微生物菌种的筛选及其对活性黄染料模拟废水的处理

(四川大学建筑与环境学院，四川成都，610065)

染料废水色度、COD和BOD高，组分复杂难处理，难降解物质多，且具有致癌致畸致突变的作用，因此受到的科研工作者的高度重视和广泛研究[1]。随着染料废水处理技术的不断发展，研究者开始采用更多切实可行的处理方法。目前，染料废水处理的方法主要有物理法、化学法和生物法等[2]。生物法是应用最广的处理技术，该法具有运行费用低，安全无二次污染对环境友好等优点，符合可持续性发展的需求[3]。本研究采取驯化法得到有效菌种，并将其运用于活性黄3RS模拟废水去除中。

1 实验部分

1.1 实验仪器与材料

1.1.1 实验仪器

SPX-250B-Z生化培养箱(上海博讯实业有限公司医疗设备厂)；SW-CJ-2FD洁净工作台(苏净集团苏州安泰空气技术有限公司)；HVE-50全自动高压灭菌锅(上海天呈科技有限公司)；TDZ5-WS台式低速离心机(湖南湘仪实验仪器开发有限公司)；UV-1201紫外分光光度计(郑州创宇科技有限公司)；SKY-2102C恒温振荡培养箱(上海苏坤实业有限公司)。

1.1.2 实验材料

活性黄3RS、氯化钠、胰蛋白胨、酵母提取粉、葡萄糖、琼脂粉、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、硫酸铵、尿素、硫酸镁、氯化钙均为分析纯，来自国药集团化学试剂有限公司。活性污泥取自某污水处理厂曝气池。

1.2 实验方法

脱色率:采用分光光度计在染料最大吸收波长(λmax)处测试染液和残液的吸光度并按公式计算：

脱色率=(1-A1/A0)×100%

式中： A0为染液起始吸光度；A1为吸附后的残液吸光度。

2 结果与讨论

2.1 菌种的驯化筛选

采样：将采回实验室的活性污泥取适量与5000 mL烧杯中，加入适量纯水，放入曝气头，充氧曝气，以备使用。

筛选：配制100 mg/L染料培养基500 mL，分五个锥形瓶装，贴上标签，121℃条件下灭菌20 min。灭菌后在无菌台下每个锥形瓶中加入1 mL含活性污泥的污水。放入培养箱中在30℃下培养48 h。

梯度富集：分别配制100 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、500 mg/L活性黄染料培养基各200 mL装于两个锥形瓶中，贴上标签，121℃条件下灭菌20 min。灭菌后在无菌台下每个锥形瓶中加入1 mL含菌种的3号培养基。放入培养箱中在30℃下培养24 h。

经过一系列驯化与菌种梯度富集，最后不同浓度的染液均得到了很好的去除，在去除效果相同的条件下，染料浓度越高，说明其中菌种生命生命力越强，更加适于生存。因此选取500 mg/L染料培养基中菌种进行下一步的分离操作。

2.2 纯种分离

取500 mg/L染料培养基中2号培养基，适量于离心管中，在800 r/min的转速下离心10 min，完成后将分离菌体用无菌水洗涤三次后悬浮于无菌水中(每洗涤一次离心8 min)。

配制500 mg/L活性黄染料固体培养基500 mL，121℃条件下灭菌20 min。灭菌后在无菌台下将染料培养基均匀倒入培养皿中。在培养皿凝固后，使用接种环，运用平板分离划线法接种经过离心洗涤的菌体，进行纯种分离操作，完成后放入培养箱中在30℃下培养24 h。

观察固体培养基生长情况，以进行下一步单菌落的筛选。配制500 mg/L活性黄染料培养基200 mL,分装于10个小试管中，121℃条件下灭菌20 min，在无菌台中操作，从固体培养基中挑选出单菌落，使用接种环将单菌落挑至小试管染料液体培养基中培养。完成后放入培养箱中在30℃下培养24 h。二次挑菌：重复上述挑菌操作，以获得更加纯的菌种。

表1 挑菌去除率

由上述得到纯种目标菌株，用于下一步活性黄3RS模拟染料废水的去除中。

2.2 活性黄3RS模拟染料废水的去除

取相应培养基成分[4]：无机培养基(葡萄糖(8 g/L)、酵母浸粉(3 g/L)、MgSO4·7H2O(0.1g/L)、(NH4)2SO4(0.6 g/L)、NaCl(0.5 g/L)、K2HPO4(1.36 g/L)、CaCl2(0.02g/L))

配制无机培养基各100 mL于锥形瓶中，在灭菌锅中121℃条件下灭菌20 min，在无菌台下分别用移液枪接入2 mL活化菌液，放入摇床中在37℃、120 rpm条件下培养24 h。

表2 模拟去除效果

3 结论

本研究分析了微生物菌种对活性黄模拟染料废水的处理效果，得到以下实验结果。本课题筛选出的菌种适合于降解活性黄3RS染料废水处理；该菌对活性黄3RS染液脱色条件，染液浓度为100 ppm，温度37℃，摇床转速在120 rpm下，脱色24 h后，该染料脱色率可稳定在82%以上。染料的脱色作用与微生物的生长状况密切相关，需要进一步研究相关环境条件的优化。此外，本实验中所用的活性黄3RS染料废水为人工配制，与工业印染废水中的成分可能会有微量差异，如重金属，有机污染物等，为适应工业化染料废水处理工艺，我们需要做进一步的优化研究。