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      高效優勢菌在工業廢水處理中的應用

      高效優勢菌在工業廢水處理中的應用


      近年來,隨著科學技術和工業生產的飛速發展,工業廢水中的有機物種類和數量激增,其中大多屬于難生物降解物質,對環境造成了嚴重污染,并且使傳統的生物處理技術也受到挑戰。而高效優勢菌處理難降解廢水具有成本低、效率高、易操作、無二次污染等優點。
      1高效優勢菌
      高效優勢菌是對某種特定的污染物或者特定的某種廢水具有較高的去除降解效果的細菌、真菌、酵母菌、藻類等微生物。這些具有某種特定降解能力的微生物可以經過長期馴化從特定的環境里分離純化或通過基因手段改造微生物以使之具有特定的降解能力[1]。
      1.1高效優勢菌的來源高效優勢菌一般通過富集、馴化、培養從被污染的水、土壤或馴化好的污泥中分離得到。這些菌種在特定的污染環境中能夠存
      活,它們即使不能利用污水中的污染成分做養分來源,對環境也有一定的耐受能力[2]。
      陳華等人在利用高效優勢菌處理樟腦廢水的過程中,所利用的高效優勢菌是從樟腦廢水排放口取出好氧活性污泥,通過富集、馴化和分離純化而得到[3]。
      有人采集被采油廢水長期污染的土壤、底泥和深井油泥,以無菌水做成稀釋懸液,經過富集分離、純化獲得高溫優勢菌并用生物膜法處理采油廢水使其達標排放[4]。也有資料表明,高效優勢菌可從自然界中篩選出或經基因重組產生[5]??到ㄐ鄣热藦哪称【萍瘓F污水處理站取出活性污泥。經篩選和培養后用于高校校區生活污水的處理[6]。
      1.2高效優勢菌的生物強化生物強化技術起源于20世紀70年代中期。生物強化技術是為了提高系統對污染物的處理能力。投加從自然界篩選出的優勢菌或通過基因組合技術產生的高效菌種.以提高系統內生物處理效率的方法。該技術的主要原理如下:
      由于天然生態系統的微生物對污染物的降解不一定有效.為了提高生物降解反應器中微生物的降解能力。通過投加外源高效微生物來保持并強化反應器中存在微生物的活性,從而提高生物降解效果。生物強化所利用的微生物來源于原有的生物降解體系或經過馴化、富集、篩選、培養獲得[7],甚至是原來降解體系中不存在的外源微生物。
      優勢菌種對污染物的生物強化作用主要表現為,優勢菌種對污染物的直接降解作用和優勢菌種問的共代謝作用以及優勢菌種對生物降解系統中微生物種群和群落的調節作用[8]。
      2高效優勢菌在工業廢水處理中的應用
      高效優勢菌處理廢水是通過富集、培育、篩選、馴化等技術從受污染的環境中分離出各種高效優勢菌,混合培養后再投入受污染環境中,或將已有高效優勢菌通過基因重組等技術制成新型工程菌,并通過分離、篩選得到目標污染物的菌株。培養后投入到受污染環境中,以降解廢水中的污染物。
      近年來,對高效優勢菌及其應用的研究日漸成熟,在這里簡要概述高效優勢菌在石油、造紙、焦化、橡膠、煤氣等工業廢水處理中的應用。
      2.1采油廢水采油廢水是原油開采過程中產生的采出廢水,具有高溫、高鹽、污水生化性差等特點。
      目前,國內外采油廢水達標排放的處理方法大都是常規活性污泥法或其它生物法處理,存在很大的局限性。利用高效優勢菌處理采油廢水是一種值得推廣應用的好方法。
      楊二輝等人篩選出對采油廢水具有獨特降解作用的高溫優勢菌并采用接觸氧化生物膜法對采油廢水處理進行試驗。該菌種對含油廢水中的油、CODcr、硫化物和揮發酚均具有良好的去除作用。在污水中能迅速成為優勢菌群且生長良好.能在超常規生物處理溫度下不經人工降溫直接進行生物處理,使高溫采油污水直接生物處理成為可能[9]。利用環境生物技術,曹明偉也篩選出高溫優勢菌并用生物膜法處理采油廢水使其達標排放[4]。
