1、本科毕业设计环境工程关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究EFFECTSOFKEYOPERATINGPARAMETERSONMORPHOLOGYOFYEASTCELLS关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究I关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究摘要在小型SBR系统中通过单因素实验研究了运行参数曝气量、BOD负荷对酵母菌细胞形态、沉降性以及对含油废水的处理效果的影响。结果表明实验条件下曝气量、BOD负荷对酵母菌细胞形态影响均不大，细胞未发生丝化，但曝气量会对酵母菌絮体产生影响；曝气量影响酵母菌沉降性及处理含油废水的效果，综合各项指标，在系统运行中曝气量控制在0515L/MIN的范围内较合适；在
2、BOD负荷为10KGBOD/KGMLSSD时废水处理效果最好，而酵母菌沉降性随BOD负荷的增加而恶化，实际运行中高负荷下，大量的油浓度导致系统中溶解氧补充困难，综合考虑，运行中应控制进水负荷在05KGBOD/KGMLSSD左右为宜。关键词酵母菌；细胞形态；曝气量；BOD负荷；含油废水EFFECTSOFKEYOPERATINGPARAMETERSONMORPHOLOGYOFYEASTCELLSABSTRACTEFFECTSOFAERATIONCAPACITYANDBODLOADINGONYEASTCELLMORPHOLOGY,SETTLEABILITYANDTREATMENTOFOILCONTA
3、ININGWASTEWATERWEREINVESTIGATEDINPOLITSCALESBRSYSTEMSWITHSINGLEFACTOREXPERIMENTSTHERESULTSSHOWTHATUNDERTHESEEXPERIMENTALCONDITIONS,THEEFFECTSOFAERATIONCAPACITYANDBODLOADINGONTHEMORPHOLOGYOFYEASTCELLSARENOTOBVIOUSANDTHEYEASTCELLSHAVENOTCHANGEDINTOHYPHALMORPHOLOGHOWEVER,THEAERATIONCAPACITYWILLHAVEANIM
4、PACTONYEASTFLOCSAERATIONCAPACITYAFFECTSTHESETTLEABILITYANDTREATMENTEFFICIENCYOFOILCONTAININGWASTEWATEROFYEASTSINVIEWOFANOVERALLANALYSISOFINDICATORS,ITISAPPROPRIATEFORSYSTEMSRUNNINGUNDERTHEAERATIONCAPACITYLEVELAT0515L/MINWHENTHEBODLOADINGISCONTROLLEDAT10KGBOD/KGMLSSDTHETREATMENTEFFICIENCYOFOILCONTAIN
5、INGWASTEWATERISSUPERIOR,BUTTHESETTLEABILITYOFYEASTISDETERIORATEDWHILEBODLOADINGISINCREASEDINACTUALOPERATINGOFHIGHLOAD,ALARGENUMBEROFOILMAKESDIFFICULTIESTODISSOLVEDOXYGENSUPPLYTOTHESYSTEMBASEDONANOVERALLCONSIDERATIONOFVARIOUSFACTORS,INFLOWBODLOADINGSHOULDBECONTROLLEDATABOUT05KGBOD/KGMLSSDKEYWORDSYEAS
6、TCELLMORPHOLOGYAERATIONCAPACITYBODLOADOILCONTAININGWASTEWATER关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究I目录1引言111含油废水处理现状112酵母菌113酵母菌丝状性膨胀2131丝状菌性膨胀的诱因2132丝状菌对处理废水的影响214酵母菌废水处理技术3141酵母菌废水处理技术简介3142酵母菌处理技术的现状3143酵母菌处理技术的特点3144酵母菌处理技术的应用前景415影响酵母菌细胞形态的因素4151氮添加量对酵母菌形态的影响4152PH对酵母菌的影响42实验材料与方法421材料与仪器4211实验装置及实验酵母菌菌株5212实验试剂5
