固定化嗜油菌处理高含油废水及生物膜上自然配伍菌群结构特性研究

摘要

因石化产品的广泛应用而产生大量高含油废水。尽管已分离筛选出种类繁多的除油菌，但在常规含油废水处理工艺水力停留时间内去除水中高浓度油仍有较大困难。本课题组前期分离获得一株烃类优良降解菌，能抗高浓度油，且可以油为唯一碳源和能源生长。本文在前期实验基础上，研究NY3菌固定化生物膜处理高浓度含油废水的特性，并研究降解过程中自然配伍于生物膜上微生物及其烃降解特性，对于发现处理含油废水中可协同作用的优良菌群有重要意义。 本论文采用续批运行方式，利用NY3菌制备的生物膜处理高浓度含油废水，利用扫描电镜、气相色谱、重量法结合分子生物学技术等对水处理运行过程中油去除效率、生物膜微生物多样性等进行了研究，获得以下成果： （1）NY3固定化生物膜载体生物量最高可达460 mg干菌/g聚氨酯，2g/L含油水样，水力停留时间24h，续批式生物膜连续运行25d，石油烃净去除率保持在83-95%范围。膜表面生物量越高，运行越稳定，油去除效率高。 （2）运行60d积累在生物膜表面多为支链烃和芳烃，仅好氧曝气可使运行60d后的生物膜上积累污染物逐渐降解，外加NY3菌种子液可加速生物膜活性恢复。恢复9-15d所积累的烃类除率达到80-100%，生物膜可循环利用。 （3）随水处理运行时间延长，自然配伍于膜表面微生物多样性增加，可培养细菌用16S rRNA鉴定为Rhodococcus.sp FF（红球菌属 FF）、 Staphylococcus.sp LH（葡萄球菌属LH）、Bacillus.sp MH（芽孢菌属MH）、Solibacillus.sp FB（芽孢菌属FB）。 （4）自然配伍于固定化生物膜上的四菌株红球菌属 FF、葡萄球菌属LH、芽孢菌属MH、芽孢菌属FB能与NY3菌共生，对原油均有较好的降解功能，水中含油2g/L，接菌量50%，3d对原油各组分的平均降解率分别为95.7%，87.9%，55.3%，75.7%。其中红球菌属 FF能高效降解C11-C32的烃类。