高效菌的篩選及其在造紙廢水中應(yīng)用的研究

楊秀麗 劉順明

（山東輕工業(yè)學(xué)院制漿造紙省級重點(diǎn)實(shí)驗室，山東 濟(jì)南，250353）

高效菌的篩選及其在造紙廢水中應(yīng)用的研究

楊秀麗 劉順明

（山東輕工業(yè)學(xué)院制漿造紙省級重點(diǎn)實(shí)驗室，山東 濟(jì)南，250353）

為提高造紙廢水生化處理效果，進(jìn)行了降解造紙廢水菌種的篩選，并將其應(yīng)用在實(shí)際廢水中進(jìn)行效果的驗證。從曝氣生物濾池中初步篩選出24株廢水降解菌株，將其處理造紙廢水通過測定CODcr的變化復(fù)篩出了2株高效菌株D1，E2。處理造紙廢水的結(jié)果是真菌菌株D1和細(xì)菌菌株E2對CODcr的去除率分別為78.4%和59.1%，表明處理造紙廢水時真菌的效果更好。

曝氣生物濾池 CODcr 篩選 高效菌株

引言

造紙廢水是一種高濃度難降解的有機(jī)廢水，排放量大，污染負(fù)荷高，成分復(fù)雜，毒性大，可生化性差(BOD與COD負(fù)荷比約為0.15～0.25)等特點(diǎn)，致使處理難度大[1]。

在曝氣生物濾池中存在著許多大小不同的微生物群落，主要由細(xì)菌組成，其數(shù)量約占污泥中微生物總量的90%左右，另外還有酵母、絲狀真菌、放線菌及微型藻類。在這些微生物群落中存在著多種優(yōu)勢菌落，能降解和轉(zhuǎn)化污染物質(zhì)，降低廢水的毒性和提高廢水的可生化性[2，3]。由于制漿廢液所含的污染物質(zhì)十分復(fù)雜，難以期望采用某種生物處理就能把所有的污染物質(zhì)去除，因此就需要將濾池中的這些優(yōu)勢菌種篩選出來，研究其處理廢水的機(jī)理，使其更進(jìn)一步地發(fā)揮降解和轉(zhuǎn)化污染物質(zhì)的功能[4]。本實(shí)驗對曝氣生物濾池中分離出的菌株通過處理造紙廢水進(jìn)一步優(yōu)化出高效菌株，為處理造紙廢水提供參考。

1 實(shí)驗原料與方法

1.1 實(shí)驗用水

實(shí)驗用水為某造紙廠廢水經(jīng)過IC反應(yīng)器處理后的水，其水質(zhì)狀況如表1。

表1 BAF進(jìn)水水質(zhì)

1.2 降解菌篩選培養(yǎng)基

肉湯蛋白胨培養(yǎng)基[5，6]：牛肉膏 4g，蛋白胨 10g，NaCl 5g，瓊脂15g，用蒸餾水定容至1000mL。

馬鈴薯培養(yǎng)基：馬鈴薯200g去皮，切塊煮沸20min，紗布過濾，取濾液加入葡萄糖20g和瓊脂20g，溶化后用蒸餾水定容至1000mL。

1.3 實(shí)驗方法

1.3.1 造紙廢水降解菌的分離、純化

曝氣池廢水在固體培養(yǎng)基上，采用稀釋平板法將廢水中的微生物分離、純化。根據(jù)菌落的培養(yǎng)特征，將真菌和細(xì)菌分開并編號。

1.3.2 高效菌株的篩選

真菌培養(yǎng)（馬鈴薯培養(yǎng)基）

（1）高效真菌的初步篩選

將擴(kuò)大培養(yǎng)后的真菌菌液離心，稱濕重0.20g菌體接種到含200mL廢水的三角瓶中，放入30℃，120r·min-1的搖床培養(yǎng)48h后，測CODcr值并按菌株對CODcr降解能力的大小排序。

（2）高效真菌對廢水CODcr降解的測定

將篩選出的對廢水CODcr降解能力最好的高效真菌菌株接種在12個含200 mL廢水的三角瓶中，放入 30℃，120 r·min－1的搖床培養(yǎng)，編號 1～12，每隔4h取一只三角瓶，離心，取上清液，測其CODcr。

細(xì)菌培養(yǎng)（牛肉膏蛋白胨培養(yǎng)基）

（1）高效細(xì)菌的初步篩選

將擴(kuò)大培養(yǎng)后的真菌菌液離心，稱濕重0.20 g菌體接種到含200 mL廢水的三角瓶中，放入37℃，120 r·min－1的搖床培養(yǎng) 24h 后，測 CODcr值并按菌株對CODcr降解能力的大小排序。

（2）高效細(xì)菌對廢水CODcr降解的測定

將篩選出的對廢水CODcr降解能力最好的高效細(xì)菌菌株接種在12個含200 mL廢水的三角瓶中， 放入 37℃，120 r·min－1的搖床培養(yǎng)， 編號 13～24，每隔4h取一只三角瓶，離心，取上清液，測其CODcr。