7、22实验仪器和设备523酵母菌培养6231YPD培养基配制6232扩大培养6233酵母菌在含油废水中的培养624含油废水水质分析6241标准曲线的制作62411总氮标准曲线的绘制62412总磷的标准曲线的绘制7242总氮的测定方法与测定7243总磷的测定方法与测定7244COD的测定方法与测定8245废水含油量测定8246PH测定925实验设计9251曝气量对酵母菌形态影响实验9252BOD负荷对酵母菌形态影响实验1026SVI测定1027显微镜观察酵母细胞形态103结果与讨论1131水质分析结果11关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究II32曝气量对酵母菌形态影响实验结果11321曝气量对
8、酵母菌形态的影响11322曝气量对酵母菌沉降性的影响13323曝气量对废水处理效果的影响1433BOD负荷对酵母菌形态影响实验结果14331BOD负荷对酵母菌形态的影响14332BOD负荷对出水CODCR的影响15333BOD负荷对出水中油含量和酵母菌SVI的影响154结论17参考文献18致谢错误未定义书签。1引言11含油废水处理现状含油废水是一类量大、面广且危害严重的废水，主要来源石油工业的炼油厂产生的含油废水；机械制造业中产生的冷却润滑液和乳化油废水；另外，纺织业、食品加工业、餐饮业等也会排放大量的含油废水1。含油废水的危害主要是由于水体表面的油类物质阻碍空气中的氧气溶解到水体中，使水体中
9、的溶解氧浓度下降，最终导致水体中的好氧生物因缺氧而大量死亡。另一方面，由于油膜阻碍了水体中水生植物的光合作用，水体的自净能力也受到很大的影响，使水质恶化。鱼、虾、贝类等水产资源若长时间在含油废水中生活就会变味而不宜食用，有毒有害物质也可能通过鱼、贝的富集而危害人类的健康。这些含有大量油脂及表面活性物质的高浓度有机物废水的CODCR一般都相当高，甚至可达到10000MGL以上，经过常规的一级处理后，CODCR仍远远高于国家规定的污水综合排放标准，一旦排放将会影响周围的环境。目前，国内外含油废水的处理技术主要有化学处理方法、物理化学处理方法以及生物处理方法等。物理化学处理方法有重力分离法、粗粒化法
10、、吸附法、气浮法、絮凝法等；化学处理方法有化学盐析法、电化学法等；生物处理方法主要包括膜分离法、活性污泥法、生物氧化法等。由于废水中含油成分的复杂性，单一的使用一种方法具有很大的局限性，在实际应用中通常在物理或化学的方法处理后再配以生物处理方法，以达到更好的处理效果。目前国内的生物处理方法大多是采用活性污泥法，该方法工艺成熟，运行成本低，但其存在对水质变化和冲击负荷较低，且易产生污泥膨胀等缺点，对污水处理的效果不理想。因此，选用经济合理、快速有效的处理方法来降解转化高浓度油脂废水成为一个重要的研究课题。12酵母菌酵母菌是一大类单细胞真核微生物的总称，在真菌分类系统中，分别属于子囊菌纲ASCOM
11、YTETES、担子菌纲BASIDIOMYCETES和半知菌纲FUNGIIMPERFECTI，是从真菌各纲派生出的退化类型2。酵母菌的细胞形态一般呈卵圆形、圆形、圆柱形或柠檬形。菌落形态与细菌相似，但较大较厚，呈乳白色或红色，表面湿润、粘稠，易被挑起。酵母菌的菌落形态受多种因素的影响，例如酿酒酵母的菌落形态受细胞粘附和出芽方式的影响3。在液体培养基中的酵母菌菌落均匀混浊，有的形成沉淀，而有的则浮于液体表面形成菌膜。酵母的大小、形态与菌龄、环境有关，一般成熟的细胞大于幼龄的细胞，液体培养的细胞大于固体培养的细胞。在一定的培养条件下，有的酵母菌细胞分裂关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究后，亲代和
12、子代细胞的细胞壁仍以狭小面积相连，呈藕节状，称为假丝酵母4。丝状菌的过度繁殖会引起膨胀而导致污水处理效果明显下降。酵母菌具有生长快、代谢效率高、能产生特殊的代谢产物等特点，因而在食品、医药、酒精、饮料等行业被广泛应用5。酵母菌还能利用无机氮源或尿素来合成蛋白质，已经成为目前最重要的单细胞蛋白来源6。13酵母菌丝状性膨胀131丝状菌性膨胀的诱因吕文洲7等人对酵母菌处理系统运行中出现的膨胀问题的诱因以及控制对策进行了较为系统的研究。研究结果表明该系统的膨胀问题最终是由丝状真菌引起，其中白地霉是膨胀的主要导致因素；皮状丝孢酵母菌种的存在是另一个可能的诱因；废水中氮元素含量极端贫乏是加速膨胀的另一个重
