張文華1,田　沈1,李　軍2,曹亞莉1,楊秀山1
( 1.首都師范大學生物系,北京100037;2.北京工業(yè)大學建工學院,北京100022)

摘　要:選用首都師范大學生物系保存的菌種,采用單一菌種和混合菌種對生物質氣化洗焦廢水進行生物降解,選擇 有較好降解生物質氣化焦廢水能力的微生物。當洗焦廢水含量為100mL/L時,單一菌種和混合菌種可使洗焦廢 水中的cod去除率分別達到58.3%和81.4%?；旌暇N對洗焦廢水的降解率明顯高于單一菌種。當洗焦廢水 含量分別為150mL/L,200mL/L和300mL/L時,混合菌種s4對洗焦廢水的cod去除率分別是63.6%,56.7%和 51.2%,隨著洗焦廢水含量增加,微生物對其降解速度減慢,降解率降低。洗焦廢水含量在100mL/L以下時,混合 菌種對其有理想的降解效果。
關 鍵詞:生物質氣化;洗焦廢水;微生物降解中 圖分類號:tk512　　　　
文獻標識碼:a
abstract:single cultures and cocuLtures preserved in the Lab of capitaL normaL university were utiLized to treat tar-washed waste water in order to seLect the microorganis ms which had a high a biLity to degradate tar-washed waste water discharged from the process of biomass gasification.when tar-washed wastewater concentration was 100mL/L,the cod removaL rate reached 58.3%and81.4% by singLe cuLtures and co-cuLtures respectiveLy,the degradation rate of co-cuLtu resisobviousLy higher than that of singLe cuLtures.when tar-washed waste water concentration was inc reased to 150mL/L,200mL/L and 300mL/L,the cod removaL rate was 63.6%,56.7 % and 51.2% with co-cuLtures respectiveLy.higher concentration of tar-washed waste water diminish the decomposition significantLy,whereas,ideaL treat ment efficiency can be obtained by cocuLtures with tarwashed waste water concentration 100mL/L.
keywords:biomass gasification;tar-washed waste water;microbiaL degradation
生物質原料是一種潛在的能源,全世界每年生物 質產(chǎn)量約300億噸,作為能源消耗的生物質約為1 3億噸,在世界能源消耗中居第四位,約占14%,僅占 全球生物質資源的4%。生物質的轉化利用,是全 世界范圍內需要解決的問題。中國的生物質資源極 為豐富,僅農(nóng)作物秸稈每年約有6億噸。將生物質 熱解氣化作為發(fā)電或集中供氣,是生物質轉化利用 的一條重要途徑。生物質熱解氣化在充分利用生物 質資源、環(huán)境保護和保護生態(tài)等方面將發(fā)揮重要的 作用[1]。但在生物質氣化過程中產(chǎn)生一定量的焦 油[2],這些焦油不似煉焦業(yè)那樣量大和集中可進行 深加工,一般是用水沖洗形成洗焦廢水排放,其成分 非常復雜,是一種cod、nh3-n,酚類化合物含量 較高,含有雜環(huán)、多環(huán)類化合物難降解物質的有機廢 水,其含有大量的有毒有害物質,對環(huán)境有較大的危 害。目前國內外對焦化廢水等含酚廢水的處理研究 較多[4-6],由于熱解原料不同,生物質氣化洗焦廢 水與煉焦業(yè)焦化廢水的水質差異很大。對生物質氣 化洗焦廢水的微生物處理鮮有報道。楊秀山等報道 了生物質氣化洗焦廢水和焦油可被微生物降解 [3],但可降解的洗焦廢水濃度較低(10mL/L)。本 文在參考文獻[3]的研究基礎上,進一步選擇降解生 物質氣化洗焦廢水能力強的微生物,報道了用單一 菌種及混合菌種對生物質氣化洗焦廢水生物降解的 試驗結果,為生物質氣化洗焦廢水微生物處理的實 際應用提供基礎數(shù)據(jù)。 　
材料和方法1
.1　洗焦廢水洗
焦廢水由中國科學院廣州能源研究所提供 [3],cod值為9800mg/L左右。1
.2　接種物1
.2.1　單一菌種單
一菌種由首都師范大學生物系微生物實驗室提 供,8株能在洗焦廢水含量為100mL/L的Lb瓊脂 平皿生長的菌株,經(jīng)初步試驗,選擇生長較好的4株 菌種進行降解試驗,菌株編號c1、c2、h4、h6。經(jīng)L b液體培養(yǎng)基搖床培養(yǎng)(30℃,140r/min,24h)后作為
接種物,接種量1.5%～2%新鮮菌液。
.2.2　混合菌種s
1、s2、s3、s4混合菌種,接種于Lb液體培養(yǎng)基搖 床培養(yǎng)(條件同上)作為接種物,接種量同上。
.3　培養(yǎng)基
.3.1　Lb培養(yǎng)基:同文獻[7]。
.3.2　hp培養(yǎng)基,每100mL含mgso40.05g,( nh4)2so40.3g,k2hpo40.2g,胰蛋白胨0.2g,酵母 浸膏0.1g,nacL0.5g。培養(yǎng)基中加洗焦廢水濃度為100mL/L、150mL/L、200mL/L和300mL/L。
1.4　培養(yǎng)條件
恒溫水浴搖床,30℃,140r/min
1.5　測定方法
菌種生長的吸光度值od,采用722光柵分光光 度計測λ=486nm的od,cod值,培養(yǎng)液經(jīng)9 000r/min離心20min,取上清液按文獻[8]測定 .
2　結果與討論
2.1　單一菌種對洗焦廢水的降解
當4株單一菌種在洗焦廢水含量為100mL/L的 培養(yǎng)液中生長時,不同菌株的生長均受到焦油成分 的抑制,生長遲滯期均在3d以上。
4個菌株對洗焦廢水中cod的去除率如圖1

