淺談乳酸菌對污水的降解作用研究

楊忠濱　張新洋　陳祥東

摘 要：我國是一個(gè)資源型缺水和水質(zhì)型缺水的國家，水資源現(xiàn)狀令人堪憂。本文通過在污水中加入不同量的乳酸菌懸液，來考察厭氧和好氧條件下污水的COD值降解情況，為乳酸菌在污水處理中的進(jìn)一步應(yīng)用提供依據(jù)。

關(guān)鍵詞：乳酸菌；污水降解

1 引言

乳酸菌（lactic acid bacteria，縮寫為LAB）是指一群通過發(fā)酵糖類，產(chǎn)生大量乳酸的，無芽孢的，革蘭氏陽性細(xì)菌的總稱。乳酸菌代謝產(chǎn)物中除了乳酸等有機(jī)酸外，還產(chǎn)生少量細(xì)菌素、過氧化氫、雙乙酞等抑菌性物質(zhì)，對致病菌具有較強(qiáng)的抑制作用。夏季溫度升高，魚池中溶解氧濃度降低，魚類糞便的堆積和降解，加上大量魚食未被魚類完全利用仍然堆積在魚池中，使得惡性細(xì)菌越多越多，池中的水體容易產(chǎn)生臭味。因此，本文通過在魚池中的污水中加入發(fā)酵劑乳酸菌，來考察乳酸菌是否能夠幫助污水的降解，以及乳酸菌對污水的臭味是否有抑制的作用，為進(jìn)一步深入研究乳酸菌在處理垃圾滲濾液等嚴(yán)重污染水源中的作用打下基礎(chǔ)。

2 實(shí)驗(yàn)

本實(shí)驗(yàn)通過厭氧和好氧兩種條件來觀測乳酸菌對于污水降解的影響效果。首先去除養(yǎng)魚廢水中的大顆粒固體物質(zhì)，再加入1g/L碾碎的魚食及少量的氮源，攪拌混勻并均分成兩份，分別在厭氧和好氧條件下置于40攝氏度水浴鍋中培養(yǎng)一周，充分營造厭氧和好氧環(huán)境，模擬出夏季魚池污水發(fā)臭的現(xiàn)象，并使有機(jī)物降解為更有利于乳酸菌利用的物質(zhì)。一周后，將厭氧和好氧條件下處理過的污水的pH值都調(diào)為中性，各均分成三份，分別加入0ml、1ml（VLAB/V污水=1/500）和5ml（VLAB/V污水=1/100）乳酸菌懸液，再另取兩份等量的自來水也加入5ml的乳酸菌懸液，作為兩個(gè)條件下各自的對照實(shí)驗(yàn)。厭氧條件的依次編號為A、B、C、D。好氧條件的則依次編號為a、b、c、d。每天記錄各自的氣味和外觀形態(tài)變化，并定時(shí)測定各自的COD值（通過重鉻酸鉀法測定）。

3 結(jié)果與討論

3.1污水降解率的變化規(guī)律

觀測時(shí)間為半個(gè)月。在觀測期間共對試樣進(jìn)行了四次COD值的測量，依次分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個(gè)階段，并計(jì)算出各個(gè)階段的降解率，結(jié)果如表1所示：

計(jì)算公式：

從表中可以看出，乳酸菌空白時(shí)，厭氧條件下的共同降解率較好氧條件下的小，說明好氧條件下污水自身比在厭氧條件下降解得更快。而對照組在沒有污水提供營養(yǎng)來源的情況下，在好氧和厭氧條件的自身降解率相近。乳酸菌處理后，厭氧條件下的共同降解率高于好氧條件下的共同降解率，說明厭氧條件更有利于乳酸菌的生長。當(dāng)加入1ml乳酸菌懸液時(shí)，厭氧條件下的共同降解率最高，而好氧條件下不加乳酸菌時(shí)，共同降解率最高。這說明乳酸菌懸液自身也存在COD，干擾著我們對乳酸菌降解污水中COD值的評價(jià)，于是我們進(jìn)一步分析了兩種條件下的凈降解率情況。從表中分析可得，厭氧條件下的凈降解率高于好氧條件，在厭氧條件下污水的凈降解率隨著乳酸菌加入量的增加，呈上升趨勢，最高可達(dá)94.15%；而在好氧條件下，凈降解率最高為72.51%，并且當(dāng)只加入1ml乳酸菌懸液時(shí)，凈降解率反而下降，且三組實(shí)驗(yàn)的凈降解率變化并不明顯。