13、要原因。作为应急控制的对策，丙酸钠和次氯酸钠分别是扩大培养和连续运转处理中有效的丝状菌性膨胀抑制剂。JANAKLOSE8等人通过对玉蜀黍黑粉菌的研究发现玉蜀黍黑粉菌经历从类酵母，非致病性细胞的两型过渡转变为丝状致病形式，这种丝状至病性具有侵入玉米组织和诱导细胞病变的能力，而脂类的存在能够促进丝状型细胞生长。132丝状菌对处理废水的影响污泥膨胀有两种类型丝状菌性污泥膨胀和非丝状菌性膨胀。其中丝状菌性污泥膨胀是由于活性污泥中丝状菌的大量繁殖而引起的，而非丝状菌性膨胀则是由于菌胶团细菌体内大量积累高粘性的物质而引起的。在实际处理过程中，污泥膨胀主要是丝状菌性污泥膨胀，占90左右，而非丝状菌性污泥膨胀
14、只占10左右。因此，解决污泥丝状菌的膨胀问题对于应用活性污泥法处理废水极为重要9。在废水处理的运行过程中，丝状菌能保持污泥絮体的结构，从而形成沉淀性能良好的污泥。丝状菌构成了污泥絮体的骨架，保证了污泥絮体的强度，如果缺少丝状菌的话，污泥絮体的强度就会降低，抗剪力变差，这样就会造成出水浑浊。当存在适量的丝状菌时，废水处理系统可以获得高质量、低浓度的出水，从而保证了对废水的净化效果10。但当丝状菌在活性污泥系统中过度繁殖时，就会产生污泥膨胀，对废水处理系统产生危害。丝状菌的大量繁殖，会导致长丝状菌从活性污泥絮体中伸出，将各个絮体联结或搭桥，形成丝状菌的絮体网。同时细菌还会沿丝状菌凝聚，形成相当长的
15、絮体。絮体及絮体网形成后，活性污泥结构就会变得松散，沉降性能变差，而且污泥因浮力而上浮，泥面上升，最终导致出水中的SS和BOD5升高10。关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究314酵母菌废水处理技术141酵母菌废水处理技术简介酵母菌废水处理技术是一种新型的有机废水生物处理技术，它是以从环境中筛选的适应于特定废水的一种或多种酵母菌的组合为主体，在完全开放和好氧的条件下，通过酵母菌对废水中有机质的分解和利用而达到去除废水CODCR实现水质净化目的的一种技术11。该方法和常规的微生物活性污泥法相比，能够处理含更高浓度有机物的废水12。酵母菌处理废水一开始以生产单细胞蛋白为目的，随着污染状况的日益严
16、重，该技术发展为处理废水为主要目的。酵母菌废水处理技术是随着全世界对环境质量的关注，环境污染问题逐渐严重而发展的。九十年代中期，日本西原环境卫生研究所将酵母菌处理工艺用于活性污泥法的前段处理，最大限度地降低了有机废水的污染程度，处理后的废水用常规活性污泥法工艺进行进一步地处理即可达到排放标准。142酵母菌处理技术的现状酵母菌废水处理技术是一种新型的生物处理技术，既能处理废水，又能将废物资源化利用。由于其在处理高浓度有机废水方面具有活性污泥不可比拟的优势，得到了越来越多国内外学者的重视，相继开展了对高含油废水13、水产加工废水14、味精废水15等的处理研究。20世纪90年代初期，日本西园环境卫生
17、研究所尝试将酵母菌直接应用于处理高浓度的有机废水。研究表明，该工艺具有有机负荷高、有机物去除率高、能直接降解高浓度油脂等特点，并将其成功地应用于高含油废水、水产品加工废水等的工程处理上16。但国内对该技术的研究起步较晚，目前的研究尚处初级阶段1721。目前，国内一些学者陆续将酵母菌应用于处理一些特殊的有机废水，如皂素废水22等的试验研究，但大多数研究仍处于对菌株的筛选以及对污染物降解动力学研究的初级阶段。而且，由于该技术的发展历史短，未知的部分很多，对于一些关乎系统高效、稳定运行的因素还缺乏系统研究。在国内，酵母菌处理有机废水的研究仍停留在生产单细胞蛋白的基础上，主要目的是获得较高的细胞生产率
18、，而不是获得好的废水处理效果，如味精厂采用某种单一菌种处理味精废水，是以提高细胞生产率为最终指标的，其出水还是高浓度有机废水，远远没有达到排放的标准。总的来说，在国内，对于提高酵母菌处理效果的动力学及限制因素还没有深入地研究，因而未获得较好的处理效果。143酵母菌处理技术的特点酵母菌以单细胞形式存在，生长繁殖快，能形成良好的絮体，并且细胞大，代谢旺盛，能快速地处理废水的BOD5，能适应各种苛刻的处理环境，因此可适应于BOD5从几千到几万MG/L的高浓关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究度有机废水，污泥负荷也比常规活性污泥法高；而且酵母菌处理技术适应于普通活性污泥法不能处理的工业废水，如含高浓
19、度酸、高浓度碱的废水；酵母菌处理产生的剩余污泥中富含蛋白质和多种氨基酸，具有很高的饲料价值和回收利用价值；与普通活性污泥法相比，酵母菌在污泥负荷、占地面积、产生的剩余污泥量上有显著的优势。144酵母菌处理技术的应用前景近年来的研究表明，用酵母菌处理废水具有很大的潜能和广阔的前景。目前，在一些废水的处理中已经开始使用酵母菌，并且表现出很好的处理效果。但是酵母菌可能因为某些外界因素的改变而导致细胞形态发生变化，由单细胞转化为丝状细胞，而丝化又会引起膨胀，严重影响处理后的出水水质，增加处理系统的负荷，因此对影响酵母菌细胞形态转化的因素的研究对酵母菌在处理含油废水中发挥更好的作用具有重大的意义。15影
