生物改良组合菌丝体颗粒对苯胺的治疗.doc

电气石通过SBR工艺对用于苯胺降解的菌丝球进行生物改良摘要作为生物物质载体，黑曲霉Y3菌丝球曾被用来固定不动细菌属醋酸钙JH- 9苯胺降解菌，以及COD快速降解菌的混合培养。电气石被添加到该系统中，为了提高苯胺降解性能，使用的是结合菌丝球。为了研究促进机理，我们做了烧瓶实验。结果表明，启动时间从7个周期缩短到1个周期。添加电气石的系统，废水中的苯胺和COD浓度要低得多。这表明电气石可以提高固定在菌丝球上的苯胺降解菌的数量和活性。因此电气石可以提高菌丝球作为生物载体的性能。关键词 电气石 菌丝球 黑曲霉Y3 序批式反应器（SBR）引言电气石作为复杂硼硅酸盐矿物的附属物在自然中无处不在。它可以被用作自发电极或良好的吸附材料。同时电气石发射远红外线，释放负离子和大表面积等性能可减少水分子簇的数目。正如先前所述，低浓度的电气石可以大大促进微生物的生长，如亚硝酸菌，硝化细菌，好氧反硝化细菌。加入电气石的好氧反硝化细菌纯培养体系培养16小时后，反硝化细菌的数量比无电气石的体系大大增加。在液体深层发酵期间，丝状菌可以形成一种被称为菌丝球的微生物颗粒。它已被用于吸收颜色和重金属，并在工业发酵中用于产生葡糖淀粉酶和L-乳酸。此外，该颗粒有良好的生物相容性和较快的沉降速度。在烧瓶实验中，它可以稳定生存两个多月。因此，用菌丝球作生物载体固定在功能细菌上就可以实现生物强化。黑曲霉Y3菌丝球作为生物载体用于SBR工艺苯胺处理，其去除效率高达0.9mg苯胺/ (L d )，优于传统的活性污泥法。本研究的目的是通过添加电气石使用组合菌丝球提高苯胺的去除效率。同时，详细研究了电气石的影响效果，并提出了电气石对菌丝球的促进机理。2 方法2.1 菌株把已经分离的黑曲霉Y3在淹没振荡条件下絮凝成菌丝球。不动杆菌乙酸钙JH-9、一株苯胺降解细菌和从混合培养体系分离出的，并在吉林化工污水处理厂二次沉淀污泥中经增殖丰富的COD快速降解菌。2.2 材料试验中使用的电气石是从物华天宝公司购买的，其主要组分包括：SiO2，Al2O3和B2O3，也包含 CaO，MgO，MnO，Fe2O3，FeO，Na2O，Ti2O， K2O等。2.3 试验操作正如前所述，将孢子悬浮液，乙酸钙JH-9和混合培养COD快速降解菌培养成组合菌丝球团。为了研究电气石对组合菌丝球的影响，在两个实验等级SBR工艺下执行该实验。组合后的菌丝球的喂养情况，以及SBR操作正如Zhang等人的报告那样。而污染物的去除效率，表示如下：2.4 电气石对组合菌丝球的影响苯胺降解菌，JH- 9菌株固定在菌丝球上。然后，在烧瓶实验中，通过分别监测苯胺的去除效率研究电气石对菌丝球，JH-9菌株以及组合菌丝球的影响效果。2.5 分析方法根据中国国家环保总局出版的水和废水监测分析方法测定水质指标。图1 SBR工艺中以菌丝球为载体苯胺降解菌和COD快速降解菌的苯胺去除效率。（A）SBR中不加入电气石（B）SBR中加入电气石。图2 SBR工艺中以菌丝球为载体苯胺降解菌和COD快速降解菌的COD去除效率。（A）SBR中不加入电气石（B）SBR中加入电气石。3 结果与讨论3.1 试验结果比较两个反应最初都接种了组合菌丝球，但是，其中一个用100mg的电气石进行了处理。没有加电气石的反应，反应完成启动阶段需7个运行周期。加入电气石的反应苯胺去除效率达到100%，COD的去除率保持约80%（图1A和图2A）。由于电气石的加入，反应的启动时间减少到1个周期。此外，苯胺和COD的去除率均稍微高于无电气石的反应（图1B和图2B）。同时，加电气石的反应，反应器中的氨浓度超过另一个反应器中的（图S1A和S1B）。这表明：在添加电气石的系统中，苯胺生物降解产生了更多的NH4+，并且已经释放到水中，因此，电气石能提高苯胺降解细菌的代谢活性。4 结论通过加入电气石可以提高固定在菌丝球上的苯胺降解细菌的数量和活性。这就是电气石通过组合菌丝球，能够缩短启动时间和提高苯胺的去除效率的主要原因。因此，用组合菌丝球作载体的应用领域，可以使用电气石提高苯胺的去除效率。致谢该工作得到了中国国家自然科学基金（第50821002号），第46届中国博士后基金（20090460901）和城市水资源和环