分析
• 5.2 剩余污泥中磷组分分析
• 5.3 除磷机制的分析
• 5.4 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的论文
• 学位论文评阅及答辩情况表