2 實(shí)驗結(jié)果與討論

2.1 真菌和細(xì)菌平板分離結(jié)果

在培養(yǎng)箱里培養(yǎng)48 h后，根據(jù)真菌和細(xì)菌的培養(yǎng)條件和生長特征（包括菌落的顏色、形狀、氣味、表面是否有突起等）得到表2、3的真菌和細(xì)菌菌落。

表2 真菌（馬鈴薯培養(yǎng)基）培養(yǎng)基得到的菌落特征

表3 細(xì)菌（蛋白胨培養(yǎng)基）培養(yǎng)基得到的菌落特征

2.2 高效菌的初步篩選結(jié)果

（1）真菌菌株的篩選

將 A1、B1、C1、D1、E1、F1，6 種 菌 株 在 初 始CODcr值相同的廢水中搖床培養(yǎng)48h后，測得廢水CODcr值如表4。

表4 真菌處理廢水的COD值

由表中數(shù)據(jù)可以看出菌株降解廢水的能力為D1＞E1＞B1＞F1＞A1＞C1，D1 對廢水的降解能力是最強(qiáng)的，從開始的 587 mg·L－1到 158 mg·L－1，去除率達(dá)到73.1%。

（2）細(xì)菌菌株的篩選

測定 A2、B2、C2、D2、E2、F2，處理廢水 24h 后的廢水CODcr值的變化如表5，從實(shí)驗數(shù)據(jù)可以看出6株細(xì)菌降解能力的大小依次為 E2＞C2＞A2＞D2＞B2＞F2，E2對廢水的降解能力最強(qiáng)，對CODcr的去除率達(dá)到57.9%。

表5 細(xì)菌處理廢水的COD值

2.3 篩選出的高效真菌對CODcr、pH值的影響

對真菌菌株 D1在 CODcr為 587mg·L-1的 IC厭氧出水廢水中CODcr值和pH的變化，測得的值如圖1所示，菌株D1隨著處理時間的增加CODcr值和pH值均呈現(xiàn)下降趨勢，在36h時對IC厭氧出水達(dá)到了最佳的去除效果，CODcr去除率78.4%，pH為3.9。

圖1 菌株D1隨時間對CODcr、pH值的影響

2.4 篩選出的高效細(xì)菌對CODcr、pH值的影響

細(xì)菌菌株E2在初始CODcr值為587mg·L-1的IC厭氧出水水中處理污染物，CODcr和pH變化如圖2，E2隨時間的延長使CODcr和pH值呈現(xiàn)下降趨勢，在處理時間為20h時有最好的降解效果，CODcr去除率為59.1%，pH為4.0，此后CODcr和pH值基本保持不變。

圖2 菌株E2隨時間對CODcr降解

3 結(jié)論

A.在造紙廠的曝氣生物濾池中篩選出的菌株中根據(jù)真菌和細(xì)菌的培養(yǎng)條件和特征最終鑒定出6株真菌和6株細(xì)菌，應(yīng)用其處理造紙廢水均有一定的效果。

B.在對篩選出的菌株進(jìn)行廢水的降解實(shí)驗后，確定出真菌D1和細(xì)菌E2對廢水的降解能力最好，在處理同一種廢水時，真菌菌株D1和細(xì)菌菌株E2對CODcr的去除率分別為78.4%和59.1%，顯然相對于細(xì)菌，在造紙廢水生化處理中，真菌具有更好的優(yōu)勢。

C.為保證結(jié)論的準(zhǔn)確性還需要對菌株D1、E2進(jìn)行一系列的生理生化特性研究的鑒定實(shí)驗。

[1]李發(fā)站，呂錫武，葉友勝等.難降解廢水的可生化性探討[J].工業(yè)水處理，2005，25（5）：65-67

[2]楊學(xué)富.制漿造紙工業(yè)廢水處理[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2001.

[3]紀(jì)軒.廢水處理技術(shù)問答[M].中國石化出版社，2009：134-136

[4]孫先鋒，張志杰，崔紅軍.造紙黑液木質(zhì)素降解微生物的分離和降解特性研究.環(huán)境工程，2002，20（3）：78

[5]周群英，高廷耀.環(huán)境工程微生物學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2005：299-307

[6]錢存柔，黃儀秀.微生物學(xué)實(shí)驗教程[M].北京：北京大學(xué)出版社，1999：58

2010－10－10

楊秀麗（1984-），女，山東輕工業(yè)學(xué)院在讀研究生研究方向:制漿造紙綠色化學(xué)與技術(shù)

E-mail：xueshu16@163.com

電話：13455143828

通訊地址：山東濟(jì)南西部長清大學(xué)城，山東輕工業(yè)學(xué)院制漿造紙08級研究生

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