关键词:
聚乙二醇
分离鉴定
生长特性
聚乙二醇水解酶
工程化应用
摘要:
从长期受聚乙二醇污染的土壤中分离得到一株水解聚乙二醇,但不能以聚乙二醇为唯一碳源生长的菌株。根据其生理生化特性,结合菌株的16S rRNA基因序列同源性分析,将该菌株初步鉴定为Achromobacter sp.,并命名为PG-3。
菌株PG-3对葡萄糖和乙醛酸碳源利用较高,对氯化铵和酵母膏氮源利用率高;菌株最适生长温度为35℃,低温和高温生长缓慢;pH值在4.0~9.0之间都能生长较好,其中pH值8.0时最佳;通气量对菌株的生长影响很小;菌株在NaCl浓度在0~10g/L之间均能较好生长,当浓度达到20g/L以上时基本不能生长;菌株PG-3对四环素和氯霉素有抗性。
提取菌株PG-3的粗酶结果表明,聚乙二醇水解酶为诱导酶,PEG1000诱导效果最佳。通过测定聚乙二醇两端羟基总摩尔数的变量,对聚乙二醇水解酶特性进行了初步研究,结果表明:该酶的最适温度为40℃,最适作用pH值为8.0,Cu2+、Zn2+;对酶有抑制作用;以PEG1000为底物,得到聚乙二醇米氏常数(Km)为3.97mmol/L,最大酶促反应速率(Vmax)为68.03μmol/ml-min。菌株PG-3分泌的聚乙二醇水解酶对分子量400-1500水解效率较高,其中PEG800最佳。
在采自能降解聚乙二醇的活性污泥中接种0.04%的菌株PG-3,能有效提高系统整体的处理效果,其混合菌落的最佳氮磷投加比例为COD:N:P=800:5:1.在接种0.4g/L菌株PG-3、5g/L活性污泥的反应器中,控制进水COD浓度5000mg/L,当HRT=8d时,出水COD浓度6天后基本稳定在450mg/L左右,可以达到《污水排入城市下水质标准》(CJ3082-1999)排放要求;当HRT=15d时,出水COD浓度7天后基本稳定在90mg/L左右,可以达到《污水综合排放标准》(GB8978-2002)中的一级标准;当HRT=25d时,当HRT=25d时,出水COD浓度7天后基本稳定在60mg/L以内,可以达到《城市污水处理厂污染排放标准》(GB18918-2002)中的一级B标准。同时以HRT=8d为例,优化运行参数后,连续运行35天后,最终出水COD浓度能稳定在350mg/L左右。