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高盐度有机废水不仅含有高浓度的盐份,多种难降解有毒有机物,并且存在盐度波动,这对生物处理系统中微生物的生存造成了极大的影响,微生物的“不稳定性”是造成实际许多工业高盐废水处理难以稳定运行、长期运行效率低下的根本原因。本课题要研究的是通过投加嗜盐菌群改善活性污泥的耐盐度,在高盐度的环境中直接降解有机物,这对解决高盐废水实际工程运行效率和设计优化有实际的意义。要达到课题目标就需要对高盐废水波动水质对嗜盐工程菌群的嗜盐机制、污染物降解机制和菌群结构应急调节三方面的作用机制与控制过程进行系列研究。 本文以耐盐菌群中的极端嗜盐古生菌为研究目标,对其中的两株菌--塘沽盐杆菌和喜糖盐红菌进行了初步的研究。研究方法围绕基金的研究方法展开,从嗜盐微生物的生理生化特性、嗜盐特性和污染物降解特性对两株菌进行了初步研究,这些研究为高盐废水嗜盐过渡区生化处理作用机制、高盐废水生化处理工艺设计与稳定运行及优化提供数据支撑。本文主要结论如下: (1)塘沽盐杆菌和喜糖盐红菌是革兰氏阴性菌,有球状、杆状两种形态,二分裂生长,菌落圆形、橙红色。与盐单胞菌相比生长较慢,适宜条件下,在第54 h达到生长对数期末期,两株菌的生长代时分别为10.63 h和12.46 h。 (2)根据不同盐度下的生长量OD600、比生长速率μ值及菌悬液表征图片得到两株菌的嗜盐过渡区的初步划分: A.塘沽盐杆菌的嗜盐过渡区划分:①最适盐度区(盐度17％~23%,μx>0.85μ);②嗜盐过渡区(盐度15%~17%和23%~27%,0.5μ<μx<0.85μ);③生长抑制区(盐度≤15%或≥27%,μx<0.5μ); B.喜糖盐红菌的嗜盐过渡区划分:①最适盐度区(盐度15%~19%,μx>0.8μ);②嗜盐过渡区(盐度13%~15%和19%~23%,0.5μ<μx<0.8μ);③生长抑制区(盐度≤13%或≥23%,μx<0.5μ); (3)研究了阴离子、盐度冲击、pH、温度等单因素的改变对极端嗜盐古生菌的影响并发现:两株极端嗜盐古生菌在实验中对Cl-表现了较强的依赖性,并需要高浓度Na+维持完整的细胞形态,塘沽盐杆在 Na2SO4培养基中生长被限制;当塘沽盐杆菌在小于15%NaCl溶液中,喜糖盐红菌在小于13%NaCl溶液中时,杆状菌体受到不利刺激变为球状,甚至有部分发生溶胞现象,每个菌株对盐度冲击的耐受度是不同的,这与每株菌的嗜盐过渡区有关;菌体对酸环境比较敏感,最适的pH分别为6.8~9.0和7.2~9.0;菌体最适的生长温度为30℃-45℃。 (4)初步研究了两株极端嗜盐古生菌对典型的无毒有机化合物葡萄糖和有毒有机化合物苯酚的降解特性,得到以下结论: ①.塘沽盐杆菌能分解少量葡萄糖,但葡萄糖分解后产酸,对塘沽盐杆菌的生长产生了抑制作用。对于投加初始有效浓度分别为0.868g/L和1.765g/L的葡萄糖,48h后降解效率分别为15.93%和16.31%。 ②.苯酚浓度小于200mg/L时,对于塘沽盐杆菌的生长有一定的促进作用,而高浓度苯酚会抑制塘沽盐杆菌的生长。塘沽盐杆菌对苯酚的降解效率随苯酚浓度的增加而降低,含苯酚浓度分别为50、100、200mg/L的培养基在降解120h后的降解效率分别为:41.86%、37.61%、20.60%。盐度变化影响了塘沽盐杆菌的生长量,也对苯酚的降解效果造成了影响。 ③.喜糖盐红菌对葡萄糖有很好的降解效果,葡萄糖能促进喜糖盐红菌的生长。在本实验中两者呈正相关的关系,在投加葡萄糖量为1.5g/L(实测量为1.233g/L)时,生长量OD600达到最大2.407,降解效率达到93.46%。当葡萄糖浓度大于3.0g/L时,不利于菌体的生长。在对培养基的pH进行调节后,有效缓解葡萄糖分解的产酸的不利影响,提高了整组菌体的生长量,投加葡萄糖浓度为1.5g/L时菌体生长量OD600为3.194,提高了54%,同时对各梯度葡萄糖的降解效率都有大幅提高。 ④.通过 SEM观察,高浓度苯酚可能对喜糖盐红菌的内部结构形成比较直接的损害,当培养基苯酚浓度为100mg/L时,菌体的生长量减半。72h含苯酚浓度分别为50、100、200mg/L的培养基降解效率分别为:34.24%、20%、13.20%。盐度影响了喜糖盐红菌的生长量,也对苯酚的降解效果造成了影响。