磁技術(shù)強(qiáng)化石油降解菌除油效能及機(jī)理分析.pdf

1、為了保護(hù)海洋環(huán)境，國(guó)際海事組織(IMO)制定了越來(lái)越嚴(yán)格的船舶含油污水排放標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)的物理分離法已經(jīng)無(wú)法滿足新的要求。新的船舶含油污水處理技術(shù)在不斷開(kāi)發(fā)和應(yīng)用中，膜生物反應(yīng)器(MBR)是生物處理法與膜技術(shù)相結(jié)合的新型污水處理工藝，具有體積小，處理效率高等優(yōu)點(diǎn)，適于船舶艙底含油污水的處理。生物降解階段在 MBR的處理含油污水過(guò)程中起關(guān)鍵的作用，磁強(qiáng)化微生物技術(shù)是近些年來(lái)的研究熱點(diǎn)，通過(guò)磁場(chǎng)的綜合作用，可以提高微生物活性，促進(jìn)微生物對(duì)有機(jī)物

2、的降解。本文從磁場(chǎng)強(qiáng)化石油降解菌的生長(zhǎng)及除油效能和相關(guān)機(jī)理分析兩方面進(jìn)行研究，采用前期實(shí)驗(yàn)中篩選分離得到的高效石油降解菌株B11作為研究對(duì)象，通過(guò)對(duì)微生物的細(xì)胞活性、細(xì)胞通透性、胞內(nèi)酶活性和生物表面活性劑等方面探究磁場(chǎng)強(qiáng)化微生物生長(zhǎng)及除油效能的作用機(jī)理。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了在0~60mT的磁場(chǎng)條件下，磁場(chǎng)對(duì)B11菌株的生長(zhǎng)及除油效能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明25mT磁場(chǎng)強(qiáng)度下，菌株生長(zhǎng)速率最快，相較于不加磁場(chǎng)的情況下生物量

3、提高了12.5％。除油率達(dá)到65.6%；在25mT磁場(chǎng)強(qiáng)度下，考察磁場(chǎng)作用時(shí)間對(duì)菌株生長(zhǎng)除油效能的影響，發(fā)現(xiàn)第三天生物量達(dá)到最大值，比未經(jīng)磁場(chǎng)處理組提升14.1%，第二天單日除油率達(dá)到最大值，為32.6%；通過(guò)磁場(chǎng)連續(xù)刺激和間歇性刺激考察磁場(chǎng)作用方式對(duì)生物量及除油效能的影響，發(fā)現(xiàn)連續(xù)刺激下生物量較間歇組提高8.2%，除油率較間歇提高1.1%。說(shuō)明了B11菌株在連續(xù)接受3天以上25mT磁場(chǎng)強(qiáng)化時(shí)能夠有效的提升的生物量和除油效能。⑵研究了不

4、同磁場(chǎng)強(qiáng)度對(duì)菌株生長(zhǎng)、細(xì)胞表面形態(tài)、細(xì)胞活性、胞內(nèi)酶活性、細(xì)胞通透性和蛋白質(zhì)、核酸的泄漏情況的影響，探討了磁場(chǎng)強(qiáng)化微生物生長(zhǎng)的機(jī)理。結(jié)果表明25mT磁場(chǎng)強(qiáng)度下，細(xì)胞生長(zhǎng)提前進(jìn)入對(duì)數(shù)期，縮短了繁殖周期，生物量提升了10.2%；細(xì)胞形態(tài)保持完整，菌株的活性最大，較未經(jīng)處理提升25.2%；胞內(nèi)酶(SOD)活性提高12.3%，抵抗外界惡劣環(huán)境能力得到增強(qiáng)；細(xì)胞通透性適中且胞內(nèi)核酸、蛋白質(zhì)的外滲量較低，保證細(xì)胞能夠正常的進(jìn)行新陳代謝和生長(zhǎng)繁殖。說(shuō)

5、明磁場(chǎng)是通過(guò)在不破壞細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的前提下，提高微生物體內(nèi)酶的活性來(lái)影響菌株的生長(zhǎng)的。⑶研究了磁場(chǎng)對(duì)菌株親疏水性、排油圈直徑、表面張力和生物表面活性劑的影響，探討了磁場(chǎng)強(qiáng)化微生物攝取油類(lèi)物質(zhì)途徑的機(jī)理。通過(guò)藍(lán)色凝膠平板試驗(yàn)表明菌株可以產(chǎn)生表面活性劑物質(zhì)，通過(guò)產(chǎn)生表面活性劑的方式來(lái)促進(jìn)對(duì)水中油類(lèi)物質(zhì)的攝?。?5mT磁場(chǎng)強(qiáng)度下，細(xì)胞的疏水性得到加強(qiáng)，較未處理提升了6.7%，更易于接觸油類(lèi)物質(zhì)；磁場(chǎng)作用下，排油圈直徑最大值為3.56cm，表面張力

6、達(dá)最低值為35.8mN/m，說(shuō)明菌株在培養(yǎng)液中生長(zhǎng)產(chǎn)生的表面活性劑具有較高的活性；并通過(guò)TLC分析B11菌株可產(chǎn)生和利用主要成分為糖脂類(lèi)物質(zhì)的生物表面活性劑來(lái)幫助攝取烴類(lèi)物質(zhì)，表面活性劑臨界膠束濃度為57.79mg/L；每100mL菌液產(chǎn)生的表面活性劑0.114g，相比與未經(jīng)磁場(chǎng)處理組提升17.57%，但磁場(chǎng)對(duì)表面活性劑本身的性質(zhì)沒(méi)有產(chǎn)生影響。說(shuō)明磁場(chǎng)是通過(guò)改變菌株的疏水性和增強(qiáng)表面活性劑的產(chǎn)量來(lái)強(qiáng)化菌株對(duì)烴類(lèi)的攝取作用。⑷研究了磁場(chǎng)對(duì)