焦化废水降解酚优势菌分离鉴定及其漆酶活性的研究

摘要

对焦化废水中酚的生物降解进行了研究,以培养降解优势菌为主要研究对象,进行分离筛选、分子鉴定,并针对其产漆酶的特性,培养特定的优势细菌,在适宜条件下通过测定产生的漆酶量研究菌株的生长特性,通过生物挂膜进一步研究菌株的降解性能。实验结论如下:
　　 1.以中煤龙华哈尔滨煤化工有限公司废水处理系统中的活性污泥作为菌种主要来源,取活性污泥的菌悬液投入到酚浓度为200mg/L的溶液中,恒温振荡培养,每次提高酚浓度200mg/L,至1000mg/L,将驯化的菌悬液平板涂布获得单个菌落。经过分子鉴定为Stenotrophomonas maltophilia K279。
　　 2.固体培养菌株观察其菌落特征,并取纯培养三天的优势菌于载玻片进行原子力显微镜观察,并用Nanoscope5.30r3sr3软件进行单一菌株的大小测定,观察后结果显示,S.maltophilia K279为长66.591nm、宽59.963nm的无鞭毛、无荚膜短杆菌。在振荡培养测定其24小时生长曲线时,结果显示生长曲线整体呈上升趋势,并且在16小时以后进入一个相当稳定的生长阶段。
　　 3.通过提取此优势菌的漆酶,测定酚浓度、温度和pH值对此优势菌漆酶活性的影响。实验结果表明,温度在35℃～40℃、pH在6.5～7.5的条件下菌株生长状态佳,漆酶活性较高。
　　 4.分别在4h,8h,16h,20h,24h时测定其活性。当反应8h时S.maltophilia K279产漆酶的活性最低,随后随着反应时间的增加漆酶活性逐渐升高,在24小时漆酶的活性达到峰值。
　　 5.取优势菌分别在陶粒、活性炭、聚乙烯多孔填料下进行挂膜培养,挂膜材料经预处理后做电镜扫描拍照,通过挂膜效果观察到:分析其细菌固定数量、分布情况及生长状态几个方面的情况,三种材料上均挂膜成功并且固定了一定数量S.maltophilia K279优势菌。
　　 6.微生物固定化技术维持细菌较高的细胞密度,从而提高其漆酶生产能力,因此将由三种载体填料挂膜处理后的优势菌进行三种不同条件的实验测定。结果显示,聚乙烯固定化后的细菌漆酶活性对于温度的敏感性相对较低,最适温度在35℃～45℃之间,并且在6.5～7.5的pH条件下S.maltophilia K279菌株的生长状态最佳;在耐酚性能上,当酚浓度大于600mg/L时,菌株对于其的适应均较强,酶活性较高。而在含酚量为800mg/L的浓度下,8小时后即可适应高酚环境产生大量降解酚的漆酶。由此也说明较之于陶粒和活性炭两种填料,聚乙烯更适合作为S.maltophilia K279的固定化载体材料。
　　 7.将固定后的S.maltophilia K279投加于酚浓度为800mg/L的培养液中,经过56小时可使总降解率达到97.73％,使酚浓度由最初的800mg/L降解到18.13mg/L。由此说明,固定化后得到的降解酚优势菌S.maltophilia K279对于高浓度酚的降解率很高,对于工业用来研究酚的降解有很好的示范作用。