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高含难降解化工废水的大量排放给环境造成了巨大的压力,而目前为止,针对高含盐难降解化工废水生物处理系统好氧污泥培养驯化的研究在国内外鲜有报道,未能引起重视。本文对高盐难降解化工废水混合菌群培养驯化方法进行研究,寻求快速高效的菌种培养驯化方法,为实际工程应用奠定基础。
从山东华泰化工集团化工废水处理单元生物膜中筛选出耐高盐且降解难降解物质的混合菌群,通过单因素试验和正交试验得出混合菌群的最适培养基为:葡萄糖1g/L,尿素0.086g/L,K2HPO40.029g/L(最佳C:N:P=100:10:1.7),NaCl50g/L,MgSO41g/L,FeCl30.01g/L。最适培养条件为:培养液初始pH值8,摇床转速140r/min,培养温度30℃,接种量7%,培养时间30h。
分别以难降解物质和盐分作为选择压力对混合菌群的驯化方法进行了研究,结果表明,以难降解物质为选择压力时,如果以CODCr去除率最高为目标,应选择异步培养驯化法,其CODCr去除率为72.0%,远远高于同步培养驯化法中各方案;如果以驯化药剂成本最低为目标,应选择同步培养驯化法中的CODCr负荷提升法,药剂成本为5.78元/m3水;如果以驯化时间最短为目标,应选择同步培养驯化法中高CODCr负荷法,其驯化时间最短,为15天。以盐分为选择压力,NaCl浓度从50g/L逐渐提高到60g/L,经过20天的驯化,CODCr去除率达到59.3%,与驯化前相比略有提高。
对比不同难降解物质驯化方案驯化后混合菌群的脱氢酶活性发现,CODCr去除率高的方案,混合菌群的脱氢酶活性也高。经过耐盐驯化,混合菌群的脱氢酶活性大幅度提高,混合菌群的迟缓期变长,对数生长期增长速率变慢,稳定期历时变长。同时扫描电镜观察耐盐驯化前后细菌形态的结果表明,驯化前,混合菌群主要由短杆菌、球状菌组成,细胞大小均一,表面光滑;驯化后混合菌群主要由长杆菌组成,细胞表面粗糙,并且出现大量分泌物,其主要成分为多糖和蛋白质,分泌物为混合菌群适应高盐环境的结果。
本论文的研究成果为此类化工废水微生物处理实际工程中培养驯化方法的选择与优化奠定了基础。