含醇?化工廢水處理酵母菌法技術(shù)

　　醇醚類(lèi)物質(zhì)是工業(yè)生產(chǎn)常用有機(jī)溶劑，能夠有效溶解各類(lèi)化工物料，如果不及時(shí)處理醇?廢水，將會(huì)加劇水體生物毒性，導(dǎo)致生物降解率下降，對(duì)水生態(tài)平衡造成極大影響，還將通過(guò)食物鏈等進(jìn)入到生物體內(nèi)，危害生物健康。多數(shù)醇?物質(zhì)毒性較強(qiáng)，極易導(dǎo)致腎臟病理改變。盡管關(guān)于醇醵廢水處理技術(shù)研究時(shí)間比較長(zhǎng)，但仍然存在較多不足之處，如霧化法能夠應(yīng)用到多種水質(zhì)處理中，然而運(yùn)行成本高，只適用深度處理和前期處理中。對(duì)于廢水處理工程大、靈活性不足問(wèn)題，部分學(xué)者提出活性生化處理技術(shù)，將高濃度微生物填充到生物體中，通過(guò)多級(jí)反應(yīng)器，經(jīng)微生物分解廢水，不產(chǎn)生污泥。當(dāng)前，酵母菌的應(yīng)用開(kāi)始擴(kuò)展到新能源開(kāi)發(fā)與單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)中，使用酵母菌處理廢水，能夠獲得顯著成效。由于酵母菌具備較強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，且廢水處理效率比較高，因此可以作為新型生物水處理技術(shù)。

　　一、酵母菌處理醇醚類(lèi)廢水的作用機(jī)理

　　對(duì)于不同污染物，酵母菌去除機(jī)制也不同，多應(yīng)用生物降解和生物吸附效應(yīng)

　　生物降解效應(yīng)：在體內(nèi)酶作用下，分解和轉(zhuǎn)化廢水中的有機(jī)質(zhì)，產(chǎn)生腺瞟吟核苷三磷酸和丙酮酸，在線(xiàn)粒體中，丙酮酸轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A，再通過(guò)TCA循環(huán)作用，將乙酰輔酶A轉(zhuǎn)化為水和二氧化碳。酵母菌可以將醇醵類(lèi)污染物作為碳源物質(zhì)，合成新細(xì)胞物質(zhì)，在代謝醇類(lèi)期間，滿(mǎn)足細(xì)胞生長(zhǎng)。

　　生物吸附效應(yīng)：生物吸附需要通過(guò)胞外結(jié)合與運(yùn)輸胞內(nèi)兩個(gè)環(huán)節(jié)。胞外結(jié)合無(wú)需能力消化，屬于被動(dòng)式吸附，運(yùn)輸胞內(nèi)較為緩慢，依賴(lài)于代謝系統(tǒng)與能量調(diào)控，屬于主動(dòng)式吸附。對(duì)于細(xì)胞表面吸附沉淀，離子通過(guò)細(xì)胞壁組分化學(xué)基團(tuán)的作用，吸附到細(xì)胞表面。

　　二、酵母菌法廢水處理實(shí)驗(yàn)室研究

　　2.1 材料

　　(1)模擬廢水配置。

　　企業(yè)排放廢水為混合廢水，包含石油?、乙醇和乙二醇物質(zhì)，化學(xué)需氧量4500mg/L、pH值6。量取無(wú)水乙醇(1%)、乙二醇(1%)、乙酸(1%)、石油?(0.2%)，置入燒杯內(nèi)，加入水(1L)，配置成模擬廢水的化學(xué)需氧量3000mg/L、pH值5。

　　(2)菌種。

　　將釀酒酵母、深紅酵母、?色鎖擲孢酵母接種在YPD培養(yǎng)基中，150r/min、30℃條件下進(jìn)行活化培養(yǎng)，并在YPD培養(yǎng)基中提升模擬廢水比重，馴化三株酵母菌，直到培養(yǎng)基被完全取代，在4℃條件下接種YPD固體培養(yǎng)基。