      2.2造紙廢水制漿造紙行業CEH漂白廢水不僅BOD、COD負荷大、色度高,還含有多種致癌、致突變、致畸性的有機氯化物,對環境和人類具有極大危害。在廢水處理中,生物法的應用最為廣泛。但含氯造紙廢水中的有機氯化物不僅難于生物降解且對微生物具有毒害作用。而藍惠霞[10]等人和喬慶霞[11]等人選育對有機氯化物具有獨特降解能力的優勢菌,避免了生物法處理含氯漂白廢水的缺點.使得含氯漂白廢水中的有機氯化物和CODcr的處理效果良好。
      2.3焦化廢水焦化廢水CODcr和氨氮濃度較高且成分復雜,含有許多難生物降解的有機物,如吲哚、吡啶等,是一種毒性很大的廢水,對環境影響很大。所以,雖然目前國內外焦化廢水處理均采用生物法,但生物降解率不高,處理效果不夠理想。而現在對焦化廢水中CODcr、NH一N、吲哚、吡啶等污染物采用優勢菌進行降解,已取得顯著的成就。
      許萍妹、李文英采用活性污泥作菌種。對活性污泥進行梯度馴化。對優勢菌進行篩選和分離得到5株優勢菌.結果表明.焦化廢水經優勢菌處理48h后,COD的最高降解率為81.1%,氨氮為51.2%[12]。白曉平采用一組優勢菌對焦化廢水中的吲哚、吡啶進行降解條件的實驗研究.其中普通變形桿菌BH降解吡啶的適宜條件是:溫度30~45℃.pH7~8.投加適量Pb2。芽孢桿菌DC45降解吲哚的溫度20~50℃。pH7~8。投加適量Zn2 、Fe2 [13]。
      2.4橡膠廢水橡膠工業是我國主要的化工工業之一,橡膠生產過程中產生大量有機廢水,對環境的污染嚴重。隨著微生物治理廢水的研究受到逐漸重視,為了提高微生物技術處理橡膠廢水的效果,探尋高效優勢菌處理橡膠廢水的研究也已展開。
      陳錦英等人從生產環境中經過篩選分離和模擬現場群體降解試驗獲得可降解促進劑M鹽的高效優勢菌。以混合菌液馴化后進行模擬現場群體降解試驗,COD清除率平均為77.2%[14]。冉巖等人以蠟樣芽孢桿菌作為高效優勢菌的代表株。通過在不同的實驗條件下對廢水處理進行降解功能試驗.結果為,細菌濃度以≥5%轉種量。培養18h,COD清除率最佳:細菌培養過程中供養和增加碳源均有利于COD清除率的提高;隨著細菌處理有機廢水時間的延長。COD清除率升高明顯。作用1天為46.9%。作用10天為80.6%[15]。
      2.5煤氣廢水煤氣廢水中排放的主要污染物包括苯酚、甲酚、間苯二酚及其它酚類化合物。這些化合物屬芳香族化合物,毒性高且難于降解。在各種酚類中,揮發酚的毒性最大,若進人生物體內,會引起蛋白質變性和凝固。
      孫學凱等人以沈陽市鐵西煤氣廠瀑氣池和沉淀池中的活性污泥作為菌源,苯酚和間苯二酚作為底物,篩選出12株脫酚能力較強的菌株。在好氧條件下,細菌將酚分解成二氧化碳和水,從而達到降解酚的目的。單一菌株對苯酚和間苯二酚的最高去除率分別達到83.46%和96.66%:混合菌株具有協同代謝的作用,對酚的作用比單一菌株作用明顯,對苯酚和間苯二酚的最高去除率分別達到87.28%和97.06%[16]。
      3高效優勢菌的應用前景
      隨著世界范圍的環境問題日益嚴重.高效優勢菌在環保領域各個方面的應用將越來越廣泛.在處理污水、凈化空氣、改善土壤、促進有機物分解轉化、消除環境惡臭、資源循環利用等方面都將會得到廣泛應用。


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