極端嗜鹽古生菌嗜鹽特性研究及應(yīng)用.pdf

1、高鹽度有機廢水不僅含有高濃度的鹽份,多種難降解有毒有機物,并且存在鹽度波動,這對生物處理系統(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”是造成實際許多工業(yè)高鹽廢水處理難以穩(wěn)定運行、長期運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)境中直接降解有機物,這對解決高鹽廢水實際工程運行效率和設(shè)計優(yōu)化有實際的意義。要達到課題目標就需要對高鹽廢水波動水質(zhì)對嗜鹽工程菌群的嗜鹽機制、污染物降解機制和菌

2、群結(jié)構(gòu)應(yīng)急調(diào)節(jié)三方面的作用機制與控制過程進行系列研究。
　　本文以耐鹽菌群中的極端嗜鹽古生菌為研究目標,對其中的兩株菌--塘沽鹽桿菌和喜糖鹽紅菌進行了初步的研究。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兩株菌進行了初步研究,這些研究為高鹽廢水嗜鹽過渡區(qū)生化處理作用機制、高鹽廢水生化處理工藝設(shè)計與穩(wěn)定運行及優(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,菌落圓形、橙紅色。與鹽單胞菌相比生長較慢,適宜條件下,在第54 h達到生長對數(shù)期末期,兩株菌的生長代時分別為10.63 h和12.46 h。
　　(2)根據(jù)不同鹽度下的生長量OD600、比生長速率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、實驗中對Cl-表現(xiàn)了較強的依賴性,并需要高濃度Na+維持完整的細胞形態(tài),塘沽鹽桿在 Na2SO4培養(yǎng)基中生長被限制;當塘沽鹽桿菌在小于15%NaCl溶液中,喜糖鹽紅菌在小于13%NaCl溶液中時,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,每個菌株對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;菌體最適的生長溫度為30℃-45℃。
　　(4)初

6、步研究了兩株極端嗜鹽古生菌對典型的無毒有機化合物葡萄糖和有毒有機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,對塘沽鹽桿菌的生長產(chǎn)生了抑制作用。對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,對于塘沽鹽桿菌的生長有一定的促進作用,而高濃度苯酚會抑制塘沽鹽桿菌的生長。塘

7、沽鹽桿菌對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量,也對苯酚的降解效果造成了影響。
　　③.喜糖鹽紅菌對葡萄糖有很好的降解效果,葡萄糖能促進喜糖鹽紅菌的生長。在本實驗中兩者呈正相關(guān)的關(guān)系,在投加葡萄糖量為1.5g/L(實測量為1.233g/L)時,生長量OD600達到最大2.

8、407,降解效率達到93.46%。當葡萄糖濃度大于3.0g/L時,不利于菌體的生長。在對培養(yǎng)基的pH進行調(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量,投加葡萄糖濃度為1.5g/L時菌體生長量OD600為3.194,提高了54%,同時對各梯度葡萄糖的降解效率都有大幅提高。
　?、?通過 SEM觀察,高濃度苯酚可能對喜糖鹽紅菌的內(nèi)部結(jié)構(gòu)形成比較直接的損害,當培養(yǎng)基苯酚濃度為100mg/L時,菌體的生長量減半。72