20、响酵母菌细胞形态的因素151氮添加量对酵母菌形态的影响ODDS23研究指出氮缺乏可诱使CANDIDAALBICANS由酵母形态向假菌丝形态转变，并且在某些条件下可以在酵母、假菌丝和真菌丝形态间相互转化。吕文洲24等人通过实验研究得出结论氮添加量是影响酵母菌废水处理系统正常运行的关键参数之一，氮缺乏将诱发某些酵母菌菌株细胞由酵母形态向真菌丝形态转化，进而影响到系统中酵母菌的沉降性，BOD5/N最佳条件为201。恢复最佳氮添加能提高不同程度缺氮系统的处理效果，并可使轻度菌丝化系统快速恢复酵母为主形态，但在短期内对高度菌丝化系统的恢复效果不明显。152PH对酵母菌的影响孙玉红25等人研究了PH对酵母
21、菌及其处理废水的影响，在PH为79的条件下，反应器中出现了原生动物，酵母菌的比例则随着PH的上升逐级减少，在PH为9的条件下，酵母菌的浓度大大降低。相比之下，在酸性条件时，酵母菌占据绝对的优势，没有观察到原生动物的存在。另外，在PH为5时酵母菌相互聚集成团，反映出该条件可能有益于酵母菌的沉降。从而有利于废水处理结束后微生物与废水的迅速分离。因此，综合来看，PH为5是废水处理运行的最佳条件。本课题选取运行参数曝气量、BOD负荷，通过实验分别探讨了它们对酵母菌细胞形态的影响，分析降解含油废水的最佳运行条件，这对酵母菌在处理含油废水中更好地发挥作用具有积极的意义。2实验材料与方法21材料与仪器关键运
22、行参数对酵母菌细胞形态的影响研究5211实验装置及实验酵母菌菌株1实验装置实验在6个有效容积为2L的小型SBR装置中进行。实验装置通过1台空气压缩机曝气。SBR周期运作由时间控制器完成，1个运行周期分为曝气期9H，静置期25H，排水期05H，排水比为1/2。2实验菌株本实验由指导老师提供5株酵母菌菌种CANDIDATROPICALIS、RHODOTORULAGLUTINIS、TRICHOSPORONCUTANEUM、CANDIDALIPOLYTICA、CANDIDAHALOPHILA，所选菌株对含油废水中CODCR均有较高去除率。3含油废水来源宁波市某食用油生产厂。212实验试剂酵母浸出粉、牛
23、肉蛋白胨、葡萄糖、硫酸铵、磷酸二氢钾、无氨水、过硫酸钾、硝酸钾、氢氧化钠、浓盐酸、抗坏血酸、钼酸铵、酒石酸锑氧钾、浓硫酸、重铬酸钾、邻苯二甲酸氢钾、硫酸亚铁铵、硫酸银、无水硫酸亚铁、邻菲啰啉、石油醚、无水硫酸钠、氯化钠，药品均为分析纯AR。22实验仪器和设备表21实验仪器和设备仪器名称规格型号生产商立式压力蒸汽灭菌锅LDZX50KBS上海申安医疗器械厂空气浴振荡器HZQC哈尔滨东联电子技术开发有限公司拍照显微镜CX31奥林巴斯溶解氧分析仪JPSJ605上海精密科学仪器有限公司超纯水仪ULTRAIONIC英国ELGALABWATER生物安全柜BSC1500A/B3上海瑞仰净化装备有限公司加热磁力
24、搅拌器RHBASIC1IKAWORKSGUANGZHOU电子天平MP5002上海恒平科学仪器有限公司精密PH计PHS3C上海精密科学仪器有限公司智能生化培养箱SPX宁波江南仪器厂续表21实验仪器和设备仪器名称规格型号生产商紫外可见分光光度计WFZUV2000尤尼柯仪器有限公司关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究真空干燥箱DZF6020上海一恒科学仪器有限公司数显恒温水浴锅HH4国华电器有限公司时间控制器CHNTJXF正泰集团成套设备制造有限公司旋涡式充气增氧机HGX180浙江森森实业有限公司可见分光光度计WFJ7200尤尼柯仪器有限公司23酵母菌培养231YPD培养基配制（1）取酵母浸出膏Y
25、EASTEXTRACT5G，牛肉蛋白胨PEPTONE10G，葡萄糖DEXTROSE10G，于一烧杯中，加入去离子水1L，在加热磁力搅拌器上搅拌至溶液中固体组分全部溶解；（2）待溶液冷却，用硫酸溶液调整溶液PH值至55；（3）将溶液平均分装入10个150ML锥形瓶中每个100ML，用橡皮筋和封口膜封住瓶口；（4）将锥形瓶装入压力蒸汽灭菌锅，在115下灭菌30MIN；（5）待稍微冷却后将锥形瓶移至生物安全柜内，进行紫外灭菌15MIN；（6）灭菌结束后存放在生物安全柜内待用。232扩大培养用无菌接种环将各菌株接入YPD培养基中，接种过程都在生物安全柜无菌环境下进行。将接种后的YPD培养基封口，移至恒
