利用光合細菌Z08處理大豆蛋白廢水效能研究.pdf

1、光合細菌污水處理技術具有廢水處理的同時回收菌體資源再利用的優(yōu)勢。但是，在污水處理過程光合細菌菌體產(chǎn)量不高，限制了光合細菌污水處理過程中菌體資源化再利用的發(fā)展。因此，本研究以前期分離純化的一株光合細菌Rubrivivax gelatinosusZ08為試驗菌種，以大豆蛋白廢水為降解基質(zhì)，通過優(yōu)化控制條件（培養(yǎng)條件，植物激素，微量元素）提高廢水處理中光合細菌Z08菌體產(chǎn)量，同時從代謝途徑及其關鍵酶角度探討控制條件調(diào)節(jié)光合細菌Z08處理大豆蛋

2、白廢水的生物合成機制與能量代謝機制。
　　光照供給對廢水處理中光合細菌Z08的菌體產(chǎn)量有促進作用。0-8000lux條件下，最優(yōu)光照強度為5000-7000lux，菌體產(chǎn)量為2300mg/L，COD和蛋白質(zhì)去除率都達到80％左右。不同光照強度對光合細菌Z08生長的影響被分為三類：光限制（0-4000lux）；光滿足（5000-7000lux）；光抑制（8000lux以上）。光照通過提高光合作用產(chǎn)能代謝途徑中關鍵電子傳遞體菌綠素、類

3、胡蘿卜素、細胞色素b6、細胞色素f的含量以及ATP產(chǎn)量，以及增加C3和脂類物質(zhì)合成途徑中1，5-二磷酸核酮糖羧化酶和乙酰CoA羧化酶的活性促進光合細菌Z08的生長和有機物去除。光照能夠誘導并啟動光合基因的表達來控制菌綠素、類胡蘿卜素、細胞色素b6、細胞色素f的含量來提高光合作用中ATP的產(chǎn)量。
　　溶解氧濃度對廢水處理中光合細菌Z08菌體產(chǎn)量有顯著影響。在無氧、微氧、好氧條件中，最優(yōu)溶解氧條件為微氧（0.3-0.9mg/L），菌體

4、產(chǎn)量為2200mg/L，COD和蛋白質(zhì)去除率都達到81%左右。實驗結果和機理分析表明，溶解氧通過調(diào)控呼吸產(chǎn)能代謝途徑中關鍵酶琥珀酸脫氫酶、NADH脫氫酶、細胞色素氧化酶活性與光合產(chǎn)能代謝途徑中關鍵電子傳遞體菌綠素、類胡蘿卜素、細胞色素b6、細胞色素f的含量提高ATP產(chǎn)量促進光合細菌Z08的生長和有機物去除。無氧和微氧條件下，光合基因表達沒有受到影響，但好氧條件下，過量的溶解氧抑制了光合基因的表達，進而降低了菌綠素、類胡蘿卜素、細胞色素b

5、6、細胞色素f的含量。
　　植物激素的投加促進廢水處理中光合細菌Z08菌體產(chǎn)量和有機物去除率。琥珀酸、三十烷醇、赤霉素最優(yōu)投加劑量分別為600mg/L、1mg/L和1.5mg/L。機理分析和實驗結果表明，琥珀酸通過調(diào)控呼吸產(chǎn)能代謝途徑中關鍵酶琥珀酸脫氫酶的活性提高ATP產(chǎn)量進而促進光合細菌Z08的生長和有機物的去除；三十烷醇通過提高光合產(chǎn)能代謝途徑中關鍵電子傳遞體菌綠素、類胡蘿卜素以及ATP產(chǎn)量來促進光合細菌Z08的生長和有機物的

6、去除；赤霉素通過提高光合作用產(chǎn)能代謝途徑中關鍵電子傳遞體菌綠素、類胡蘿卜素以及ATP產(chǎn)量來促進光合細菌Z08的生長和有機物的去除。
　　微量元素的投加促進廢水處理中光合細菌Z08菌體產(chǎn)量和有機物去除率。最優(yōu)鎂離子、鈷離子、鐵離子的投加劑量分別為10mg/L、5 mg/L和20mg/L。光合細菌Z08適應的胞內(nèi)鎂、鈷、鐵離子范圍分別在3.6mg/g、1.8mg/g和5.3mg/g左右。機理分析和實驗結果表明，鎂離子通過提高光合產(chǎn)能代

7、謝途徑中關鍵電子傳遞體菌綠素、類胡蘿卜素的含量進而提高ATP產(chǎn)量，同時增加C3和脂類物質(zhì)合成途徑中關鍵酶果糖-1，6-雙磷酸酯酶和乙酰CoA羧化酶的活性促進了光合細菌Z08的生長和有機物的去除；鈷離子通過提高維生素B12含量來增加ATP產(chǎn)量進而促進光合細菌Z08的生長和有機物的去除；鐵離子通過提高光合途徑中關鍵電子傳遞體菌綠素、細胞色素b6、細胞色素f的含量和呼吸產(chǎn)能代謝途徑中關鍵酶琥珀酸脫氫酶、NADH脫氫酶、細胞色素氧化酶活性來促進