论文部分内容阅读
由于船舶舱底含油污水排放量的增加,以及国际海事组织(International Maritime Organization-IMO)制定更为严格的排放标准,传统的物理分离法已无法满足油污水排放要求。课题通过在MBR中建立优势菌群,并结合磁强化技术进行船舶舱底含油污水处理。以两步筛选获得具有高效石油降解能力的混合菌群为目标物,从磁场强化混合菌群的除油效能与机理研究两方面出发,以期提高生化法对含油污水的处理效果。以除油率为主,综合考虑微生物的生长能力,确定4株除油率超过50%的菌株A3、A7、B5和B11为优势菌株。以随机组合的方式构建优势混合菌群,其中A3、A7、B11组成的混合菌群除油率最高,达到60.8%,相比单一菌株提高了 10%左右,并确定其最佳培养条件为初始油浓度500-1000mg/L、温度30℃、初始pH 6-8、摇床转速100r/min。通过形态特征观察、生理生化特征试验和16S rDNA序列测定,鉴定B11为不动杆菌属、A3为戈登氏菌属,A7为红球菌属。以A3、A7、B11组成的混合菌为研究对象,考察了磁场强度和磁场刺激时间对混合菌群生长及除油率的影响。结果表明,磁场强度对单菌株及混合菌群的作用具有临界效应,磁场强度为25mT时,磁场作用对混合菌群的除油效果最好,其除油率和表征生物量的OD600分别为70.7%和0.869,相比无磁场作用时分别提高了 10.1%和13.5%。磁场刺激时间结果表明,磁场对适应阶段混合菌群的生长没有影响,但促进了对数生长期和稳定期内混合菌群的生长。培养4d后,混合菌的OD6600值为1.052,相比无磁场作用时提高了 15.1%。响应曲面分析表明,磁场强度和磁场作用时间对混合菌群的除油效果有协同效应,并且在磁场强化除油过程中,磁场强度起主导作用。通过石油组分、石油代谢路径和微生物酶活性等测定,分析了磁场影响混合菌群除油机理。结果表明,在石油降解过程中,菌株之间发挥着协同作用,磁场刺激能明显促进混合菌群对石油饱和链烃(尤其是短链烷烃和奇数碳饱和烃)的去除效果。混合菌群降解石油过程中,磁场刺激能明显促进混合菌群对石油的表面吸附、体内摄取和不同部位分泌酶对石油的降解。磁场强度对混合菌群脱氢酶活性的影响存在临界效应,25mT磁场作用下,混合菌群的胞内脱氢酶活性和胞外脱氢酶活性分别达到最大值19.1 TFμg/L·H-1和41.6 TFμg/L ·h-1,相比无磁场作用时分别提高了 27.3%和32.5%,且在整个脱氢过程中,胞外脱氢酶占主导地位,受磁场的影响也更为显著。