26、温振荡器中于温度28，175RPM连续培养48小时后取出。233酵母菌在含油废水中的培养将锥形瓶中的酵母菌静置2H后，倒去上清液，将沉淀的菌体收集到一个锥形瓶中，将收集到的菌体倒入含有2L含油废水的SBR装置中进行进一步的扩大培养，12小时为一个周期（曝气期9小时，静置期25小时，排水期05小时），每天排掉上清液，换新鲜废水，添加NH42SO4、KH2PO4使废水BOD5NP10051，并将PH调至55左右。连续培养15天，获得足够菌体后停止培养，进行实验。24含油废水水质分析241标准曲线的制作2411总氮标准曲线的绘制A用分度吸管向一组（10支）比色管中，分别加入硝酸钾标准使用溶液（CN1
27、0MG/L）00，010，030，050，070，100，300，500，700，1000ML，加无氨水稀释至10ML。B加入5ML碱性过硫酸钾溶液，塞紧磨口塞，用纱布和绳塞紧瓶塞，以防消解时弹出。C将比色管置于立式压力蒸汽灭菌锅中消解，设置温度120，时间为30MIN。关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究7D冷却，开阀放气，移去外盖，取出比色管，并冷却至室温。E加盐酸191ML，加无氨水稀释到25ML，混匀。F移取部分溶液至10MM石英比色皿中，在紫外分光光度计上，以无氨水作参比，分别在波长220NM和275NM处测定吸光度，用式AA2202A275计算出校正吸光度A。空白溶液和其他硝酸钾
28、标准使用溶液制得的校准系列完成全部分析步骤，于波长220NM和275NM处测得吸光度后，按式ASAS2202AS275计算校正吸光度，再按式ABAB220AB275计算空白溶液的吸光度，两者的差值AR与相应的NO3N含量（UG），绘制校准曲线。2412总磷的标准曲线的绘制A向7支50ML比色管中分别加入00，050，100，300，500，1000，1500ML磷酸盐标准溶液。B消解分别加入4ML50G/L的过硫酸钾，将盖塞紧后，用纱布和绳子将盖子扎紧，放在大烧杯中置于立式压力蒸汽灭菌锅中消解，设置温度120，时间为30MIN，冷却，开阀放气，移去外盖，取出比色管，并冷却至室温，用蒸馏水稀释至
29、标线。C分别加入1ML100G/L的抗坏血酸溶液，30秒后加2ML的钼酸盐溶液，充分混匀后室温下放置15MIN，使用光程为30MM比色皿，在700NM波长下，以蒸馏水做参比，测定吸光度，扣除空白吸光度，将扣除空白吸光度后的吸光度与相应的磷的含量绘制标准曲线。242总氮的测定方法与测定A将水样用氢氧化钠溶液或硫酸溶液调节PH至59，根据实际情况对水样进行稀释从而制得试样，取10ML试样于25ML具玻璃磨口塞比色管中。B加入5ML碱性过硫酸钾溶液，塞紧磨口塞，用纱布和绳塞紧瓶塞，以防消解时弹出。C将比色管置于立式压力蒸汽灭菌锅中消解，设置温度120，时间为30MIN。D冷却，开阀放气，移去外盖，取
30、出比色管，并冷却至室温。E加盐酸（19）1ML，加无氨水稀释到25ML，混匀。F移取部分溶液至10MM石英比色皿中，在紫外分光光度计上，以无氨水作参比，将试样于波长220NM和275NM处测得吸光度后，按式ASAS2202AS275计算校正吸光度，再按式ABAB220AB275计算空白溶液的吸光度，将两者的差值代入已绘得的标准曲线中，从而测得试样中总氮的含量。243总磷的测定方法与测定A根据实际情况将样品进行稀释，取25ML试样于50ML具玻璃磨口塞比色管中。B消解分别加入4ML50G/L的过硫酸钾，将盖塞紧后，用纱布和绳子将盖子扎紧，放在大烧杯中置于立式压力蒸汽灭菌锅中消解，设置温度120，
31、时间为30MIN，冷却，开阀放气，移去外盖，取出比色管，并冷却至室温，用蒸馏水稀释至标线。关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究C分别加入1ML100G/L的抗坏血酸溶液，30秒后加2ML的钼酸盐溶液，充分混匀后室温下放置15MIN，使用光程为30MM比色皿，在700NM波长下，以蒸馏水做参比，测定吸光度，扣除空白吸光度，将扣除空白吸光度后的吸光度代入已绘得的标准曲线中，从而测得试样中总磷的含量。244COD的测定方法与测定A测定前对水样进行稀释，取2000MLV混合均匀的试样至250ML的回流锥形瓶中，准确加入1000ML025MOL/L重铬酸钾标准溶液及数粒洗净的沸石，使用标准COD消解器
