本文關(guān)鍵詞：利用光合細(xì)菌Z08處理大豆蛋白廢水效能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：光合細(xì)菌污水處理技術(shù)具有廢水處理的同時(shí)回收菌體資源再利用的優(yōu)勢(shì)。但是,在污水處理過(guò)程光合細(xì)菌菌體產(chǎn)量不高,限制了光合細(xì)菌污水處理過(guò)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(xì)菌Rubrivivax gelatinosus Z08為試驗(yàn)菌種,以大豆蛋白廢水為降解基質(zhì),通過(guò)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(xì)菌Z08菌體產(chǎn)量,同時(shí)從代謝途徑及其關(guān)鍵酶角度探討控制條件調(diào)節(jié)光合細(xì)菌Z08處理大豆蛋白廢水的生物合成機(jī)制與能量代謝機(jī)制。光照供給對(duì)廢水處理中光合細(xì)菌Z08的菌體產(chǎn)量有促進(jìn)作用。0-8000lux條件下,最優(yōu)光照強(qiáng)度為5000-7000lux,菌體產(chǎn)量為2300mg/L,COD和蛋白質(zhì)去除率都達(dá)到80%左右。不同光照強(qiáng)度對(duì)光合細(xì)菌Z08生長(zhǎng)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(guò)提高光合作用產(chǎn)能代謝途徑中關(guān)鍵電子傳遞體菌綠素、類胡蘿卜素、細(xì)胞色素b6、細(xì)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Co A羧化酶的活性促進(jìn)光合細(xì)菌Z08的生長(zhǎng)和有機(jī)物去除。光照能夠誘導(dǎo)并啟動(dòng)光合基因的表達(dá)來(lái)控制菌綠素、類胡蘿卜素、細(xì)胞色素b6、細(xì)胞色素f的含量來(lái)提高光合作用中ATP的產(chǎn)量。溶解氧濃度對(duì)廢水處理中光合細(xì)菌Z08菌體產(chǎn)量有顯著影響。在無(wú)氧、微氧、好氧條件中,最優(yōu)溶解氧條件為微氧(0.3-0.9mg/L),菌體產(chǎn)量為2200mg/L,COD和蛋白質(zhì)去除率都達(dá)到81%左右。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和機(jī)理分析表明,溶解氧通過(guò)調(diào)控呼吸產(chǎn)能代謝途徑中關(guān)鍵酶琥珀酸脫氫酶、NADH脫氫酶、細(xì)胞色素氧化酶活性與光合產(chǎn)能代謝途徑中關(guān)鍵電子傳遞體菌綠素、類胡蘿卜素、細(xì)胞色素b6、細(xì)胞色素f的含量提高ATP產(chǎn)量促進(jìn)光合細(xì)菌Z08的生長(zhǎng)和有機(jī)物去除。無(wú)氧和微氧條件下,光合基因表達(dá)沒有受到影響,但好氧條件下,過(guò)量的溶解氧抑制了光合基因的表達(dá),進(jìn)而降低了菌綠素、類胡蘿卜素、細(xì)胞色素b6、細(xì)胞色素f的含量。植物激素的投加促進(jìn)廢水處理中光合細(xì)菌Z08菌體產(chǎn)量和有機(jī)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(jī)理分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,琥珀酸通過(guò)調(diào)控呼吸產(chǎn)能代謝途徑中關(guān)鍵酶琥珀酸脫氫酶的活性提高ATP產(chǎn)量進(jìn)而促進(jìn)光合細(xì)菌Z08的生長(zhǎng)和有機(jī)物的去除;三十烷醇通過(guò)提高光合產(chǎn)能代謝途徑中關(guān)鍵電子傳遞體菌綠素、類胡蘿卜素以及ATP產(chǎn)量來(lái)促進(jìn)光合細(xì)菌Z08的生長(zhǎng)和有機(jī)物的去除;赤霉素通過(guò)提高光合作用產(chǎn)能代謝途徑中關(guān)鍵電子傳遞體菌綠素、類胡蘿卜素以及ATP產(chǎn)量來(lái)促進(jìn)光合細(xì)菌Z08的生長(zhǎng)和有機(jī)物的去除。