中度嗜鹽菌的特性及其對高鹽有機(jī)廢水處理的強化作用.pdf

1、高鹽有機(jī)廢水來源廣泛、成分復(fù)雜。廢水中高鹽份的存在，會對微生物的生長產(chǎn)生抑制作用，從而增加了生物處理的難度，成為現(xiàn)階段國內(nèi)外廢水處理技術(shù)領(lǐng)域亟待解決的一個難題。近年來，國內(nèi)外很多學(xué)者采用生物處理法對高鹽度廢水進(jìn)行了研究。對于鹽度較低的廢水，一般采用馴化耐鹽污泥的方法進(jìn)行處理，而在處理鹽度較高的廢水時，由于馴化污泥中的微生物對鹽度的耐受范圍有限，并且所需馴化時間長，所以成功的例子極少。通過向處理系統(tǒng)中接種嗜鹽微生物強化處理理論上是一種快速

2、有效的方法。國內(nèi)從20世紀(jì)80年代以來對嗜鹽菌的分離和鑒定進(jìn)行了大量工作，但在利用嗜鹽菌尤其是中度嗜鹽菌處理高鹽有機(jī)廢水的研究才剛剛開始。
　　相對于極端嗜鹽古菌，中度嗜鹽菌的分布更為廣泛，對高鹽環(huán)境有極強的適應(yīng)能力，鹽生長濃度更寬，對營養(yǎng)要求低，更易于適應(yīng)環(huán)境，同時，可以方便地利用以細(xì)菌為基礎(chǔ)發(fā)展起來的分子生物學(xué)技術(shù)來解答一些有關(guān)機(jī)理性等方面的問題。
　　將傳統(tǒng)生物學(xué)技術(shù)與現(xiàn)代分子生物學(xué)手段相結(jié)合，利用環(huán)境工程技術(shù)、微生物

3、學(xué)技術(shù)、分子生物學(xué)技術(shù)和生物工程技術(shù)從中度嗜鹽菌的篩選和多相分類入手，其探究中度嗜鹽菌在高鹽環(huán)境下的生長規(guī)律及降解特性，同時結(jié)合生物活性炭技術(shù)和生物強化技術(shù)構(gòu)建“嗜鹽固定化生物活性炭”，對高鹽有機(jī)工業(yè)廢水進(jìn)行處理，對處理系統(tǒng)中的有機(jī)物降解規(guī)律和種群演替規(guī)律進(jìn)行探索，找出切實可行的嗜鹽菌強化高鹽有機(jī)廢水處理的工藝設(shè)計參數(shù)和運行參數(shù)，為實際高鹽有機(jī)工業(yè)廢水處理工程的設(shè)計、調(diào)試、運行和管理提供技術(shù)依據(jù)。同時進(jìn)一步闡明篩選嗜鹽菌強化高鹽有機(jī)廢水

4、處理的可行性，并篩選出具有較高實用價值的中度嗜鹽菌菌種用于高鹽有機(jī)工業(yè)廢水處理。
　　采用改進(jìn)的Gibbson培養(yǎng)基和自行發(fā)明的嗜鹽菌高效快速篩選法，從山東威海共分純76株嗜鹽菌株。從中選取降解性能較好的8株菌作為代表菌株，對其進(jìn)行多相分類和系統(tǒng)發(fā)育分析，確定了其分類地位，并從中發(fā)現(xiàn)2個菌株 HNPH和JSA1與嗜鹽堿桿菌的同源性最高，但在菌株來源、表現(xiàn)型特征和化學(xué)分類型特征上卻有明顯差異，2菌株之間的差異也很明顯，因此建議確立菌

5、株 HNPH和JSA1為嗜鹽堿桿菌(Alkalibacillus halophilus)的2個新亞種，同時對其特征進(jìn)行了較為詳細(xì)的描述。研究中還發(fā)現(xiàn)，地處黃海之濱的威海地區(qū)，其高鹽環(huán)境中的嗜鹽微生物群落具有獨特性。所篩得菌株多屬Alkalibacillus屬。該屬是2005年由韓國生命工學(xué)院和中國云南大學(xué)云南省微生物研究所聯(lián)合發(fā)表的。因此在該地區(qū)有極大可能性找到新的分類單元，進(jìn)一步的多相分類鑒定工作意義重大。
　　對影響中度嗜鹽菌

6、強化處理高鹽有機(jī)廢水的生態(tài)因子及嗜鹽菌的降解特性所進(jìn)行的研究發(fā)現(xiàn)，中度嗜鹽菌對偏堿性環(huán)境具有很好的適應(yīng)性，pH值為7.5～8.0是多數(shù)中度嗜鹽菌株降解有機(jī)物的最適 pH值；添加氮源硫酸銨對處理系統(tǒng)的COD去除效果有很好的影響；C/N在3:1～5:1之間時，處理系統(tǒng)中COD去除率最高，氮源不足時更能影響嗜鹽菌的降解性能和作用；添加適量的無機(jī)鹽離子對 COD的去除率會產(chǎn)生積極的影響；不同嗜鹽菌株適當(dāng)?shù)膹?fù)配會產(chǎn)生較高的COD降解效果；反應(yīng)器中

7、分別投加活性炭、電氣石、沸石固定化微生物載體比不加固定化微生物載體有機(jī)物降解速率加快，效果顯著，采用 PCR-DGGE方法分析其微生物群落結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)，投加的嗜鹽菌株 HNPH（Alkalibacillus sp.）的克隆條帶強度最強，成為系統(tǒng)的優(yōu)勢菌群，顯示其對環(huán)境較強的適應(yīng)性及菌群在系統(tǒng)中的穩(wěn)定性。
　　從威海市路道口鹽場曬鹽池鹽水中分離的中度嗜鹽菌株 YS-1為鹽單胞菌屬。結(jié)合生物活性炭技術(shù)對其進(jìn)行強化高鹽制革廢水處理發(fā)現(xiàn)，該菌

8、株具有強化高鹽（9.3％）制革廢水處理的功能，有很高的實用價值。據(jù)此提出了“嗜鹽固定化生物活性炭”的概念，并證實分離篩選的嗜鹽微生物與生物活性炭技術(shù)相結(jié)合構(gòu)建“嗜鹽固定化生物活性炭”技術(shù)，在高鹽制革廢水處理中有重要意義。
　　中度嗜鹽菌強化連續(xù)流生物反應(yīng)器處理高鹽制革廢水，效果顯著。但投菌量達(dá)到一定量后再繼續(xù)增加則改善效果有限，甚至?xí)幸欢ǔ潭鹊慕档?；在嗜鹽菌和營養(yǎng)物質(zhì)共同強化的條件下，系統(tǒng)的COD去除率提高了36.7%。PCR－

9、DGGE方法分析系統(tǒng)的微生物群落演替發(fā)現(xiàn)，投加嗜鹽菌株YS-1于反應(yīng)器后其克隆條帶始終存在圖譜中，且被強化，成為系統(tǒng)優(yōu)勢種群。高鹽處理系統(tǒng)中菌群相對單一，種群多樣性低，群落演替迅速，不適應(yīng)高鹽環(huán)境的菌株被大量淘汰，適應(yīng)者始終處于優(yōu)勢地位。
　　中度嗜鹽菌株強化處理高鹽采油廢水發(fā)現(xiàn)，在掛膜階段接種嗜鹽菌構(gòu)建“嗜鹽固定化生物活性炭”進(jìn)行生物強化可以提高其對高鹽采油廢水的適應(yīng)性并增強生物處理效果，表明了分離篩選嗜鹽菌強化高鹽采油廢水處理