　　(3)實(shí)驗(yàn)所需化學(xué)藥品。

　　包括硫酸銀、重鋸酸鉀、濃硫酸、硫酸汞、葡萄糖、氫氧化鈉、濃硫酸、硫酸亞鐵錢(qián)、胰蛋白腺、瓊脂，均為分析純。

　　(4)實(shí)驗(yàn)所需儀器。

　　分光光度計(jì)、pH計(jì)、恒溫震蕩箱與培養(yǎng)箱、高壓滅菌鍋、化學(xué)需氧量測(cè)定儀。

　　2.2 方法

　　將三株酵母菌活化處理后，選取10%接種量接入到廢水(100ml)中，于150r/min、25℃條件下培養(yǎng)。取樣檢測(cè)化學(xué)需氧量，對(duì)去除率進(jìn)行計(jì)算，按照計(jì)算結(jié)果，對(duì)廢水可生化性進(jìn)行判斷。選取一株酵母菌作為廢水處理酵母。開(kāi)展多次試驗(yàn)，選取平均值。

　　2.3 結(jié)果與分析

　　(1)酵母菌生長(zhǎng)情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖1，三株酵母菌均適應(yīng)廢水，通過(guò)廢水中的有機(jī)物生長(zhǎng)，且在24h后進(jìn)入對(duì)數(shù)生長(zhǎng)期，釀酒酵母生長(zhǎng)情況明顯優(yōu)于深紅酵母、?色鎖擲孢酵，在32h后進(jìn)入穩(wěn)定期，比其余兩株提前4h。因此，釀酒酵母對(duì)于廢水的適應(yīng)性最高。

　　(2)化學(xué)需氧量去除率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)圖2，三株酵母菌都可以去除廢水中污染物，其中去除率最高的是釀酒酵母，該酵母菌在44h內(nèi)，化學(xué)需氧量去除率達(dá)到80%。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，酵母菌可以有效處理廢水，而釀酒酵母對(duì)于廢水化學(xué)需氧量去除率高于深紅酵母、?色鎖擲孢酵。

　　(3)接種量對(duì)化學(xué)需氧量去除率的影響。在接種量不斷加大過(guò)程中，化學(xué)需氧量去除率呈現(xiàn)出先增加后下降趨勢(shì)：接種量1%時(shí)，化學(xué)需氧量去除率最低，接種量10%時(shí)，化學(xué)需氧量去除率在40%左右，繼續(xù)加大接種量之后，化學(xué)需氧量去除率下降到36%。當(dāng)接種量比較大時(shí)，就會(huì)移入代謝廢物中，對(duì)化學(xué)需氧量去除率產(chǎn)生影響，同時(shí)提升處理成本，因此接種量為10%能夠獲得理想的去除效果。

　　(4)反應(yīng)溫度對(duì)化學(xué)需氧量去除率的影響。溫度持續(xù)升高時(shí)，酵母菌的化學(xué)需氧量去除率呈現(xiàn)先上升后下降趨勢(shì)，10℃時(shí)化學(xué)需氧量去除率25%，30℃時(shí)化學(xué)需氧量去除率46%，35℃時(shí)化學(xué)需氧量去除率32%。因此，隨著溫度的變化，酶活性也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，需要將反應(yīng)溫度設(shè)定在30℃。

　　廢水處理過(guò)程、微生物生長(zhǎng)過(guò)程本質(zhì)均為酶類(lèi)物質(zhì)反應(yīng)。當(dāng)溫度適宜時(shí)，增加反應(yīng)溫度，則會(huì)增加酶活性，相應(yīng)加快反應(yīng)速率，提升微生物增長(zhǎng)速率，以此強(qiáng)化廢水處理效果，溫度大于最高溫度時(shí)，就會(huì)破壞酶結(jié)構(gòu)、核酸系統(tǒng)，從而喪失活性，致使微生物死亡，低溫環(huán)境不會(huì)影響酶結(jié)構(gòu)，但是會(huì)降低代謝活力，進(jìn)而對(duì)廢水處理效果造成影響。

　　三、結(jié)語(yǔ)

　　相比于傳統(tǒng)廢水處理法來(lái)說(shuō)，酵母菌對(duì)于廢水的適應(yīng)性比較廣，能夠提升污染物去除效率。針對(duì)不同污染物，酵母菌的去除作用機(jī)制不同，多為生物吸附和生物降解。通過(guò)此次研究能夠看出，酵母菌處理醇醵類(lèi)廢水的有效率比較高，值得推廣應(yīng)用。(來(lái)源：浙江舟環(huán)環(huán)境工程設(shè)計(jì)有限公司;浙江康嘉馳環(huán)?？萍加邢薰?