微量元素的投加促進(jìn)廢水處理中光合細(xì)菌Z08菌體產(chǎn)量和有機(jī)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(xì)菌Z08適應(yīng)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(jī)理分析和實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,鎂離子通過(guò)提高光合產(chǎn)能代謝途徑中關(guān)鍵電子傳遞體菌綠素、類胡蘿卜素的含量進(jìn)而提高ATP產(chǎn)量,同時(shí)增加C3和脂類物質(zhì)合成途徑中關(guān)鍵酶果糖-1,6-雙磷酸酯酶和乙酰Co A羧化酶的活性促進(jìn)了光合細(xì)菌Z08的生長(zhǎng)和有機(jī)物的去除;鈷離子通過(guò)提高維生素B12含量來(lái)增加ATP產(chǎn)量進(jìn)而促進(jìn)光合細(xì)菌Z08的生長(zhǎng)和有機(jī)物的去除;鐵離子通過(guò)提高光合途徑中關(guān)鍵電子傳遞體菌綠素、細(xì)胞色素b6、細(xì)胞色素f的含量和呼吸產(chǎn)能代謝途徑中關(guān)鍵酶琥珀酸脫氫酶、NADH脫氫酶、細(xì)胞色素氧化酶活性來(lái)促進(jìn)了ATP的生產(chǎn),進(jìn)而提高了光合細(xì)菌Z08的生長(zhǎng)和有機(jī)物去除。本文探討了鐵離子作為誘導(dǎo)物啟動(dòng)鐵硫簇組裝操縱子,合成鐵硫簇組裝蛋白,利用鐵和硫合成鐵硫簇,構(gòu)成細(xì)胞色素b6、細(xì)胞色素f、琥珀酸脫氫酶、NADH脫氫酶活性中心,提高ATP產(chǎn)量。
【關(guān)鍵詞】：光合細(xì)菌 Rubrivivax gelatinosus 廢水處理 合成代謝 產(chǎn)能代謝 資源化
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：X703
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-15
• 第1章 緒論15-33
• 1.1 課題背景15-17
• 1.2 大豆蛋白廢水處理與資源回收技術(shù)研究現(xiàn)狀17-21
• 1.2.1 技術(shù)研究進(jìn)展17-18
• 1.2.2 廢水中資源回收技術(shù)研究現(xiàn)狀18-20
• 1.2.3 廢水資源化綜合處理技術(shù)存在的問(wèn)題20-21
• 1.3 光合細(xì)菌處理廢水技術(shù)的發(fā)展與現(xiàn)狀21-30
• 1.3.1 光合細(xì)菌處理廢水的原理21-25
• 1.3.2 光合細(xì)菌處理廢水的技術(shù)研究進(jìn)展25-30
• 1.4 課題的研究意義及主要研究?jī)?nèi)容30-33
• 1.4.1 課題來(lái)源30
• 1.4.2 課題的研究意義30-31
• 1.4.3 課題的主要研究?jī)?nèi)容31-33
• 第2章 試驗(yàn)材料和方法33-41
• 2.1 試驗(yàn)材料33-35
• 2.1.1 試驗(yàn)菌種33-34
• 2.1.2 試驗(yàn)用廢水34-35
• 2.2 試驗(yàn)裝置及儀器35-36
• 2.2.1 試驗(yàn)裝置35
• 2.2.2 試驗(yàn)儀器35-36
• 2.3 試驗(yàn)條件設(shè)置36-37
• 2.3.1 投加濃度的設(shè)置36-37
• 2.3.2 菌種的投加37
• 2.4 分析項(xiàng)目及檢測(cè)分析方法37-41
• 第3章 有機(jī)物去除效能與菌體產(chǎn)量的條件優(yōu)化41-70
• 3.1 引言41
• 3.2 光照條件的優(yōu)化41-45
• 3.2.1 光照與黑暗條件下有機(jī)物去除和菌體產(chǎn)量的比較41-42
• 3.2.2 光照強(qiáng)度的優(yōu)化42-45
