極端嗜鹽古生菌嗜鹽特性研究及應(yīng)用.pdf

1、高鹽度有機(jī)廢水不僅含有高濃度的鹽份,多種難降解有毒有機(jī)物,并且存在鹽度波動(dòng),這對(duì)生物處理系統(tǒng)中微生物的生存造成了極大的影響,微生物的“不穩(wěn)定性”是造成實(shí)際許多工業(yè)高鹽廢水處理難以穩(wěn)定運(yùn)行、長(zhǎng)期運(yùn)行效率低下的根本原因。本課題要研究的是通過投加嗜鹽菌群改善活性污泥的耐鹽度,在高鹽度的環(huán)境中直接降解有機(jī)物,這對(duì)解決高鹽廢水實(shí)際工程運(yùn)行效率和設(shè)計(jì)優(yōu)化有實(shí)際的意義。要達(dá)到課題目標(biāo)就需要對(duì)高鹽廢水波動(dòng)水質(zhì)對(duì)嗜鹽工程菌群的嗜鹽機(jī)制、污染物降解機(jī)制和菌

2、群結(jié)構(gòu)應(yīng)急調(diào)節(jié)三方面的作用機(jī)制與控制過程進(jìn)行系列研究。
　　本文以耐鹽菌群中的極端嗜鹽古生菌為研究目標(biāo),對(duì)其中的兩株菌--塘沽鹽桿菌和喜糖鹽紅菌進(jìn)行了初步的研究。研究方法圍繞基金的研究方法展開,從嗜鹽微生物的生理生化特性、嗜鹽特性和污染物降解特性對(duì)兩株菌進(jìn)行了初步研究,這些研究為高鹽廢水嗜鹽過渡區(qū)生化處理作用機(jī)制、高鹽廢水生化處理工藝設(shè)計(jì)與穩(wěn)定運(yùn)行及優(yōu)化提供數(shù)據(jù)支撐。本文主要結(jié)論如下:
　　(1)塘沽鹽桿菌和喜糖鹽紅菌是革蘭

3、氏陰性菌,有球狀、桿狀兩種形態(tài),二分裂生長(zhǎng),菌落圓形、橙紅色。與鹽單胞菌相比生長(zhǎng)較慢,適宜條件下,在第54 h達(dá)到生長(zhǎng)對(duì)數(shù)期末期,兩株菌的生長(zhǎng)代時(shí)分別為10.63 h和12.46 h。
　　(2)根據(jù)不同鹽度下的生長(zhǎng)量OD600、比生長(zhǎng)速率μ值及菌懸液表征圖片得到兩株菌的嗜鹽過渡區(qū)的初步劃分:
　　A.塘沽鹽桿菌的嗜鹽過渡區(qū)劃分:①最適鹽度區(qū)(鹽度17％~23%,μx>0.85μ);②嗜鹽過渡區(qū)(鹽度15%~17%和23%~

4、27%,0.5μ<μx<0.85μ);③生長(zhǎng)抑制區(qū)(鹽度≤15%或≥27%,μx<0.5μ);
　　B.喜糖鹽紅菌的嗜鹽過渡區(qū)劃分:①最適鹽度區(qū)(鹽度15%~19%,μx>0.8μ);②嗜鹽過渡區(qū)(鹽度13%~15%和19%~23%,0.5μ<μx<0.8μ);③生長(zhǎng)抑制區(qū)(鹽度≤13%或≥23%,μx<0.5μ);
　　(3)研究了陰離子、鹽度沖擊、pH、溫度等單因素的改變對(duì)極端嗜鹽古生菌的影響并發(fā)現(xiàn):兩株極端嗜鹽古生菌在

5、實(shí)驗(yàn)中對(duì)Cl-表現(xiàn)了較強(qiáng)的依賴性,并需要高濃度Na+維持完整的細(xì)胞形態(tài),塘沽鹽桿在 Na2SO4培養(yǎng)基中生長(zhǎng)被限制;當(dāng)塘沽鹽桿菌在小于15%NaCl溶液中,喜糖鹽紅菌在小于13%NaCl溶液中時(shí),桿狀菌體受到不利刺激變?yōu)榍驙?甚至有部分發(fā)生溶胞現(xiàn)象,每個(gè)菌株對(duì)鹽度沖擊的耐受度是不同的,這與每株菌的嗜鹽過渡區(qū)有關(guān);菌體對(duì)酸環(huán)境比較敏感,最適的pH分別為6.8~9.0和7.2~9.0;菌體最適的生長(zhǎng)溫度為30℃-45℃。
　　(4)初

6、步研究了兩株極端嗜鹽古生菌對(duì)典型的無毒有機(jī)化合物葡萄糖和有毒有機(jī)化合物苯酚的降解特性,得到以下結(jié)論:
　?、?塘沽鹽桿菌能分解少量葡萄糖,但葡萄糖分解后產(chǎn)酸,對(duì)塘沽鹽桿菌的生長(zhǎng)產(chǎn)生了抑制作用。對(duì)于投加初始有效濃度分別為0.868g/L和1.765g/L的葡萄糖,48h后降解效率分別為15.93%和16.31%。
　?、?苯酚濃度小于200mg/L時(shí),對(duì)于塘沽鹽桿菌的生長(zhǎng)有一定的促進(jìn)作用,而高濃度苯酚會(huì)抑制塘沽鹽桿菌的生長(zhǎng)。塘

7、沽鹽桿菌對(duì)苯酚的降解效率隨苯酚濃度的增加而降低,含苯酚濃度分別為50、100、200mg/L的培養(yǎng)基在降解120h后的降解效率分別為:41.86%、37.61%、20.60%。鹽度變化影響了塘沽鹽桿菌的生長(zhǎng)量,也對(duì)苯酚的降解效果造成了影響。
　?、?喜糖鹽紅菌對(duì)葡萄糖有很好的降解效果,葡萄糖能促進(jìn)喜糖鹽紅菌的生長(zhǎng)。在本實(shí)驗(yàn)中兩者呈正相關(guān)的關(guān)系,在投加葡萄糖量為1.5g/L(實(shí)測(cè)量為1.233g/L)時(shí),生長(zhǎng)量OD600達(dá)到最大2.

8、407,降解效率達(dá)到93.46%。當(dāng)葡萄糖濃度大于3.0g/L時(shí),不利于菌體的生長(zhǎng)。在對(duì)培養(yǎng)基的pH進(jìn)行調(diào)節(jié)后,有效緩解葡萄糖分解的產(chǎn)酸的不利影響,提高了整組菌體的生長(zhǎng)量,投加葡萄糖濃度為1.5g/L時(shí)菌體生長(zhǎng)量OD600為3.194,提高了54%,同時(shí)對(duì)各梯度葡萄糖的降解效率都有大幅提高。
　?、?通過 SEM觀察,高濃度苯酚可能對(duì)喜糖鹽紅菌的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成比較直接的損害,當(dāng)培養(yǎng)基苯酚濃度為100mg/L時(shí),菌體的生長(zhǎng)量減半。72