本文關(guān)鍵詞：微生物胞外聚合物延緩浮泥沉降及其機(jī)理初步研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：我國有眾多淤泥質(zhì)港口,需定期進(jìn)行清淤工作,給港口企業(yè)帶來了較大的經(jīng)濟(jì)壓力。適航水深技術(shù)的提出緩解了部分壓力,但仍存在因浮泥的沉降而適航厚度減小的問題。有報(bào)道提出胞外聚合物可以延緩港口浮泥的沉降,提升適航水深技術(shù)的利用價(jià)值。胞外聚合物(Extracellular Polymeric Substances),是由微生物在一定環(huán)境下分泌的高分子質(zhì)量的聚合物,主要由多糖、蛋白質(zhì)等組成。在此基礎(chǔ)上,本文主要目標(biāo)是篩選高產(chǎn)胞外聚合物的菌株,對其延緩浮泥沉降的性能進(jìn)行測定,了解所產(chǎn)胞外聚合物的性質(zhì),進(jìn)一步對胞外聚合物延緩浮泥沉降的機(jī)理進(jìn)行初步研究。本研究以不同港口所取泥樣為原材料,經(jīng)篩選得到了16株產(chǎn)胞外聚合物的菌株,以zh-14號菌株產(chǎn)量最高。經(jīng)16S rDNA測序,構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹,鑒定為Burkholderia(伯克霍爾德菌)。進(jìn)一步對其產(chǎn)胞外聚合物培養(yǎng)基進(jìn)行優(yōu)化,單因素實(shí)驗(yàn)確定最優(yōu)碳源、氮源分別為蔗糖和NH4Cl;在單因素實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,以蔗糖、NH4Cl和MgSO4為變量,采用Box-Be hnken設(shè)計(jì)進(jìn)行響應(yīng)面優(yōu)化,最終確定產(chǎn)胞外聚合物的最優(yōu)發(fā)酵條件組合為蔗糖21.0 g/L, NH4Cl 1.1 g/L, MgSO40.2 g/L, KH2PO41.0 g/L Na2HPO4·12H2O 2.0 g/L, CaCO3 1.5 g/L,變量間兩兩交互作用不明顯。胞外聚合物組成的測定結(jié)果表明其主要由多糖組成,含量約47%。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)利用DEAE離子交換樹脂純化后的多糖特性粘度為800.6 mL／g；進(jìn)一步采用HPLC測定了其單糖組成,結(jié)果顯示主要單糖組成為甘露糖、葡萄糖醛酸、葡萄糖、半乳糖和巖藻糖,比例為0.06：0.19：1.00：0.09：0.48,此外還含有少量半乳糖醛酸。最后,測定了不同胞外聚合物濃度下浮泥沉降性能,結(jié)果顯示隨EPS濃度增大浮泥沉降速度變緩,當(dāng)EPS達(dá)到0.8g/L時(shí),實(shí)驗(yàn)期間內(nèi)未檢測到浮泥的沉降。通過表面電荷、粒徑及粘度的變化,推測胞外聚合物延緩浮泥沉降機(jī)理可能為：胞外聚合物與帶負(fù)電浮泥顆粒作用形成穩(wěn)定雙電層結(jié)構(gòu),顆粒間產(chǎn)生“空間斥力位能”。由于靜電斥力作用,細(xì)顆粒間相互接近和碰撞形成大顆粒的絮凝作用受到抑制,顆粒更易于分散為粒徑較小顆粒。此外,胞外聚合物的加入改變了浮泥體系的水質(zhì)條件,體系粘度隨之改變,在粘度和電荷的共同作用下,達(dá)到延緩浮泥顆粒沉降的效果。
【關(guān)鍵詞】：胞外聚合物 浮泥 沉降 機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U657.2;Q93
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 前言9-19
• 1.1 背景簡介——適航水深技術(shù)9-10
• 1.1.1 現(xiàn)有淤泥質(zhì)港口存在的問題9
• 1.1.2 適航水深技術(shù)9-10
• 1.2 胞外聚合物概述10-16
• 1.2.1 胞外聚合物的產(chǎn)生和組成11
• 1.2.2 胞外聚合物的提取方法與特性分析11-14
• 1.2.3 胞外聚合物的應(yīng)用14-15
• 1.2.4 胞外聚合物對浮泥性質(zhì)的影響15-16
• 1.3 影響浮泥顆粒沉降的因素16-18
• 1.4 課題研究意義及內(nèi)容18-19
• 1.4.1 研究意義18
• 1.4.2 研究內(nèi)容18-19
• 2 材料與方法19-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料19-21
• 2.1.1 泥樣19
• 2.1.2 培養(yǎng)基19
• 2.1.3 主要實(shí)驗(yàn)試劑19-20
• 2.1.4 主要實(shí)驗(yàn)設(shè)備20-21
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法21-32
• 2.2.1 泥樣中胞外聚合物含量測定21
• 2.2.2 泥樣中胞外聚合物含量與浮泥沉降關(guān)系21-22
• 2.2.3 產(chǎn)胞外聚合物菌株的篩選與鑒定22-23
• 2.2.4 產(chǎn)胞外聚合物的發(fā)酵培養(yǎng)基優(yōu)化23-25
• 2.2.5 胞外聚合物的收集25
• 2.2.6 微生物及其胞外聚合物濃度對浮泥沉降影響測定25-26
• 2.2.7 表面電荷密度測定26
• 2.2.8 MLSS、SV及SVI測定26-27
• 2.2.9 特性粘度測定27
• 2.2.10 多糖含量的測定27-28
• 2.2.11 蛋白質(zhì)含量測定28-29
• 2.2.12 核酸含量測定29
• 2.2.13 胞外聚合物中多糖的單糖組成分析29-32
• 3 結(jié)果與討論32-52
• 3.1 胞外聚合物生產(chǎn)菌株的篩選及培養(yǎng)基優(yōu)化32-44
• 3.1.1 不同泥樣中胞外聚合物含量32
• 3.1.2 胞外聚合物含量與浮泥沉降關(guān)系32-35
• 3.1.3 產(chǎn)胞外聚合物菌株的篩選35-37
• 3.1.4 菌株種屬鑒定37-38
• 3.1.5 產(chǎn)胞外聚合物培養(yǎng)基優(yōu)化38-44
• 3.2 微生物胞外聚合物性質(zhì)44-46
• 3.2.1 胞外聚合物組成44
• 3.2.2 多糖單糖組成分析44-46
• 3.2.3 多糖特性粘度測定46
• 3.3 微生物及其胞外聚合物對浮泥沉降的影響46-52
• 3.3.1 胞外聚合物對浮泥沉降的影響46-47
• 3.3.2 胞外聚合物延緩浮泥沉降機(jī)理47-52
• 4 結(jié)論52-53
• 5 展望53-54
• 6 參考文獻(xiàn)54-60
• 7 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況60-61
• 8 致謝61

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6 于麗s，

本文編號：428381