• 3.3 溶解氧條件的優(yōu)化45-48
• 3.3.1 溶解氧濃度對(duì)有機(jī)物去除的影響45-47
• 3.3.2 溶解氧濃度對(duì)廢水中菌體產(chǎn)量的影響47-48
• 3.4 植物激素的促進(jìn)作用與劑量?jī)?yōu)化48-55
• 3.4.1 琥珀酸劑量?jī)?yōu)化48-50
• 3.4.2 三十烷醇劑量?jī)?yōu)化50-53
• 3.4.3 赤霉素劑量?jī)?yōu)化53-55
• 3.5 微量元素的促進(jìn)作用和劑量?jī)?yōu)化55-69
• 3.5.1 鎂離子劑量?jī)?yōu)化55-60
• 3.5.2 鈷離子劑量?jī)?yōu)化60-64
• 3.5.3 鐵離子劑量?jī)?yōu)化64-69
• 3.6 本章小結(jié)69-70
• 第4章 光合細(xì)菌Z08 處理大豆蛋白廢水的生物合成機(jī)制70-94
• 4.1 引言70
• 4.2 卡爾文循環(huán)關(guān)鍵酶的響應(yīng)機(jī)制70-81
• 4.2.1 關(guān)鍵酶的確定70
• 4.2.2 對(duì)光照的響應(yīng)70-72
• 4.2.3 對(duì)溶解氧的響應(yīng)72-73
• 4.2.4 對(duì)植物激素的響應(yīng)73-77
• 4.2.5 對(duì)微量元素的響應(yīng)77-81
• 4.3 蛋白質(zhì)和脂類合成途徑關(guān)鍵酶對(duì)控制條件的響應(yīng)機(jī)制81-92
• 4.3.1 關(guān)鍵酶的確定81
• 4.3.2 對(duì)光照的響應(yīng)81-83
• 4.3.3 對(duì)溶解氧的響應(yīng)83-84
• 4.3.4 對(duì)植物激素的響應(yīng)84-88
• 4.3.5 對(duì)微量元素的響應(yīng)88-92
• 4.4 本章小結(jié)92-94
• 第5章 光合細(xì)菌Z08 處理大豆蛋白廢水的產(chǎn)能代謝機(jī)制94-129
• 5.1 引言94
• 5.2 產(chǎn)能代謝關(guān)鍵酶的確定94-96
• 5.3 產(chǎn)能代謝關(guān)鍵酶對(duì)光照條件的響應(yīng)96-100
• 5.3.1 呼吸產(chǎn)能代謝關(guān)鍵酶96-97
• 5.3.2 光合產(chǎn)能代謝關(guān)鍵酶對(duì)光照的響應(yīng)97-100
• 5.4 產(chǎn)能代謝關(guān)鍵酶對(duì)溶解氧改變的響應(yīng)100-105
• 5.4.1 呼吸產(chǎn)能代謝關(guān)鍵酶100-102
• 5.4.2 光合產(chǎn)能代謝關(guān)鍵酶102-105
• 5.5 產(chǎn)能代謝關(guān)鍵酶對(duì)植物激素劑量的響應(yīng)105-114
• 5.5.1 對(duì)琥珀酸劑量的響應(yīng)105-108
• 5.5.2 三十烷醇的響應(yīng)108-111
• 5.5.3 對(duì)赤霉素劑量的響應(yīng)111-114
• 5.6 產(chǎn)能代謝關(guān)鍵酶對(duì)微量元素及其劑量的響應(yīng)114-127
• 5.6.1 對(duì)鎂離子劑量的響應(yīng)114-117
• 5.6.2 對(duì)鈷離子劑量的響應(yīng)117-120
• 5.6.3 對(duì)鐵離子劑量的響應(yīng)120-126
• 5.6.4 產(chǎn)能對(duì)菌體累積和有機(jī)物去除的影響126-127
• 5.7 本章小結(jié)127-129
• 結(jié)論129-131
• 參考文獻(xiàn)131-145
• 攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果145-147
• 致謝147-148
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷148

  本文關(guān)鍵詞：利用光合細(xì)菌Z08處理大豆蛋白廢水效能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：290712