32、，连接回流冷凝管，从冷凝管上口慢慢加入30ML硫酸硫酸银溶液，轻轻摇动锥形瓶使溶液混合均匀，开启消解器消解2H。B冷却后，用80ML蒸馏水从上口冲洗冷凝管，取下锥形瓶。C溶液再度冷却后，加3滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量V1。D测定水样的同时，以2000ML蒸馏水，按同样操作步骤作空白试验。记录空白时硫酸亚铁铵标准溶液的用量V0。E硫酸亚铁铵标准溶液临用前须用重铬酸钾标准溶液标定准确吸取1000ML重铬酸钾标准溶液于500ML的锥形瓶中，加水稀释至100ML左右，缓慢加入30ML浓硫酸，混匀。冷却后，加入3滴试
33、亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液的颜色由黄色经蓝绿色至红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量V2。F计算CNH42FESO42,MOL/L2001025000VCODCRO2,MG/LVCVV800010245废水含油量测定对含油量的测定方法选用的是重量法，此法的原理是以硫酸酸化水样，再用石油醚萃取矿物油，蒸发除去石油醚后，称其重量。1在采集瓶上作一个容量记号后（以便以后测量水样体积），将所收集的大约1L已经酸化PH2水样，全部转移至分液漏斗中，加入氯化钠，其量约为水样量的8。用25ML石油醚洗涤采样瓶并转入分液漏斗中，充分摇匀3MIN，静置分层并将水层放入原采样瓶内，石油醚
34、层转入100ML锥形瓶中。用石油醚重复萃取水样两次，每次用量25ML，合并三次萃取液于锥形瓶中；2向石油醚萃取液中加入适量无水硫酸钠（加入至不再结块为止），加盖后放置05H以上，以便脱水；3用预先以石油醚洗涤过的定性滤纸过滤，收集滤液于100ML已烘干至恒重的烧杯中，用少关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究9量石油醚洗涤锥形瓶、硫酸钠和滤纸，洗涤液并入烧杯中；4将烧杯置于655水浴上，蒸出石油醚。近干后再置于655恒温箱内烘干1H，然后放入干燥器中冷却30MIN，称量。5计算含油量的公式61210/WWMGLV油（式中W1烧杯加油总重量（G）；W2烧杯重量（G）；V水样体积（ML）。246P
35、H测定使用PHS3C精密PH计测定。25实验设计251曝气量对酵母菌形态影响实验1设计各反应器的BOD负荷为05KGBOD/KGMLSSD。根据负荷和进水浓度确定酵母菌量，分别加入编号为A、B、C的3个小型SBR反应器中。图21小型SBR反应装置2每个反应器加入含油废水2L，加入前须加硫酸溶液调整废水PH为55，根据废水水质分析结果加入NH42SO4、KH2PO4使废水BOD5NP10051。控制每个反应器的曝气量实现在3个反应器中分别维持在A05L/MIN左右；B15L/MIN左右；C20L/MIN左右。3运行周期与曝气量控制128周期内按2的曝气量运行。4第14周期、第28周期结束时用显微
36、镜观察各反应器中酵母菌的细胞形态并分别测定3个反应器中出水水质指标CODCR、含油量、SVI。关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究252BOD负荷对酵母菌形态影响实验1设计各反应器的BOD负荷分别为05KGBOD/KGMLSSD、10KGBOD/KGMLSSD、20KGBOD/KGMLSSD，根据负荷和进水浓度确定酵母菌量，分别加入编号为D、E、F的3个小型SBR反应器中2每个反应器加入含油废水2L，加入前须加硫酸溶液调整废水PH为55，根据废水水质分析结果加入NH42SO4、KH2PO4使废水BOD5NP10051。控制反应器中的曝气量实现在3个反应器中曝气量均维持在0515L/MIN。3
37、运行周期与BOD负荷控制124周期内按1的BOD负荷运行，BOD负荷通过控制系统中的污泥浓度来实现，实际操作通过排泥来实现控制。4第12周期、第24周期、第36周期结束时用显微镜观察各反应器中酵母菌的细胞形态并分别测定3个反应器中出水水质指标CODCR、含油量、SVI。26SVI测定1SV30测定取100ML混合均匀的水样，在100ML的量筒中静置30MIN后，读取沉淀菌体的体积V（ML）。10030VSV2MLSS测定A用无齿扁嘴镊子将定性滤纸放在称量瓶中，打开瓶盖，移入烘箱中于103105烘干2H后取出置于干燥器内冷却至室温，称其重量。反复烘干、冷却、称量，直至恒重（两次称量相差不超过02
