光合细菌对模拟海水养殖废水COD的去除能力研究

第20卷第$期2018年5月大连民族大学%报JournalofDalianMinzuUniversityV〇1.20,N〇.3May2018文章编号:2096-1383(2018)03-0198-03光合细菌对模拟海水养殖废水COD的去除能力研究王冰，白萱，王嘉丽，赵乐，杨宝灵，吴盼(大连民族大学环境与资源学院，辽宁大连116605)摘要:针对生物方法净化污水问题，为光合细菌处理海水养殖废水的实际应用提供实验基础，探讨光合细菌对污水中COD、氮和磷的去除能力。人工模拟配置海水养殖污水，采用碱性高锰酸钾法测定COD%从细菌投加量、初始COD浓度、光照好厌氧条件等方面测定去除效果。结果表明：COD初始浓度为500mg*L-1时，每100ml污水投加200ml光合细菌处理效果较佳;COD初始浓度为1000、500、250和125的污水，4天去除率分别为28.1%、75.0%、87.5和87.5%;好氧微光和好氧黑暗有利于COD去除。光合细菌（PSB001)可以作为生物强化菌株用于海水养殖废水的净化。关键词:光合细菌;海水养殖废水;污水处理中图分类号:X714文献标志码:AStudyontheTreatmentAbilityofCODRemovalinSimulatedMaricultureWastewaterbyPhotosyntheticBacteriaWANGBing，BAIXuan，WANGJia-2，ZHAOLe，YANGBao-ling，WUPan(SchoolofEnvironmentandResources，DalianMinzuUniversity，DalianLiaoning116605，China)Abstract:Tosolvetheproblemofmariculturewastewatertreatmentbythebiologicalmetliod，andtoprovideanexperimentalbasisfortliepracticalapplicationofphotosyntheticbacteria，theremovalefficiencyofCOD，nitrogenandphosj)horusinartificialmariculturewastewaterbypho­tosyntheticbacteriawasstudiedinthispaper.ThemariculturewastewaterwassimulatedandCODwasdeterminedbyalkalinepermanganimetricmethod.TheeffectsofinitialconcentrationofCOD，thedosageofPSB，andniumination，anaerobicandaerobicconditionsonremovaleffi­ciencywereinvestigated.TheresultsshowedthatCODremovalefficiencywasoptimalwith200mlbacteriaaddedtothesystem.WheninitialCODconcentrationwas1000，500，250and125mg-L_1，CODremovalefficiencyreachedto28.1%，75.0%，87.5%and87.5%afterfourdays，respectively.TheaerobiclowlightlevelanddarkisbeneficialtotheremovalofCOD.Thephotosyntheticbacteria(PSB001)canbeusedasabiologicalstrengtheningstrainforthepurificationofmariculturewastewater.Keywords：photosyntheticbacteria;mariculturewastewater；wastewatertreatment2016年，中国海水养殖总量1963.13万吨，养殖生物排泄物及为防治病害使用的各种化学药比2015年增长4.67%m。海水养殖的剩余傅料、品（抗生素等）可导致局部海洋环境微生态破收稿日期:2017-12-29;最后修回日期:2018-05-03基金项目：国家自然科学基金资助项目（31700432);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目（150505);大连民族大学教育教学改革项目（20176004)。作者简介:王冰（1975-)，女，辽宁朝阳人，副教授，博士，主要从事污水生物处理技术研究。第3期王冰，等(光合细菌对模拟海水养殖废水COD的去除能力研究199坏[!=4]。海水养殖废水处理目的是降低废水中悬浮物、化学需氧量、氨氮和磷浓度。生物方法与物理、化学法相比，不产生二次污染，经济、有效[5]。目前生物处理法有活性污泥法、生物膜法、生物絮凝法等。活性污泥法会带来大量的剩余污泥处置问题，而生物膜法容易引起膜堵塞、启动慢以及海水的盐度效应等问题，海水养殖废水的处理研究仍处于起步阶段&?=7]。光合细菌是一种具有潜力的污水处理微生物[&]，已经被用于多种污水的净化，如制糖[9]、屠宰[1]、乳制[11]、染料[1!]废水。光合细菌生物里富含类胡萝卜素[13]、辅酶Q1〇[14]和蛋白质[15]等可作为动物的饲料使用。因此，光合细菌处理污水是一项污水资源化技术。本文以海水养殖废水为处理对象，研究利用海水中分离的光合细菌在不同条件下的净化效果。探讨海水养殖废水初始化学需氧量（ChemicalOxygenDemand，COD)浓度、细菌投加量对海水养殖废水处理效果的影响及处理条件优化，为光合细菌处理海水养殖废水的实际应用提供实验基础。1材料与方法1.1材料与仪器细菌:光合细菌（辽宁师范大学提供，编号为PSB001，从海水对虾养殖池底泥分离纯化而来）。