楊秀麗 劉順明
(山東輕工業學院制漿造紙省級重點實驗室,山東濟南,250353)
(山東輕工業學院制漿造紙省級重點實驗室,山東濟南,250353)
摘要:為提高造紙廢水生化處理效果,進行了降解造紙廢水菌種的篩選,并將其應用在實際廢水中進行效果的驗證。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的變化復篩出了2株高效菌株D1,E2。處理造紙廢水的結果是真菌菌株D1和細菌菌株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。
關鍵字: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廢水,排放量大,污染負荷高,成分復雜,毒性大,可生化性差(BOD與COD負荷比約為0.15~0.25)等特點,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,主要由細菌組成,其數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勢菌落,能降解和轉化污染物質,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十分復雜,難以期望采用某種生物處理就能把所有的污染物質去除,因此就需要將濾池中的這些優勢菌種篩選出來,研究其處理廢水的機理,使其更進一步地發揮降解和轉化污染物質的功能[4]。本實驗對曝氣生物濾池中分離出的菌株通過處理造紙廢水進一步優化出高效菌株,為處理造紙廢水提供參考。
1·實驗原料與方法
1.1實驗用水
實驗用水為某造紙廠廢水經過IC反應器處理后的水,其水質狀況如表1。
1.2降解菌篩選培養基
肉湯蛋白胨培養基[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基上,采用稀釋平板法將廢水中的微生物分離、純化。根據菌落的培養特征,將真菌和細菌分開并編號。
1.3.2高效菌株的篩選
真菌培養(馬鈴薯培養基)
(1)高效真菌的初步篩選
將擴大培養后的真菌菌液離心,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,編號1~12,每隔4h取一只三角瓶,離心,取上清液,測其CODcr。細菌培養(牛肉膏蛋白胨培養基)
(1)高效細菌的初步篩選
將擴大培養后的真菌菌液離心,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24h后,測CODcr值并按菌株對CODcr降解能力的大小排序。
(2)高效細菌對廢水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,編號13~24,每隔4h取一只三角瓶,離心,取上清液,測其CODcr。
2·實驗結果與討論
2.1真菌和細菌平板分離結果
在培養箱里培養48 h后,根據真菌和細菌的培養條件和生長特征(包括菌落的顏色、形狀、氣味、表面是否有突起等)得到表2、3的真菌和細菌菌落。
2.2高效菌的初步篩選結果
(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48h后,測得廢水CODcr值如表4。
(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48h后,測得廢水CODcr值如表4。
由表中數據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的,從開始的587 mg·L-1到158 mg·L-1,去除率達到73.1%。 (2)細菌菌株的篩選
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,從實驗數據可以看出6株細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,對CODcr的去除率達到57.9%。
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,從實驗數據可以看出6株細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,對CODcr的去除率達到57.9%。
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值均呈現下降趨勢,在36h時對IC厭氧出水達到了最佳的去除效果,CODcr去除率78.4%,pH為3.9。
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值均呈現下降趨勢,在36h時對IC厭氧出水達到了最佳的去除效果,CODcr去除率78.4%,pH為3.9。
2.4篩選出的高效細菌對CODcr、pH值的影響
細菌菌株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。
細菌菌株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。
3·結論
A.在造紙廠的曝氣生物濾池中篩選出的菌株中根據真菌和細菌的培養條件和特征最終鑒定出6株真菌和6株細菌,應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行廢水的降解實驗后,確定出真菌D1和細菌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和細菌菌株E2對CODcr的去除率分別為78.4%和59.1%,顯然相對于細菌,在造紙廢水生化處理中,真菌具有更好的優勢。
C.為保證結論的準確性還需要對菌株D1、E2進行一系列的生理生化特性研究的鑒定實驗。
參考文獻:
[1]李發站,呂錫武,葉友勝等.難降解廢水的可生化性探討[J].工業水處理,2005,25(5):65-67
[2]楊學富.制漿造紙工業廢水處理[M].北京:化學工業出版社,2001.
[3]紀軒.廢水處理技術問答[M].中國石化出版社,2009:134-136
[4]孫先鋒,張志杰,崔紅軍.造紙黑液木質素降解微生物的分離和降解特性研究.環境工程,2002,20(3):78
[5]周群英,高廷耀.環境工程微生物學[M].北京:高等教育出版社,2005:299-307
[6]錢存柔,黃儀秀.微生物學實驗教程[M].北京:北京大學出版社,1999:58
作者簡介:楊秀麗(1984-),女,山東輕工業學院在讀研究生研究方向:制漿造紙綠色化學與技術
E-mail:xueshu16@163.com
電話:13455143828
通訊地址:山東濟南西部長清大學城,山東輕工業學院制漿造紙08級研究生
郵編:250353
A.在造紙廠的曝氣生物濾池中篩選出的菌株中根據真菌和細菌的培養條件和特征最終鑒定出6株真菌和6株細菌,應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行廢水的降解實驗后,確定出真菌D1和細菌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和細菌菌株E2對CODcr的去除率分別為78.4%和59.1%,顯然相對于細菌,在造紙廢水生化處理中,真菌具有更好的優勢。
C.為保證結論的準確性還需要對菌株D1、E2進行一系列的生理生化特性研究的鑒定實驗。
參考文獻:
[1]李發站,呂錫武,葉友勝等.難降解廢水的可生化性探討[J].工業水處理,2005,25(5):65-67
[2]楊學富.制漿造紙工業廢水處理[M].北京:化學工業出版社,2001.
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[4]孫先鋒,張志杰,崔紅軍.造紙黑液木質素降解微生物的分離和降解特性研究.環境工程,2002,20(3):78
[5]周群英,高廷耀.環境工程微生物學[M].北京:高等教育出版社,2005:299-307
[6]錢存柔,黃儀秀.微生物學實驗教程[M].北京:北京大學出版社,1999:58
作者簡介:楊秀麗(1984-),女,山東輕工業學院在讀研究生研究方向:制漿造紙綠色化學與技術
E-mail:xueshu16@163.com
電話:13455143828
通訊地址:山東濟南西部長清大學城,山東輕工業學院制漿造紙08級研究生
郵編:250353