膜-生物反应器的研究及其在废水处理中的应用(11)

菌种来自某化工厂废水处理系统好氧池污泥 2.2试验仪器及设备

恒温摇床；7500分光光度计；pH计；高速离心机 2.3培养液及微量元素

降解菌培养基：K2HPO4·3H2O, 430mg/L；KH2PO4·7H2O, 170mg/L；MgSO4·7H2O, 22.5mg/L；CaCl2, 27.5mg/L；NaEDTA, 100mg/L；Na2HPO4·7H2O, 668mg/L。

基础无机盐培养基：KH2PO4, 1000mg/L；Na2HPO4·12H2O, 7000mg/L；柠檬酸铁，40 mg/L；CaCl2·2H2O，100 mg/L；MgSO4·7H2O, 300mg/L；PH，7.35。 YPS培养液：酵母粉10g/L；蛋白胨10g/L；氯化钠5g/L。 微量元素（TMS）：FeCl3·6H2O；ZnCl2·4H2O；CoCl2·2H2O；Na2MoO4·2H2O；CaCl2·2H2O；CuSO4·5H2O；H3BO4；HCl等。 基础无机盐/TMS/YE培养液：每1L无机培养液中添加3mL微量元素和1g无菌酵母粉。 2.4研究内容与方法 2.4.1降解菌的分离 2.4.1.1富集培养

菌种驯化过程在30℃的恒温室中进行。首先取5mL新鲜的活性污泥加入到盛有50mLYPS培养液的250mL锥形瓶中，在120r/min转速下，连续振荡培养24h，然后从中取10%培养液转接到新鲜的YPS培养液中。在相同的条件下继续培养24h，从中取5mL作为接种菌液，加入到含20mg/L对硝基苯胺的基础无机盐/TMS/YE培养液中，10天左右培养液原黄颜色褪去。再取10mL培养液转接到新鲜的含对硝基苯胺基础无机盐/TMS/YE培养液中，两天后培养液黄颜色也褪去。把此种培养液作为降解试验的接种菌液，菌体的OD值大约1.2左右，降解特性试验中菌体的接种量均为10mL。 2.4.1.2纯培养

从降解速率较高的富集培养物中取样，在含有对硝基苯胺平板上划线分离，放置于30℃恒温室内培养数天，观察菌落生长情况，把形成的耐受力强单菌落挑斜面保存（即为纯培养物）。

2.4.2对硝基苯胺降解特性试验 pH值：对硝基苯胺初始浓度约为50mg/L，调节混合培养液初始pH值，置于30℃恒温室振荡培养36h后，以初始培养液为空白参比测定OD值以及对硝基苯胺去除率，确定混合培养微生物生长适宜的pH值范围。

外加碳源：对硝基苯胺初始浓度约为50mg/L、100 mg/L，pH值约为7.5，分别添加

0g/L、0.5 g/L、1.0g/L葡萄糖条件下，探明微生物能否利用对硝基苯胺作为生长的唯一碳源、氮源和能源，以及不同葡萄糖量对微生物生长及对硝基苯胺去除率的影响。

基质浓度：对硝基苯胺初始浓度约为50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L，pH值约为7.5，间隔一定时间取样，测定培养液中对硝基苯胺浓度、pH及OD值的变化。通过微生物的生长曲线、基质降解曲线等过程来分析该混合培养微生物的基本特性。 2.5分析项目和测定方法

对硝基苯胺浓度：采用分光光度法[7]，在最大吸收峰（λmax=360nm）测定其吸光度。混合液经9000r/min高速离心5min，取上清液测定。根据标准曲线推算其浓度。若对硝基苯胺浓度超过10mg/L均稀释后测定。

菌体浓度OD值：采用分光光度法，混合液充分摇匀后直接在波长λ=600nm测定其吸光度。溶液的菌体浓度等于实际测定的OD值减去空白值（不接菌液）的OD值。 pH值：混合液充分摇匀后直接用pH计测定。 3.结果与讨论

3.1 pH值对降解的影响

图1混合培养微生物对硝基苯胺初始浓度约为50 mg/L，在不同初始pH值条件下，经30℃恒温振荡培养36h后，其菌体浓度OD值和对硝基苯胺去除率关系。从图中可以看出微生物生长适应pH值范围较宽，在初始pH值为6.5～8.5条件下生长均较好。这与Adrian Saupe[7]、Zeyer、Lauzening[8]等国外研究者的研究结果相吻合——能降解硝基苯类化合物的Pseudomonas sp.、Comamonas testosteroni、Bacillus sp.、Acidovorax delafiedii菌属最适pH值为6.5～8.5，可以说pH值也是影响降解速率的重要因子。实验中发现，混合培养微生物初始pH值为3.2、3.7时，其菌体OD值均小于0.4，去除率也很低；pH值为3.7时去除率为19.5%，而pH值为3.2时几乎未见有降解。这说明该混合培养微生物中对硝基苯胺降解菌不适宜在较低的pH值下生长，但仍具有一定的耐酸性。

值得注意是，当初始pH值大于8.5，甚至达到10.2时，混合液OD值还是比较高，均超过1.2，但对硝基苯胺去除率几乎为零。这是由于混合液中添加了1.0g/L葡萄糖和1.0g/L酵母膏的缘故。葡萄糖作为外加碳源，提供了微生物生长的电子受体，促进了非对硝基苯胺降解菌的生长。

3.2不同碳量对降解的影响

图2可以看到，混合微生物能利用对硝基苯胺作为生长的唯一氮源，适量的外在碳源对微生物的生长有很大的促进作用，混合液的菌体浓度随外在碳源（葡萄糖）添加量的增加而增大。但混合液中不添加葡萄糖时，即对硝基苯胺作为微生物生长的唯一碳源、氮源和能源，菌体浓度明显小于添加外在碳源的混合液，最终OD值只有0.05。

图3可以看出，葡萄糖添加量对对硝基苯胺去除率也有影响。当底物对硝基苯胺浓度为41mg/L时，不添加外在碳源，96小时内去除率为34.7%。而添加0.5g/L葡萄糖外在碳源，前24h对硝基苯胺降解速率要快于添加1.0g/L葡萄糖的培养液，24h之后其降解速率要慢于后者，但最终去除率都能达到97％左右。从图4可以看出，当底物对硝基苯胺浓度为83mg/L左右时，葡萄糖的添加量越多，对硝基苯胺的降解速率越快，在24h之后表现的更为明显，最终的去除率分别为16.8％、72.2％和96.8％。 从以上的分析可以说明对硝基苯胺作为难降解有机物，并不是混合微生物新陈代谢理想的碳源。有研究表明[9]，此种难降解化合物在被降解之前，往往需要利用一些简单的碳源。混合微生物利用初级碳源（葡萄糖）生长，并产生相应的诱导酶，从而使对硝基苯胺得到降解。

3.3不同底物浓度对降解的影响

从图5可知，前12小时内4种培养液菌体生长均达到对数增长期，菌体个数成对数