高效菌的筛选及其在造纸废水中应用的研究

杨秀丽 刘顺明

（山东轻工业学院制浆造纸省级重点实验室，山东 济南，250353）

高效菌的筛选及其在造纸废水中应用的研究

杨秀丽 刘顺明

（山东轻工业学院制浆造纸省级重点实验室，山东 济南，250353）

为提高造纸废水生化处理效果，进行了降解造纸废水菌种的筛选，并将其应用在实际废水中进行效果的验证。从曝气生物滤池中初步筛选出24株废水降解菌株，将其处理造纸废水通过测定CODcr的变化复筛出了2株高效菌株D1，E2。处理造纸废水的结果是真菌菌株D1和细菌菌株E2对CODcr的去除率分别为78.4%和59.1%，表明处理造纸废水时真菌的效果更好。

曝气生物滤池 CODcr 筛选 高效菌株

引言

造纸废水是一种高浓度难降解的有机废水，排放量大，污染负荷高，成分复杂，毒性大，可生化性差(BOD与COD负荷比约为0.15～0.25)等特点，致使处理难度大[1]。

在曝气生物滤池中存在着许多大小不同的微生物群落，主要由细菌组成，其数量约占污泥中微生物总量的90%左右，另外还有酵母、丝状真菌、放线菌及微型藻类。在这些微生物群落中存在着多种优势菌落，能降解和转化污染物质，降低废水的毒性和提高废水的可生化性[2，3]。由于制浆废液所含的污染物质十分复杂，难以期望采用某种生物处理就能把所有的污染物质去除，因此就需要将滤池中的这些优势菌种筛选出来，研究其处理废水的机理，使其更进一步地发挥降解和转化污染物质的功能[4]。本实验对曝气生物滤池中分离出的菌株通过处理造纸废水进一步优化出高效菌株，为处理造纸废水提供参考。

1 实验原料与方法

1.1 实验用水

实验用水为某造纸厂废水经过IC反应器处理后的水，其水质状况如表1。

表1 BAF进水水质

1.2 降解菌筛选培养基

肉汤蛋白胨培养基[5，6]：牛肉膏 4g，蛋白胨 10g，NaCl 5g，琼脂15g，用蒸馏水定容至1000mL。

马铃薯培养基：马铃薯200g去皮，切块煮沸20min，纱布过滤，取滤液加入葡萄糖20g和琼脂20g，溶化后用蒸馏水定容至1000mL。

1.3 实验方法

1.3.1 造纸废水降解菌的分离、纯化

曝气池废水在固体培养基上，采用稀释平板法将废水中的微生物分离、纯化。根据菌落的培养特征，将真菌和细菌分开并编号。

1.3.2 高效菌株的筛选

真菌培养（马铃薯培养基）

（1）高效真菌的初步筛选

将扩大培养后的真菌菌液离心，称湿重0.20g菌体接种到含200mL废水的三角瓶中，放入30℃，120r·min-1的摇床培养48h后，测CODcr值并按菌株对CODcr降解能力的大小排序。

（2）高效真菌对废水CODcr降解的测定

将筛选出的对废水CODcr降解能力最好的高效真菌菌株接种在12个含200 mL废水的三角瓶中，放入 30℃，120 r·min－1的摇床培养，编号 1～12，每隔4h取一只三角瓶，离心，取上清液，测其CODcr。

细菌培养（牛肉膏蛋白胨培养基）

（1）高效细菌的初步筛选

将扩大培养后的真菌菌液离心，称湿重0.20 g菌体接种到含200 mL废水的三角瓶中，放入37℃，120 r·min－1的摇床培养 24h 后，测 CODcr值并按菌株对CODcr降解能力的大小排序。

（2）高效细菌对废水CODcr降解的测定

将筛选出的对废水CODcr降解能力最好的高效细菌菌株接种在12个含200 mL废水的三角瓶中， 放入 37℃，120 r·min－1的摇床培养， 编号 13～24，每隔4h取一只三角瓶，离心，取上清液，测其CODcr。