所示,由圖1知,經(jīng)過5d的培養(yǎng)后,c對cod去除率 最高,h6次之,二者分別達到58.3%和55.1%,c 2的降解率在第3d達到最高,為43.9%,隨后降低 ,表明該菌株降解能力較弱,自溶較快,耐受性也較 弱。h4也低于c1和h6,c1和h6的降解能力較強 ,經(jīng)進一步馴化后,可望提高降解率。
2.2　混合菌種對洗焦廢水的降解
洗焦廢水含量為100mL/L時,s1、s2、s3和s4的降解效果從圖2可以看出,培養(yǎng)5d后,s1、s2、s3和s4對洗焦廢水的cod最高去除率分別為67.4%,53.5%,79.2%和81.4%。除s2外,混合菌種的降解率均明顯高于單一菌種。
2.3　洗焦廢水濃度對微生物降解的影響
將降解率最高的s4接種于洗焦廢水含量為150mL/L、200mL/L和300mL/L的培養(yǎng)液中,微生物降解的情況如圖3表所示,從圖3中可知,隨著洗焦廢水濃度增大,s4對洗焦廢水cod的降解速度減慢,降解率降低。150mL/L、200mL/L和300mL/L的cod最高降解率分別63.6%,56.7%和512%,達到最高降解率的時間隨洗焦廢水濃度增加而


逐漸延長。分別為6d,7d和8d。洗焦廢水濃度增大,毒害物質濃度增加,對微生物的抑制和毒害作用增大,同時降解能力減弱。通過對洗焦廢水的物化預處理,降低有毒有害物質濃度以減輕對生化降解微生物的抑制作用,是值得和需要進一步研究的問題。
3　結　論
1)　單一菌種對生物質氣化洗焦廢水的降解速 度和降解率低于混合菌種。當洗焦廢水濃度為100mL/L時,經(jīng)過5d處理,單一菌種對洗焦廢水的最高降解率cod為58.3%,而混合菌種s可達到81.4%?；旌暇Ns4是降解洗焦廢水的較好微生物。
2)　生物質氣化洗焦廢水含有對微生物生長有抑制或毒害的物質,洗焦廢水濃度增大,明顯抑制微生物的生長速度和降解效率,洗焦廢水濃度為1 00mL/L、150mL/L、200mL/L和300mL/L時,混合 菌種s4對洗焦廢水cod的最高降解率分別為8 1.4%、63.6%、56.7%、51.2%。達到此去除率的處 理時間分別為6d(100,150mL/L)7d(200mL/L)和 8d(300mL/L)。
3 )　采取適當方法將洗焦廢水進行預處理,可達 到進一步縮短處理洗焦廢水的時間和提高處理效率 的目的。
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