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1、应用于废水处理的光合细菌优化培养和生长动力学研究摘要:本文对应用于废水处理的光合细菌的培养最适温度、光照、pH值、溶解氧等条件进行了较系统的研究,通过正交实验,得出光合细菌生长的最适条件为光照强度3000Lx、微好氧、30e、pH710。在此基础上,建立了光合细菌在模拟味精废水条件下,以乙酸钠为底物时的生长动力学模型,其参数为饱和常数Ks为0123g#L-1,最大比生长速率为0104h-1。试验结果表明,该模型能够较好地描述废水处理光合细菌的生长情况。关键词:光合细菌;正交实验;优化培养;动力学模型StudyonOptimumCultivationandGrowthKi
2、neticsofPhotosyntheticBacterialforWastewaterTreatment/XIONGWan-Abstract:Thispapergivesadetailstudyontheoptimumgrowthconditionsoftemperature,illumination,pHanddissolvedoxygenforPSB1Withtheorthogonaldesignedexperiment,theoptimumcultureconditionsforPSBgrowthareobtained:illuminationintensity
3、3000Lx,faintaerobic,30e,pH7101Undertheoptimumcultivationandthesimulatedmonosodium-glutmatewastewaterconditions,ak-ineticmodelonPSBgrowthinthesubstrateofCH3COONawasputup1Theparametersinthemodelareasfollows:thesaturationcon-stantKs0123g#L-1andthemaximumspecificgrowthrateLmax0104h-1respecti
4、vely1TheexperimentresultshowsthatthismodelcandescribethegrowthdataofPSBverywell1Keywords:photosyntheticbacteria(PSB);orthogonaldesignedexperiment;optimumcultivation;kineticsmodel光合细菌(PhotosyntheticBacteria,简称PSB)是自然界中广泛存在且比较古老的细菌类群,是一大类能进行光合作用的原核生物的总称[1]。近年来,随着人们对PSB形态、结构、生理生化以及生态等特性研究和认
5、识的不断深入,发现光合细菌,特别是其中的红螺菌科能利用多种硫化物或有机物作为其光合作用的供氢体和碳源,在厌氧光照、好氧光照、甚至好氧黑暗环境中都能很好地增殖,且能耐受很高盐度和浓度的有机物,具有很强的分解、去除有机物的能力,显示其在高浓度、高盐度有机废水处理中的独特优势和广阔应用前景,正成为废水处理技术研究的一个新方向[2]。同时因其菌体富含蛋白质和胡萝卜素,可作为单细胞蛋白应用于养畜业、渔业以及各种食用色素。光合细菌的上述特点,使其吸引着人们对其进行发掘、研究和商品化生产。研究光合细菌的优化培养条件和生长动力学,对其规模化生产和资源化开发利用以及应用于废水处理的光合生
6、物反应系统的设计具有重要意义。1材料与方法111菌种来源菌种为本课题组从海水、污泥、池塘水、厌氧生物反应器中分离获得并培养保存[3]的光合细菌,颜色深红,有微量红色沉淀,其OD660nm大于118,活菌数在1@1010个#mL-1以上,菌液pH值为816,经鉴定为荚膜红假单胞菌(Rhodopseudomonascapsulata)。112培养基优化培养实验采用RCVBN扩大培养基[4],其组成为:CH3COONa310g,(NH4)2SO4110g,MgSO4012g,NaCl110g,KH2PO4013g,K2HPO4015g,CaCl20105g,酵母膏011g,微
7、量元素溶液1mL,蒸馏水1000mL。生长动力学实验中以CH3COONa为生长限制性22中国沼气ChianBiogas2004,22(1)底物,考虑到PSB处理味精废水时应适应的环境,使培养基中SO42-浓度控制2%~3%,pH值控制在415~6范围,其它组分的含量根据CH3COONa底物的浓度按比例调整。微量元素溶液为改良的Imhoff和Truper生长因子溶液,其组成为:EDTA-2Na2g,FeSO4#7H2O012g,MnCl2#4H2O011g,H3BO3011g,CoCl2#6H2O011g,Zn-Cl2011g,Na2MoO
