《酵母菌在降解疏水性基質中的定植及細胞絲化機制研究》是呂文洲為項目負責人，寧波大學為依託單位的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：酵母菌在降解疏水性基質中的定植及細胞絲化機制研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：呂文洲
- 依託單位：寧波大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
酵母菌廢水處理技術近年來得到了廣泛關注。然而，系統運行中菌株演替及細胞絲化嚴重影響到系統運行的穩定性，有待於進一步研究。本項目以油脂加工廢水為例，構建酵母菌-SBR系統，利用PCR-DGGE解析酵母菌株的演替規律，判斷優勢菌株信息；利用FISH確定各優勢菌株間的相對豐度；然後通過對優勢及被淘汰菌株細胞在疏水性、絮凝性、帶電性及乳化能力等方面的表征，探討酵母菌在降解疏水性基質中的菌株定植機制，為高效穩定的功能菌株篩選提供判別標準；最後由優勢菌株構建小型SBR系統，考察廢水中營養因子及溶解氧(DO)、污泥齡（SRT）、水力停留時間(HRT)等重要運行參數對酵母細胞形態的影響，並探明主要代謝產物與細胞絲化的關係，揭示細胞絲化機制，為有效控制酵母菌絲化膨脹提供依據。本研究可為建立高效、穩定的酵母菌廢水處理系統提供科學依據，同時也為疏水性物質的生物處理提供可供選擇的新方法。
結題摘要
本項目以油脂加工廢水為對象，首先構建了酵母菌-SBR系統，建立了環境樣品中酵母菌基因組DNA的提取方法及PCR-DGGE解析酵母菌微生態結構的方法，然後解析了複合酵母菌體系在廢水處理中的演替規律，結果表明：10株酵母菌雖然對含油廢水都具有很好的降解能力，但只有3株酵母菌可以穩定存在於系統，並成為優勢菌株，其他菌株在擴大培養階段即被淘汰。研究中試圖利用FISH技術對3株優勢菌株進行比率分析，但未獲得特異性的探針。 通過對優勢菌株及被淘汰菌株細胞在疏水性、絮凝性、帶電性及乳化能力等方面的表征分析，結果發現細胞的疏水性和細胞的乳化能力是決定系統中各酵母菌演替規律的決定性因素。為了確定運行參數對系統的影響，組建了由優勢菌株構建的SBR系統，考察廢水中營養因子（氮、磷及微量元素）及污泥齡（SRT）、pH、溶解氧(DO)等重要運行參數對酵母細胞形態的影響。結果表明：氮元素缺乏可以迅速導致系統中酵母菌的真菌絲化，SVI急劇升高，酵母菌沉降性明顯變差，系統運行崩潰；出現氮缺乏而導致的系統酵母菌膨脹後恢復氮的添加對系統的恢復能力有限；氮元素的種類對系統運行有一定的影響；水中的微量元素與系統膨脹未見直接關係。 污泥齡在6-60d範圍變動時，系統中酵母菌細胞形態未發生明顯變化，僅發現2-3個細胞相連的假菌絲形態，對SVI影響不顯著。系統入水pH的變化（pH5-8）未導致酵母菌細胞形態的變化，但高的pH（如pH 7）將導致雜菌污染系統，在長期的運行中出現原生動物和出水混濁等現象。DO在系統運行的周期中呈周期性變化，可能可以有效抑制絲狀菌的滋生。 通過對酵母菌處理含油廢水中代謝產物的分析，發現在處理中出現較多種類的小分子醇或者酸（2-9個碳），並檢測到乙酸和乙醇的存在。通過可能代謝產物的添加實驗，表明乙酸有導致系統中某些酵母菌細胞真菌絲化的傾向；乙醇對於系統中酵母菌細胞形態影響不明顯，表明酵母細胞對乙醇具有一定的耐受性；而丁酸等對細胞的毒性作用明顯。在最佳化條件下，進水COD和油的濃度在6.4- 9.8g/L及13.4-20.6 g/L，COD負荷則在2.5- 3.2 kgCOD/kgMLSS/day之間系統穩定運行50餘天，COD和油去除率分別達到了89%和99%。
