pnp降解菌特性及与共凝集菌对废水生物强化处理的研究

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1、SOOCHOWUNIVERSITY硕士学位论文论文题目PNP降解菌特性及与共凝集菌对废水生物强化处理的研究研究生姓名陈梅指导教师姓名李蒙英专业名称微生物学研究方向环境微生物论文提交日期2014年4月万方数据万方数据万方数据PNP降解菌特性及与共凝集菌对废水生物强化处理的研究中文摘要中文摘要对硝基酚（PNP）的广泛应用导致很多水资源被污染，目前利用微生物降解PNP的生物去除法是一种经济、没有二次污染的方法。本文从化工废水中分离到一株能以PNP为唯一碳、氮源的高效降解菌C1，经伯杰氏菌种鉴定手册和16SrDNA序列分

2、析，鉴定为甲基杆菌属（Methylobacteriumsp.），这是首次报导该菌属的PNP降解菌。本研究对C1的生长和降解PNP的条件进行了初步优化。结果表明，该菌株利用对硝基酚生长代谢的最佳条件为pH7.0-8.0、温度30-35℃、接种量2.5%，单糖（葡萄糖、果糖）和有机氮源（蛋白胨、酵母膏）均能够促进C1的生长以及增强对PNP的降解效果。为了确定PNP的降解途径，对C1降解PNP的中间代谢产物进行提取，然后采用GC-MS分析，根据PNP代谢产物的质谱图中的特征吸收峰能够判断出有对苯二酚（HQ）的形成，HQ

3、是对苯二酚途径中代表性的中间产物，所以推断C1是通过对苯二酚途径来降解PNP。HQ途径也是革兰氏阴性菌降解PNP的典型途径包括硝基的去除和对苯二酚的形成，然后对苯二酚开环生成γ-羟基粘康酸半醛，再进一步转化为马来酰乙酸，最后生成β-酮己二酸，进入三羧酸循环。进一步考察了在序批式膜反应器中，C1在广泛共凝集菌（BacillusmegateriumT1,BacilluscereusG5）介导下对PNP合成废水的生物强化效果。反应器运行32d的结果表明，对照组反应器的降解效果和抗冲击负荷能力均较差；只投加降解菌的反应器

4、在低浓度PNP的情况下表现出较快的降解率，但是易受底物冲击负荷的影响；同时投加降解菌和凝集菌的反应器表现出更好的降解效果和抗冲击负荷能力，生物膜形成量也较多。同时，对反应器中生物膜的微生物群落进行了高通量测序分析，表明投加凝集菌的反应器中生物膜的群落多样性更丰富。这说明在废水处理系统中，广泛共凝集菌能介导降解菌以自固定化方式定殖于生物膜中，并促进生物膜的形成，使降解菌对PNP负荷有更强的抗冲击能力，从而表现出更高效持久生物强化作用。关键词：甲基杆菌；对硝基酚；代谢途径；凝集菌；生物强化；微生物群落作者：陈梅指导老

5、师：李蒙英I万方数据英文摘要PNP降解菌特性及与共凝集菌对废水生物强化处理的研究StudyonCharacteristicsofPNP-degradingStrainanditsBioaugmentationforWastewaterTreatmentwithCoaggregatingBacteriaAbstractThewidelyapplicationsofp-nitrophenol(PNP)haspollutedalotofwaterresources.Uptodate,biologicaltreatmen

6、tbymicroorganismshasnowbecomeaviablealternativeforPNPremovalwithouthighcostandsecondarypollution.AstrainnamedC1withhighdegradationratewhichcouldutilizePNPasthesolesourceofcarbonandnitrogenwasdomesticatedandisolatedfromchemicalwastewater.Accordingtothecriteria

7、ofBergey‟sManualofSystematicBacteriologyandtheanalysisof16SrRNAgenesequence,thestrainC1wasidentifiedasaspeciesofMethylobacteriumsp.TheoptimalconditionsforthegrowthandPNP-degradationofC1wereresearched.Theresultsshowedthattheoptimalgrowthanddegradationcondition

8、ofC1werepH7.0-8.0,30-35℃,2.5%inoculum.Additionalmonosaccharide(glucose;fructose)ororganicnitrogen(peptone;yeastextract)couldacceleratethebiomassanddegradationrateofC1.Toinvestigatethemeta