3.2臭味的變化

在觀測期間，厭氧條件下污水散發(fā)的臭氣一直較好氧的濃，這一方面是由于好氧條件有利于氣體的散發(fā)，另一方面說明，厭氧條件比好氧條件更有利于臭氣的產(chǎn)生。厭氧條件下，乳酸菌懸液的加入量越多，則腐臭味出現(xiàn)得越晚，說明乳酸菌能夠抑制這些能產(chǎn)生臭氣的微生物的生長。好氧條件下，也有相似的效果。氨氣和硫化氫是主要惡臭成分，厭氧條件下氨氣的出現(xiàn)可能來自于反硝化作用，也可能來自于氨基酸的水解脫氨，而污水中氨氮的下降則是由微生物細(xì)胞合成作用所致，試樣A較試樣B和試樣C先出現(xiàn)腐臭味，說明乳酸菌的加入促進(jìn)了氨氮的細(xì)胞合成。試驗(yàn)進(jìn)行一周后，試樣C的腐臭味變得最濃烈的原因可能在于，原來污水中的有機(jī)物大本分被降解，大量繁殖的乳酸菌得不到足夠的碳源，那么氮源的利用也會(huì)相應(yīng)的減少，使得產(chǎn)生的氨氮累積，腐臭味變濃。在這期間試樣B的腐臭味沒有超過試樣A，說明只要乳酸菌的加入量適當(dāng)，并不會(huì)增加腐臭味。

3.3 微生物量的變化

乳酸菌懸液處理后的第三天，厭氧條件和好氧條件下的試樣均長出白色的絮狀物，但是厭氧條件下這種絮狀物增長得十分明顯，好氧條件下卻相反。說明這種白色絮狀物的生長條件和乳酸菌的相似，在厭氧條件下比在好氧條件下能更好的生長。厭氧條件下，隨著乳酸菌加入量的增多，這種白色絮狀物增多的趨勢出現(xiàn)的越晚，說明乳酸菌對它有抑制作用。據(jù)了解某些乳酸菌代謝可以產(chǎn)生細(xì)菌素、有機(jī)酸、過氧化氫、雙乙酰等多種天然抑菌物質(zhì)。這些細(xì)菌素一般對近緣的革蘭氏陽性細(xì)菌的生長具有抑制作用，可以防止某些腐敗菌和病原菌的生長，這些細(xì)菌素有抑制沙門氏菌、大腸埃希氏菌、志賀氏菌的作用。然而這種白色絮狀物究竟與乳酸菌是否有近緣關(guān)系，有待進(jìn)一步的研究。

4 結(jié)論

1）從污水的降解情況來看，厭氧條件更有利于乳酸菌的生長，污水的共同降解率和凈降解率在厭氧條件下比在好氧條件下的效果好。厭氧條件下，乳酸菌懸液的加入量為VLAB/ V污水=1/500時(shí)，污水的共同降解率最高；加入量為VLAB/ V污水=1/100時(shí)，污水的凈降解率最高。好氧條件下，乳酸菌懸液空白時(shí)，污水的共同降解率最高；加入量為VLAB/ V污水=1/100時(shí)，污水的凈降解率最高。由此，我們可以利用排出乳酸菌的方法，來使厭氧條件下污水的凈降解率提高，從而達(dá)到凈化污水、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的。

2）厭氧條件下，乳酸菌懸液的加入量越多，則腐臭味出現(xiàn)得越晚，說明乳酸菌能夠抑制這些能產(chǎn)生臭氣的微生物的生長。好氧條件下，也有相似的效果。

3）厭氧條件下，乳酸菌懸液的加入量越多，則白色絮狀物增多的趨勢出現(xiàn)得越晚，說明乳酸菌能夠抑制這些白色絮狀物的生長。而好氧條件下，這種白色絮狀物的量很少，說明它和乳酸菌一樣，在厭氧條件下更容易生長。

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