菌丝球作为生物载体应用于功能微生物固定化这一领域,具有明显优势,例如生物相容性高、制备过程简单易控、无毒害作用等。本团队利用菌丝球负载活性污泥,进行好氧颗粒污泥人工造粒的研究已经走在前沿。想要得到结构稳定的颗粒污泥,对作为核心载体的菌丝球有极高的要求。目前应用常规菌丝球进行颗粒污泥造粒,主要存在两大问题,一是生物产量不高,无法满足造粒所需;二是载体特性不稳定,无法长效保存。而菌丝球的生物产量及载体特性受培养体系影响极大,因此,通过优化培养条件提高菌丝球生物产量的同时,完成生物载体的前期改性,得到致密稳定,特性优良的菌丝球载体,是解决目前菌丝球应用问题的一种有效手段。以成球效果良好的黑曲霉557作为出发菌株,考量不同培养因素对菌丝球的形态结构特征以及生长参数等方面所带来的影响,最终完成黑曲霉557培养体系的整体优化。优化扩培体系为:恒温30℃,摇床转速160rpm/min,每250ml锥形瓶内分装150m L培养液,孢子接种量为104个/150m L,碳源为蔗糖,浓度10g/L,氮源为硝酸铵,浓度1.5g/L,磷酸二氢钾1g/L,硫酸镁0.51g/L,初始p H为6.0。与原始培养体系相比,新培养体系下的菌丝球致密稳定,规整圆润,菌丝密度上限提高51.4%,同时培养时间明显缩短,提前18h即满足取用标准。对优化扩培体系下黑曲霉557的成球机理加以探究,实验结果表明菌丝球在该体系内,除孢子凝聚型这一常规成球机理外,同时存在三种特异成球机理,分别是菌丝团聚成球、碎片重构成球以及吞纳同化成球。根据调控时间及方式的差异,菌丝球数量增长划分为四个时期,分别是由常规机理主导的前置生长期及暴增期,由特异机理主导的二次增长期,以及所有机理停止作用后,由生物损伤导致的衰减期。菌丝球粒度分布受几种调控机理的复合影响,呈现出规律期的单峰推移以及非规律期的双峰迭变两种演变过程。优化扩培体系对菌丝球的改性效果极佳,沉降实验结果表明优化菌丝球沉降性明显提升,破坏性实验证明了其具有更强的稳定性及抗膨浮性,优化菌丝球对功能菌吸附效果显著,同时SEM表明载体优化后的菌丝密度以及孔隙分布更为合理,并研究了诸如个体粒度、生长区域及生理活性等因素对载体特性的影响。以改性菌丝球作为生物载体,负载单一功能菌与活性污泥,SEM结果表明,功能菌挂膜效果从前期“点吸附”转变为后期“面吸附”,而活性污泥则从前期“面吸附”转变为后期“体吸附”,后者拥有更快的挂膜速率以及更好的负载效果。