本文从焦化厂采集活性污泥,进行了含酚废水高效降解菌的分离筛选工作,并对苯酚降解菌株特性进行了研究,为进一步实现含酚废水的生化法无害化处理提供菌种资源。


1材料与方法


1.1活性污泥


活性污泥取自江苏某焦化厂废水处理系统曝气池。


1.2主要培养基


1.2.1苯酚选择培养基


苯酚母液经过滤灭菌后,按需用量加入到灭菌好的无机盐培养基中,配制所需浓度的苯酚选择培养基。加入琼脂即为固体选择培养基。


1.2.2降解培养基


与苯酚选择培养基成分相同,苯酚浓度为500mg/L。


1.3菌株的分离纯化


取样活性污泥1g接种到含苯酚200mg/L的液体选择培养基中,在30℃恒温振荡摇床上120r/min驯化培养5d后,依次转接入含酚500mg/L、1000mg/L、1500mg/L的液体选择培养基中,各驯化培养5d。液体选择培养基驯化结束后,在固体选择培养基平板上进行划线分离,得到单菌落。挑取不同的单菌落,在固体选择培养基中经过多次转接培养,依据其生长情况进行筛选,保留生长速度快,菌落直径大的菌株作为实验菌株。对实验菌株进行反复划线分离,得到纯化菌株。


1.4菌种的复筛


将纯化后的实验菌株接种到液体降解培养基中,在120r/min、30℃下恒温培养,通过定期测定残留苯酚浓度,比较实验菌株的降解性能,选取生长状况好、苯酚降解性能好的菌株作为目的菌株。


2结果与分析


2.1菌种分离结果


本实验采用从焦化厂的曝气池活性污泥中驯化、分离获得的3株优势菌株,分别命名为XL1、XL2、XL3,特征见表1。


2.2菌种复筛结果


对初步筛选出来的3株细菌进行了初步的降解试验研究,其在降解培养基中的生长情况,及苯酚去除情况结果图1,2所示。

图1菌株在降解培养基中的生长情况

图2菌株对培养基中苯酚的去除情况


图1是3株菌在降解培养基中生长过程中菌体数量的变化曲线。从曲线中可以看出菌株XL1生长状况最好,也就是说XL1菌株更适应在含苯酚的环境中生长繁殖。


图2表示的是3株菌对苯酚去除能力。从曲线中可以看出,3个菌株对苯酚均有降解利用的能力,但它们之间存在着一定的差异,经过90h的培养,菌株XL1苯酚去除率为91.7%,相比较而言菌株XL2和XL3对苯酚的降解效果较差。通过复筛,最终选取了在含酚培养基中长势最好、苯酚去除率最高的菌株XL1作为目的菌株,并对其生理生化特性进行进一步研究。

表1菌株特征


2.3菌株XL1生理生化特性


2.3.1菌株XL1的生长曲线


图3是XL1菌在LB培养基中的生长曲线。从曲线中可以明显看出菌株生长的四个阶段[1],约前4h为延迟期;4~20h为对数生长期;约20h后,菌数增长缓慢,基本维持在一定水平,进入稳定期(静止期);稳定期持续若干时间以后,菌体数量开始下降,进入衰亡期。

图3菌株XL1的生长曲线


2.3.2菌株XL1最适生长pH


LB培养基调整为不同的初始pH值,菌株XL1在其中培养28h后,分别测定菌体数量。测定结果见图4。


由图4可以看出,菌XL1在pH5~9的范围内均可以生长。pH值为中性微酸时,菌体浓度较高,即菌的生长繁殖清况良好,其中pH值为7.0时,菌体浓度最高,因此,7.0是菌XL1的最适生长pH值。在中性微酸的范围之外,随着pH值的增大或减小,菌体浓度均有所降低,说明碱性或酸性环境对菌的生长是不适宜的。由此得出结论,菌株XL1适宜在中性微酸环境中生长繁殖,并且pH值7.0是最适生长pH值。

图4 pH对菌株XL1生长的影响


2.3.3菌株XL1最适生长温度


不同的培养温度下,菌株XL1在pH为7.0的LB培养基中培养28h后菌体浓度的测定结果见图5。


由图5中可以看出,菌株XL1在培养温度25~30℃范围内均生长良好,其中,30℃时培养液中菌的数量达到最高,说明30℃是菌株XL1的最适生长温度。


2.3.4其他主要生理生化特性


接触酶实验、甲基红实验、菌株需氧性实验等的结果如表2所示。

图5培养温度对菌株XL1生长的影响

表2菌株主要生理生化特性


3结论


本文从焦化厂曝气池活性污泥中筛选得到3株细菌,分别命名为XL1、XL2和XL3。这三个菌株在含有苯酚的培养基中都可以良好生长,且均有一定的苯酚降解能力。其中菌株XL1对苯酚降解能力最强,经过90h的培养,苯酚去除率为91.7%。菌株XL1是一种好氧型的革兰氏阴性杆菌,在LB培养基中,菌株XL1适宜的生长温度范围为25~30℃,适宜初始pH值为中性微酸。


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