含醇?化工廢水處理酵母菌法技術

　　醇醚類物質是工業(yè)生產常用有機溶劑，能夠有效溶解各類化工物料，如果不及時處理醇?廢水，將會加劇水體生物毒性，導致生物降解率下降，對水生態(tài)平衡造成極大影響，還將通過食物鏈等進入到生物體內，危害生物健康。多數醇?物質毒性較強，極易導致腎臟病理改變。盡管關于醇醵廢水處理技術研究時間比較長，但仍然存在較多不足之處，如霧化法能夠應用到多種水質處理中，然而運行成本高，只適用深度處理和前期處理中。對于廢水處理工程大、靈活性不足問題，部分學者提出活性生化處理技術，將高濃度微生物填充到生物體中，通過多級反應器，經微生物分解廢水，不產生污泥。當前，酵母菌的應用開始擴展到新能源開發(fā)與單細胞蛋白生產中，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的環(huán)境適應性，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。

　　一、酵母菌處理醇醚類廢水的作用機理

　　對于不同污染物，酵母菌去除機制也不同，多應用生物降解和生物吸附效應

　　生物降解效應：在體內酶作用下，分解和轉化廢水中的有機質，產生腺瞟吟核苷三磷酸和丙酮酸，在線粒體中，丙酮酸轉化為乙酰輔酶A，再通過TCA循環(huán)作用，將乙酰輔酶A轉化為水和二氧化碳。酵母菌可以將醇醵類污染物作為碳源物質，合成新細胞物質，在代謝醇類期間，滿足細胞生長。

　　生物吸附效應：生物吸附需要通過胞外結合與運輸胞內兩個環(huán)節(jié)。胞外結合無需能力消化，屬于被動式吸附，運輸胞內較為緩慢，依賴于代謝系統(tǒng)與能量調控，屬于主動式吸附。對于細胞表面吸附沉淀，離子通過細胞壁組分化學基團的作用，吸附到細胞表面。

　　二、酵母菌法廢水處理實驗室研究

　　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，化學需氧量4500mg/L、pH值6。量取無水乙醇(1%)、乙二醇(1%)、乙酸(1%)、石油?(0.2%)，置入燒杯內，加入水(1L)，配置成模擬廢水的化學需氧量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)實驗所需化學藥品。

　　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、胰蛋白腺、瓊脂，均為分析純。

　　(4)實驗所需儀器。

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

　　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)。取樣檢測化學需氧量，對去除率進行計算，按照計算結果，對廢水可生化性進行判斷。選取一株酵母菌作為廢水處理酵母。開展多次試驗，選取平均值。

　　2.3 結果與分析

　　(1)酵母菌生長情況。實驗結果見圖1，三株酵母菌均適應廢水，通過廢水中的有機物生長，且在24h后進入對數生長期，釀酒酵母生長情況明顯優(yōu)于深紅酵母、?色鎖擲孢酵，在32h后進入穩(wěn)定期，比其余兩株提前4h。因此，釀酒酵母對于廢水的適應性最高。

　　(2)化學需氧量去除率。實驗結果見圖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，化學需氧量去除率達到80%。根據實驗結果可知，酵母菌可以有效處理廢水，而釀酒酵母對于廢水化學需氧量去除率高于深紅酵母、?色鎖擲孢酵。

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

　　(4)反應溫度對化學需氧量去除率的影響。溫度持續(xù)升高時，酵母菌的化學需氧量去除率呈現先上升后下降趨勢，10℃時化學需氧量去除率25%，30℃時化學需氧量去除率46%，35℃時化學需氧量去除率32%。因此，隨著溫度的變化，酶活性也會發(fā)生相應的變化，需要將反應溫度設定在30℃。

　　廢水處理過程、微生物生長過程本質均為酶類物質反應。當溫度適宜時，增加反應溫度，則會增加酶活性，相應加快反應速率，提升微生物增長速率，以此強化廢水處理效果，溫度大于最高溫度時，就會破壞酶結構、核酸系統(tǒng)，從而喪失活性，致使微生物死亡，低溫環(huán)境不會影響酶結構，但是會降低代謝活力，進而對廢水處理效果造成影響。

　　三、結語

　　相比于傳統(tǒng)廢水處理法來說，酵母菌對于廢水的適應性比較廣，能夠提升污染物去除效率。針對不同污染物，酵母菌的去除作用機制不同，多為生物吸附和生物降解。通過此次研究能夠看出，酵母菌處理醇醵類廢水的有效率比較高，值得推廣應用。(來源：浙江舟環(huán)環(huán)境工程設計有限公司;浙江康嘉馳環(huán)保科技有限公司)