38、MG），记录总质量B（G）。B将测SV30时所取的100ML水样用滤纸过滤，使水分全部通过滤纸。再以每次10ML蒸馏水连续洗涤三次，继续过滤以去除水分。如样品中含有油脂，用10ML石油醚分两次淋洗残渣。C停止过滤后，仔细取出载有SS的滤纸放在原恒重的称量瓶里，移入烘箱中于103105下烘干2H后移入干燥器中，使冷却到室温，称其重量，反复烘干、冷却、称量，直至两次称量的重量差02MG为止，记录质量为A（G）。D计算BALGMLSS/3计算MLSSSVSVI/103027显微镜观察酵母细胞形态分别从3个反应器中取适量含菌水样，每个水样中取出一滴，制作成装片，在普通拍照显微镜下进行观察，观察各个培养
39、条件下酵母菌形态，并拍摄一些特征较明显的酵母菌样品。关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究113结果与讨论31水质分析结果表31含油废水水质分析CODCR（MG/L）BOD5/CODCRTN（MG/L）TP（MG/L）油（MG/L）PH36353049187116262108由水质分析结果判断该废水的特点油含量相当高；氮源相对于CODCR明显不足，BOD5/TN仅有1601，远低于废水生物处理时氮源需求水平（BOD5/TN201）；磷源也不充足，BOD5/TP为1671低于废水生物处理时磷源需求水平（BOD5/TP1001），所以在实验中需要向废水中添加NH42SO4、KH2PO4补充氮源、磷
40、源，使废水BOD5NP10051。另外，该废水的PH较高，碱性较强，实验过程中需用硫酸溶液调整其PH到55。32曝气量对酵母菌形态影响实验结果321曝气量对酵母菌形态的影响实验开始时，转入各反应器中的酵母菌为沉降性良好的絮体，且以酵母形态为主，极少看到假菌丝或真菌丝形态。运行14周期后3个反应器中酵母菌在显微镜下观察结果如下关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究图31曝气量为05L/MIN时酵母菌形态图32曝气量为15L/MIN时酵母菌形态关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究13图33曝气量为20L/MIN时酵母菌形态由图3133观察可得3个条件下的酵母菌多数为椭圆形单细胞酵母菌，其生长状况
41、良好，并未出现丝化现象。由此可见，实验条件下曝气量对酵母菌的细胞形态影响不大。但是曝气量对酵母菌絮体产生影响低曝气量条件下（05L/MIN）呈现絮体且絮体较紧密；较高曝气量条件下（15L/MIN）絮体分散；再增加曝气（20L/MIN），絮体分散更明显。322曝气量对酵母菌沉降性的影响020406080100120140160180200051520曝气量/LMIN1SVI/MLG1图34运行28周期后曝气量对SVI的影响观察图34可得曝气量在05L/MIN时SVI为55ML/G，可见菌体沉降性能良好，系统运行关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究稳定；曝气量在15L/MIN时SVI值小于120
42、ML/G，对于系统的连续运行不会产生大的影响；曝气量在20L/MIN时沉降性受到影响，菌体蓬松且出现上浮，系统稳定性受到影响，说明曝气量的增加不利于酵母菌形成絮体。结合曝气量在0515L/MIN的条件下酵母菌有相互聚集成絮体的现象，有利于废水处理后酵母菌与废水的固液分离，因此，本研究认为系统的曝气量控制在0515L/MIN的范围内较合适。323曝气量对废水处理效果的影响050100150200250300350051520曝气量/LMIN1含油量/MGL10100200300400500600700800COD/MGL1含油量出水COD图35曝气量对出水含油量和CODCR的影响由图35可以看到
43、出水含油量和CODCR在曝气量为15L/MIN时均为最小，即此条件下废水的处理效果最好，原水中含油量为116262MG/L，CODCR为36353MG/L相应的油去除率和CODCR去除率分别为987、915。分析原因低曝气量条件下，酵母菌活性降低增长速度减慢，对于污染物的利用能力有所下降，曝气量低也使有机物好氧分解受到影响，从而导致系统的出水效果差；增加曝气量到20L/MIN时，去除效率没有上升，反而有小幅下降，这可能与酵母菌沉降性降低和酵母菌流失而导致的MLSS降低有关。综合各项指标，在系统运行中曝气量控制在0515L/MIN的范围内较合适。33BOD负荷对酵母菌形态影响实验结果331BOD
