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石化废气脱臭微生物群落结构研究

米文秀  
【摘要】: 近年来,随着生活水平的提高,人们对环境质量的要求越来越高,对恶臭物质引起的环境问题也更加敏感。石化废气含有各种苯类、芳烃类、无机和有机硫化物、氨等物质,毒性大,且易对人产生“三致”作用,因而如何对其进行有效防治已成为亟待解决的问题之一。 随着生物脱臭技术及相关领域的研究深入,由于其生态环境友好,节能和低处理费用等优点,生物脱臭法越来越受到重视。生物滤池是目前研究最多、工艺最成熟、实际中运用最广泛的脱臭方法。在生物脱臭系统中微生物是生物脱臭的主体。微生物群落结构会随运行条件和装置微环境的改变而变化,并表现出不同的代谢特性,对系统的功能产生较大影响。本文研究了上海石化废气生物脱臭装置——生物滤池对臭气的处理效果,并运用常规微生物计数、分子生物学方法及扫描电镜技术对滤池填料微生物多样性及群落结构进行了研究,主要研究结论如下: 1、整个试验过程中生物滤池对硫化氢的去除率一直保持在98%左右。经过一个月的运行后,生物滤池对氨氮平均去除率达到85.17%,对VOC的去除率为88.5%。生物滤池对高负荷、高浓度废气处理有一定缓冲能力。 2、从微生物实验结果可知:填料生物膜中异养细菌占绝对优势,真菌次之。分析试验期间各种废气成分的去除率与微生物数量的变化可知:秸秆和树皮的微生物数量在装置运行一个多月后均达到最大值;而生物滤池对各种废气的去除此时也达到最大并趋于稳定,说明经过一个多月的驯化培养,系统的功能微生物逐步完善,对各种废气的分解作用增强,使得生物滤池对废气的去除率逐渐提高。生物滤池中放线菌数量呈升高趋势,说明生物脱臭系统趋于成熟稳定。 3、对纯培养微生物的鉴定结果表明:分离的纯菌株中芽孢杆菌占优势,占所有鉴定菌株的62.5%。系统还存在少量的产碱菌属、假单胞菌属等其他属的微生物。真菌类型较多,其中25%为青霉,同时还存在木霉、曲霉等其它类群。这些菌对环境适应能力强,广泛存在于土壤、水体及植物组织中,在对恶臭的去除中发挥直接或间接的作用。 4、对生物滤池微生物群落结构的单链构象多态性(SSCP)研究中,得到了本实验样品的最佳实验条件:凝胶浓度10%,胶联度49:1,添加5%的尿素,PCR产物经过酶切,酶切产物与上样缓冲液1:1上样,上样量10μL,恒压150V,恒温4℃,电泳时间12h。SSCP分析结果表明:滤池内微生物多样性及相似性随运行时间逐渐升高,说明滤池内微生物群落结构逐渐趋于稳定。 5、通过对SSCP指纹图谱条带的割胶、纯化、扩增、测序、结果与基因比对之后,得出结果表明,生物滤池的优势微生物种类较多且多半条带所代表的微生物为不可培养菌,与纯培养分离所得到的微生物类群有很大不同。但其中芽孢杆菌为优势菌,占33.3%,说明在属的水平上SSCP割胶测序结果与纯培养菌株鉴定结果相一致。同时生物滤池内还存在根瘤菌,说明填料本身携带的微生物类群在对废气的去除中也起到一定的作用。 6、填料生物膜的显微镜和电镜镜检结果显示,填料生物膜随运行时间的延长逐渐增厚,颜色逐渐加深,线虫和轮虫等原生动物数量较多。电镜照片中杆菌、球菌、丝状菌等种类繁多,表明随运行时间延长填料表面微生物多样性变得丰富。


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