超净工作台（SW-CJ-1C，浙江苏净净化设备有限公司）；台式高速冷冻离心机（TGL-16K，湘仪离心机有限公司）；恒温气浴振荡器（ZD-85,金坛市友联仪器研究所）；高压蒸汽灭菌锅(MLS-3200，三洋SANYO)。1.2实验方法1.2.1光合细菌的培养配制光合细菌海水培养基，pH=7.2,培养基组成见表1。表1光合细菌培养基组成组分浓度/(g*L-1)乙酸钠3.0氯化铵1.0硫酸镁0.5酵母浸粉0.5EDTA1.0磷酸二氢钾0.1化7.0(1)好氧培养。采用摇瓶培养，摇床转速为150+min温度为25_，好氧培养物为淡黄色。(2)光照厌氧培养。在100ml血清瓶中厌氧，光照培养箱中静置培养（光照强度2500lux)，光厌氧菌液为紫红色。1.2.2人工污水配置人工污水的配方为COD:N:P=100:10:1，用葡萄糖增加COD含量，磷酸二氢钾和氯化铵提供N、P元素。1.2.3COD净化(1)COD初始浓度对净化效果的影响。取4份200ml的细菌悬液，3500+*min_1离心15min，弃上清液，取细菌沉淀分别加入到装有100ml人工污水（COD浓度非别为1000、500、250、125mg*L-1)的锥形瓶。放入25_恒温摇床，转速为150+*min-1。每隔1d取样，样品离心10min，取上清液测定污水COD含量。(2)细菌投加量对净化效果的影响。取不同体积（100、200、400ml)的细菌悬液，3500r•min-1离心15min，弃上清液，取细菌沉淀分别加入到装有100ml人工污水（COD浓度为500mg*L—1)的锥形瓶。放入25_恒温摇床，转速为150l••min_1。每隔1d取样，样品离心10min，取上清液测定污水COD含量。(3)光照与好厌氧环境对去除效果的影响。取4份200ml的细菌悬液，3500+*min—1离心15min，弃上清液，取沉淀加入到装有100ml人工污水（COD浓度为500mg*L_1)中。环境1(恒温摇床中进行好氧微光照处理。环境2(用铝箔包裹锥形瓶放入恒温摇床进行好氧黑暗处理。环境3(橡胶塞封口静置于光照培养箱进行厌氧光照处理。环境4(用铝箔包裹静止放置进行厌氧黑暗处理。每隔1d取样，样品离心10min，取上清液测定污水COD含量。1.2.4化学指标测定采用碱性高锰酸钾法测定COD。化学指标测定方法出自《海洋监测规范》第4部分（GB17378.4-1998)[16]。2结果与讨论初始COD浓度对COD去除的影响如图1。COD初始浓度为1000、500、250、125mg*L-1时，每100ml污水投放200ml光合细菌，4d去除率分别为28.1D、75.0D、87.5、87.5D。COD去除200大连民族大学学报第20卷量分别是281.0)375.0)218.8和109.4mg•L-1%光合细菌COD净化优于传统生物处理方法一生物膜法[5]和活性污泥法[6]。光合细菌投加量对COD去除的影响如图2%污水COD为500mg•L—1，细菌OD660nm值为0.6，每100ml污200ml光合细菌时COD效果较好，第四天COD率达到79.2D。COD效果高于嗜硫小红卵菌[17]、生物膜法[5]和活性污泥法[6]。处理环境对COD去除的影响如图3。660nm处理环境为光、光、、氧都COD。但相比之光和条件效果相对，光4d后以达到条件下的。光合细菌COD效果高于嗜硫小红卵菌[%G]、生物膜法[']和活性污泥法[6]。污水处理后光合细菌的干2#中据为“均值±(标准差）”）。各处理条件下细菌均有生长，光环境下细菌增重最大，高COD有关。说细菌净化有机物的。表2光合细菌干重生长条件细菌干重/mg好氧微光31.6(0.3)厌氧光照30.4(0.4)好氧黑暗30.9(0.2)厌氧黑暗29.5(0.4)3结论(1)每100ml污水投放200ml光合细菌，COD净化效果最佳。（2$COD.为500mg•L_1，COD净化效果最佳。（3)环境要好于厌环境的COD净化效果，光环境要好于环境，光照4d后以达到条件下的去除率。（4)光合细菌（PSB001)COD去除能力高，为废水生物净化的强化菌株。参考文献：[1]农业部渔业渔政管理局.2017中国渔业统计年鉴[M].北京：中国农业出版社，2017，17.[2]王亮梅.海水养殖水的净化处理[(].水处理技术，2005,31(10)：79-81.[3]陈进斌，苗英霞，邱金泉，等.海水养殖废水处理技术研究进展[(.盐业与化工，2016,45(5)：1-5.[4]王娟，范迪.工厂化废水处理技术[(].海洋科学，2004,28(8):72-75.[5]徐艳梅，冯丽娟，忻礼斌，等.海水养殖废水生物膜反器快速研究[J].环境科学与技术，2015,38(12)：222-227.[6]车，徐牧，阳桂菊，等.硅藻土固定化颗粒污泥对海废氨性能[J].环境学报，2014,8(12)：5318-5322.[7]李志伟，代明月，高孟春，等.好氧时间与缺氧时间变化对O/A-SBR处理海水养殖废水性能影响[J].中国大学学报，2016，46(5):104-110.[8]WANGH，ZHANGG，PENGM，etal.Syntheticwhitespiritwastewatertreatmentandbiomassrecoverybypho­tosyntheticbacteria：feasilDilityandprocessinfluencefac­tors[J].InternationalBiodeterioration&Biodegrada­tion，2016,113：134-138.[9]PRACHANURAKP，CHIEMCHAISRIC，CHIEM-CHAISRIW，etal.Biomassproductionfromfermentedstarchwastewaterinphoto-bioreactorwithinternalover­flowrecirculation[J].Bioresour