2 实验结果与讨论

2.1 真菌和细菌平板分离结果

在培养箱里培养48 h后，根据真菌和细菌的培养条件和生长特征（包括菌落的颜色、形状、气味、表面是否有突起等）得到表2、3的真菌和细菌菌落。

表2 真菌（马铃薯培养基）培养基得到的菌落特征

表3 细菌（蛋白胨培养基）培养基得到的菌落特征

2.2 高效菌的初步筛选结果

（1）真菌菌株的筛选

将 A1、B1、C1、D1、E1、F1，6 种 菌 株 在 初 始CODcr值相同的废水中摇床培养48h后，测得废水CODcr值如表4。

表4 真菌处理废水的COD值

由表中数据可以看出菌株降解废水的能力为D1＞E1＞B1＞F1＞A1＞C1，D1 对废水的降解能力是最强的，从开始的 587 mg·L－1到 158 mg·L－1，去除率达到73.1%。

（2）细菌菌株的筛选

测定 A2、B2、C2、D2、E2、F2，处理废水 24h 后的废水CODcr值的变化如表5，从实验数据可以看出6株细菌降解能力的大小依次为 E2＞C2＞A2＞D2＞B2＞F2，E2对废水的降解能力最强，对CODcr的去除率达到57.9%。

表5 细菌处理废水的COD值

2.3 筛选出的高效真菌对CODcr、pH值的影响

对真菌菌株 D1在 CODcr为 587mg·L-1的 IC厌氧出水废水中CODcr值和pH的变化，测得的值如图1所示，菌株D1随着处理时间的增加CODcr值和pH值均呈现下降趋势，在36h时对IC厌氧出水达到了最佳的去除效果，CODcr去除率78.4%，pH为3.9。

图1 菌株D1随时间对CODcr、pH值的影响

2.4 筛选出的高效细菌对CODcr、pH值的影响

细菌菌株E2在初始CODcr值为587mg·L-1的IC厌氧出水水中处理污染物，CODcr和pH变化如图2，E2随时间的延长使CODcr和pH值呈现下降趋势，在处理时间为20h时有最好的降解效果，CODcr去除率为59.1%，pH为4.0，此后CODcr和pH值基本保持不变。

图2 菌株E2随时间对CODcr降解

3 结论

A.在造纸厂的曝气生物滤池中筛选出的菌株中根据真菌和细菌的培养条件和特征最终鉴定出6株真菌和6株细菌，应用其处理造纸废水均有一定的效果。

B.在对筛选出的菌株进行废水的降解实验后，确定出真菌D1和细菌E2对废水的降解能力最好，在处理同一种废水时，真菌菌株D1和细菌菌株E2对CODcr的去除率分别为78.4%和59.1%，显然相对于细菌，在造纸废水生化处理中，真菌具有更好的优势。

C.为保证结论的准确性还需要对菌株D1、E2进行一系列的生理生化特性研究的鉴定实验。

[1]李发站，吕锡武，叶友胜等.难降解废水的可生化性探讨[J].工业水处理，2005，25（5）：65-67

[2]杨学富.制浆造纸工业废水处理[M].北京：化学工业出版社，2001.

[3]纪轩.废水处理技术问答[M].中国石化出版社，2009：134-136

[4]孙先锋，张志杰，崔红军.造纸黑液木质素降解微生物的分离和降解特性研究.环境工程，2002，20（3）：78

[5]周群英，高廷耀.环境工程微生物学[M].北京：高等教育出版社，2005：299-307

[6]钱存柔，黄仪秀.微生物学实验教程[M].北京：北京大学出版社，1999：58

2010－10－10

杨秀丽（1984-），女，山东轻工业学院在读研究生研究方向:制浆造纸绿色化学与技术

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电话：13455143828

通讯地址：山东济南西部长清大学城，山东轻工业学院制浆造纸08级研究生

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