基于R. Sphaeroides降解有机大分子机理的PNSB污水资源化技术

紫色非硫细菌（PNSB）污水处理法具有可回收单细胞蛋白、二次污染物少等优势而受到广泛关注，但"PNSB不能直接代谢大分子物质" 的传统观点限制了其工业应用。申请人在前期研究中发现了一株野生型R. Sphaeroides菌株(编号Z08)具有代谢降解蛋白质等有机大分子物质的特性，突破了传统观点的局限。本研究将以大豆废水为处理对象，进一步明晰该菌株的生理生化特性；深入研究大豆废水中蛋白质、脂肪、糖类等有机大分子物质在该菌株作用下的降解途径及动力学过程；系统考察该菌株在污水处理过程中的生长动力学及其细胞蛋白的合成规律；通过调控微生物生长因子并结合对碳平衡及氮平衡解析，优化污水处理效果、提高R. Sphaeroides的单细胞蛋白产率。预期成果可望突破传统PNSB代谢理论的局限，使PNSB可用于污水处理，净化水质的同时回收单细胞蛋白，为构建新型污水资源化方法提供理论依据及技术指导。

紫色非硫细菌（PNSB）污水处理法具有可回收单细胞蛋白、二次污染物少等优势而受到广泛关注，但“PNSB不能直接代谢大分子物质”的传统观点限制了其工业应用。申请人在前期研究中发现了一株野生型R. Sphaeroides菌株（编号Z08）具有代谢降解蛋白质等有机大分子物质的特性，突破了传统观点的局限。本研究进一步明晰了该菌株的生理生化特性，优化了培养条件，开发了新型培养基。以大豆废水为处理对象，研究了该菌对含大分子废水的处理及菌体的生长，为大分子物质的降解研究提供了基础。深入研究大豆废水中蛋白质、脂肪、糖类等有机大分子物质在该菌株作用下的降解途径及动力学过程，并以纯物质配水研究，阐明了大分子降解机理。发现该菌株在小分子存在的情况下，可以加快生长，提高酶活，从而实现多糖的降解。系统考察了该菌株在污水处理过程中的生长动力学及其细胞蛋白的合成规律，发现光合细菌氧化磷酸化代谢途径效率更高，有氧存在时光合磷酸化代谢途径可能受到抑制，为污水资源化提供了理论依据。通过调控微生物生长因子，优化了污水处理效果，建立了流程简单、除污染效果高的光合细菌-活性污泥污水处理技术。上述成果突破了传统PNSB代谢理论的局限，使PNSB可用于含有大分子物质的污水处理，净化水质的同时回收单细胞蛋白，为构建新型污水资源化方法提供理论依据及技术指导。 基于上述研究，本项目发表了7篇SCI论文，5篇Ei论文，获得了3项发明专利，培养了3名博士研究生，3名硕士研究生。