44、负荷对酵母菌形态的影响关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究15图36酵母菌形态观察运行24个周期后将3个反应器中的酵母菌进行显微镜观察，均为类似于图36的结果，酵母菌细胞呈椭圆形并未发生丝化，可见BOD负荷对酵母菌形态的影响不大。332BOD负荷对出水CODCR的影响0100200300400500600700800900051020BOD负荷/KGBODKGMLSS1D1出水COD/MGL1图37BOD负荷对出水CODCR的影响对图37分析可知过高或者过低的负荷对于出水CODCR都有不利的影响，而以负荷为10KGBOD/KGMLSSD时处理效果最好，CODCR去除率为91。分析原因，低负荷
45、下，在曝气的周期内，有机污染物早已被代谢完全或者将尽，酵母菌处于内源呼吸，消耗自身的物质进行能量补给，部分细胞解体，内容物释放，导致系统出水效下降；而高负荷下，相反地，由于污染物本身没有被彻底地利用，造成较差的出水效果。333BOD负荷对出水中油含量和酵母菌SVI的影响关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究050100150200250300350051020BOD负荷/KGBODKGMLSS1D1含油量/MGL10102030405060708090100SVI/MLG1含油量SVI图38运行24周期后BOD负荷对于出水含油量和SVI的影响由图38可以清楚地看出，对于出水中油含量，BOD负荷
46、在10KGBOD/KGMLSSD左右时最低，油去除率达到了989。通过对酵母泥SVI的研究发现，随着负荷的增加，SVI呈现逐步增长的趋势，在10KGBOD/KGMLSSD时，维持在60ML/G左右；在05KGBOD/KGMLSSD时，可能由于比重小的油污染物被彻底消耗，酵母菌以絮体为主，所以表现出了良好的沉降性。对于高负荷情况20KGBOD/KGMLSS/D，则由于污染物积累，未降解的油脂造成酵母菌絮体比重降低，导致沉降性恶化和系统运行的不稳定。050100150200250051020BOD负荷/KGBODKGMLSS1D1SVI/MLG1图39运行36周期后BOD负荷对于SVI的影响图39
47、反映了实验运行进行到36周期时的SVI情况。可以看出，在高负荷20KGBOD/KGMLSS/D下SVI上升到了200ML/G以上，运行后期则菌体出现了上浮。负荷在10KGBOD/KGMLSSD时，SVI在150ML/G以下，在一般情况下，对于系统的连续运行不会产生大的关键运行参数对酵母菌细胞形态的影响研究17影响。因此，为了保证酵母废水处理系统的稳定、高效率运行，BOD负荷一般控制在0510KGBOD/KGMLSSD范围较为合适。但是，在具体运行过程中，系统中高浓度的酵母菌与溶解氧的补给构成了一对矛盾，特别是在高负荷下，大量的油浓度会导致系统中溶解氧补充的困难。所以，综合考虑起来，一般在运行中
48、控制进水负荷在05KGBOD/KGMLSSD左右为宜。4结论（1）本实验条件下曝气量对于酵母菌的细胞形态影响不大，但会对酵母菌絮体产生影响。（2）曝气量影响酵母菌沉降性及处理含油废水的效果，综合各项指标，在系统运行中曝气量控制在0515L/MIN的范围内较合适。（3）BOD负荷对酵母菌形态的影响不大，本实验条件下酵母菌未发生丝化。（4）在BOD负荷为10KGBOD/KGMLSSD时废水处理效果最好，而酵母菌沉降性随BOD负荷的增加而恶化，实际运行中高负荷下，大量的油浓度导致系统中溶解氧补充困难，综合考虑，运行中应控制进水负荷在05KGBOD/KGMLSSD左右为宜。关键运行参数对酵母菌细胞形态
49、的影响研究参考文献1龙川含油废水处理技术的研究进展J工业水处理,2007,278472毛志群,张伟,马雯分子生物技术在酵母菌分类中的应用进展J河北农业大学学报,2002,25Z12302333IRENAVOPLENSK,MARTAHULKOV,BLANKAJANDEROV,ETALTHEMORPHOLOGYOFSACCHAROMYCESCEREVISIAECOLONIESISAFFECTEDBYCELLADHESIONANDTHEBUDDINGPATTERNJRESEARCHINMICROBIOLOGY,2005,1569219314SUDBERYP,GOWN,BERMANJTHEDISTINCTMORPHOGENICSTATESOFCANDIDAALBICANSJTRENDSMICROBIOL,2004,1273173245杨清香,王哲酵母菌在自然界中的生态分布及功能J环境科学与技术,2009,32486916王凯军,秦人伟发酵工业废水处理M北京化学工业出版社,20003834367吕文洲,杨敏,郑少奎,等酵母菌处理系统中丝状菌性膨胀的诱因及控制研究J环境科学学报,2001,21Z59648JANAKLOSE,MRIOMONIZDES,JAMESWKRONSTADLIP
