處理含酚廢水曝氣生物流化床中絲狀菌種群結(jié)構(gòu)的解析
摘要: 應(yīng)用曝氣生物流化床反應(yīng)器(ABFT) 處理含酚廢水，隨著進(jìn)水ρ( 苯酚) 由100 mg /L提高到400 mg /L，苯酚的去除率穩(wěn)定在100% 左右，且苯酚的去除主要發(fā)生在4 個(gè)反應(yīng)池中的第一池. 利用掃描電鏡( SEM)、熒光原位雜交( FISH) 和變性梯度凝膠電泳(DGGE) 技術(shù)對反應(yīng)器內(nèi)微生物種群進(jìn)行分析. 掃描電鏡結(jié)果表明，隨著反應(yīng)器進(jìn)水ρ( 苯酚) 的提高，填料生物膜微生物逐漸演變?yōu)橐越z狀菌為主. 針對SSU rRNA 的熒光原位雜交結(jié)果表明，反應(yīng)器內(nèi)絲狀微生物主要為真菌. 分別對細(xì)菌和真菌的16S rDNA 和18S rDNA 進(jìn)行PCR － DGGE 分析，結(jié)果表明，反應(yīng)器內(nèi)主要的苯酚降解菌為克氏地霉( Geotrichumklebahnii) ，同時(shí)存在發(fā)硫菌等絲狀細(xì)菌. 聚類及多樣性分析表明，苯酚對微生物種群表現(xiàn)出很強(qiáng)的選擇性.
關(guān)鍵詞: 苯酚; 曝氣生物流化床; 絲狀菌; 克氏地霉
中圖分類號: X703. 1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A 文章編號: 1001 － 6929(2010)08 － 1068 － 08
苯酚及其衍生物是有機(jī)化工的基本原料，也是煉焦、煉油、染化、造紙、醫(yī)藥、化工等工業(yè)廢水的主要污染物. 酚類屬高毒性物質(zhì)，且為細(xì)胞原漿毒物，可對人類健康和水生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重?fù)p害. 美國環(huán)境保護(hù)署《清潔水法》中頒布的129 項(xiàng)環(huán)境優(yōu)先控制污染物中有11 項(xiàng)是酚類化合物. 我國“水中優(yōu)先控制污染物黑名單”列出的68 種有毒化學(xué)污染物中包括苯酚、間甲酚等6 種酚類化合物［1］. 目前研究和應(yīng)用的含酚廢水處理技術(shù)包括蒸餾、液液萃取、吸附、滲透蒸發(fā)、高級氧化和生物處理等. 其中，生物處理技術(shù)由于運(yùn)行費(fèi)用低，廣泛應(yīng)用于低濃度含酚廢水的處理. 由于高濃度酚類物質(zhì)對微生物有毒害作用，即使對具有酚類降解能力的微生物也可產(chǎn)生抑制作用［3-4］，因此傳統(tǒng)活性污泥法等技術(shù)處理高濃度含酚廢水具有處理效果不穩(wěn)定，耐沖擊性能差等問題［5］. 在前期研究中，利用曝氣生物流化床技術(shù)處理高濃度含酚廢水，取得了很好的處理效果，在苯酚容積負(fù)荷為3. 6 kg / (m3·d) ，水力停留時(shí)間為2 h 的條件下，可以穩(wěn)定獲得95% 以上的苯酚去除率.
曝氣生物流化床( Aerated Biological Fluidized Tank，ABFT) 是一種新型的廢水處理技術(shù)，目前已在城市污水和食品、釀造、造紙、紡織、煤炭［6］、電力、醫(yī)藥、化工等［7-8］工業(yè)廢水的二級處理和深度處理中成功應(yīng)用，具有容積負(fù)荷高、占地小、不需反沖洗、不需污泥回流、不產(chǎn)生污泥膨脹、能耗低等優(yōu)點(diǎn)［9］.
在曝氣生物流化床填料表面生長了大量絲狀菌，這種現(xiàn)象在張金利等［10］處理高負(fù)荷含酚廢水的研究中也有報(bào)道，但目前對處理高負(fù)荷含酚廢水系統(tǒng)中絲狀菌種類及特性的研究還很少. 由于污水處理系統(tǒng)中大部分微生物不能被分離培養(yǎng)，因此采用PCR － DGGE 和FISH 等不依賴分離培養(yǎng)的分子生物學(xué)手段對曝氣生物流化床中絲狀菌的種群結(jié)構(gòu)進(jìn)行了解析.
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