近年來(lái)，隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，工業(yè)廢水中的有機(jī)物種類和數(shù)量激增，其中大多屬于難生物降解物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重污染，并且使傳統(tǒng)的生物處理技術(shù)也受到挑戰(zhàn)。而高效優(yōu)勢(shì)菌處理難降解廢水具有成本低、效率高、易操作、無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn)。
1高效優(yōu)勢(shì)菌
高效優(yōu)勢(shì)菌是對(duì)某種特定的污染物或者特定的某種廢水具有較高的去除降解效果的細(xì)菌、真菌、酵母菌、藻類等微生物。這些具有某種特定降解能力的微生物可以經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期馴化從特定的環(huán)境里分離純化或通過(guò)基因手段改造微生物以使之具有特定的降解能力[1]。
1．1高效優(yōu)勢(shì)菌的來(lái)源高效優(yōu)勢(shì)菌一般通過(guò)富集、馴化、培養(yǎng)從被污染的水、土壤或馴化好的污泥中分離得到。這些菌種在特定的污染環(huán)境中能夠存
活，它們即使不能利用污水中的污染成分做養(yǎng)分來(lái)源，對(duì)環(huán)境也有一定的耐受能力[2]。
陳華等人在利用高效優(yōu)勢(shì)菌處理樟腦廢水的過(guò)程中，所利用的高效優(yōu)勢(shì)菌是從樟腦廢水排放口取出好氧活性污泥，通過(guò)富集、馴化和分離純化而得到[3]。
有人采集被采油廢水長(zhǎng)期污染的土壤、底泥和深井油泥，以無(wú)菌水做成稀釋?xiě)乙海?jīng)過(guò)富集分離、純化獲得高溫優(yōu)勢(shì)菌并用生物膜法處理采油廢水使其達(dá)標(biāo)排放[4]。也有資料表明，高效優(yōu)勢(shì)菌可從自然界中篩選出或經(jīng)基因重組產(chǎn)生[5]。康建雄等人從某啤酒集團(tuán)污水處理站取出活性污泥。經(jīng)篩選和培養(yǎng)后用于高校校區(qū)生活污水的處理[6]。
1．2高效優(yōu)勢(shì)菌的生物強(qiáng)化生物強(qiáng)化技術(shù)起源于20世紀(jì)70年代中期。生物強(qiáng)化技術(shù)是為了提高系統(tǒng)對(duì)污染物的處理能力。投加從自然界篩選出的優(yōu)勢(shì)菌或通過(guò)基因組合技術(shù)產(chǎn)生的高效菌種．以提高系統(tǒng)內(nèi)生物處理效率的方法。該技術(shù)的主要原理如下：
由于天然生態(tài)系統(tǒng)的微生物對(duì)污染物的降解不一定有效．為了提高生物降解反應(yīng)器中微生物的降解能力。通過(guò)投加外源高效微生物來(lái)保持并強(qiáng)化反應(yīng)器中存在微生物的活性，從而提高生物降解效果。生物強(qiáng)化所利用的微生物來(lái)源于原有的生物降解體系或經(jīng)過(guò)馴化、富集、篩選、培養(yǎng)獲得[7]，甚至是原來(lái)降解體系中不存在的外源微生物。
優(yōu)勢(shì)菌種對(duì)污染物的生物強(qiáng)化作用主要表現(xiàn)為，優(yōu)勢(shì)菌種對(duì)污染物的直接降解作用和優(yōu)勢(shì)菌種問(wèn)的共代謝作用以及優(yōu)勢(shì)菌種對(duì)生物降解系統(tǒng)中微生物種群和群落的調(diào)節(jié)作用[8]。
2高效優(yōu)勢(shì)菌在工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用
高效優(yōu)勢(shì)菌處理廢水是通過(guò)富集、培育、篩選、馴化等技術(shù)從受污染的環(huán)境中分離出各種高效優(yōu)勢(shì)菌，混合培養(yǎng)后再投入受污染環(huán)境中，或?qū)⒁延懈咝?yōu)勢(shì)菌通過(guò)基因重組等技術(shù)制成新型工程菌，并通過(guò)分離、篩選得到目標(biāo)污染物的菌株。培養(yǎng)后投入到受污染環(huán)境中，以降解廢水中的污染物。
近年來(lái),對(duì)高效優(yōu)勢(shì)菌及其應(yīng)用的研究日漸成熟，在這里簡(jiǎn)要概述高效優(yōu)勢(shì)菌在石油、造紙、焦化、橡膠、煤氣等工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用。
2．1采油廢水采油廢水是原油開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的采出廢水，具有高溫、高鹽、污水生化性差等特點(diǎn)。
目前，國(guó)內(nèi)外采油廢水達(dá)標(biāo)排放的處理方法大都是常規(guī)活性污泥法或其它生物法處理，存在很大的局限性。利用高效優(yōu)勢(shì)菌處理采油廢水是一種值得推廣應(yīng)用的好方法。
楊二輝等人篩選出對(duì)采油廢水具有獨(dú)特降解作用的高溫優(yōu)勢(shì)菌并采用接觸氧化生物膜法對(duì)采油廢水處理進(jìn)行試驗(yàn)。該菌種對(duì)含油廢水中的油、CODcr、硫化物和揮發(fā)酚均具有良好的去除作用。在污水中能迅速成為優(yōu)勢(shì)菌群且生長(zhǎng)良好．能在超常規(guī)生物處理溫度下不經(jīng)人工降溫直接進(jìn)行生物處理，使高溫采油污水直接生物處理成為可能[9]。利用環(huán)境生物技術(shù)，曹明偉也篩選出高溫優(yōu)勢(shì)菌并用生物膜法處理采油廢水使其達(dá)標(biāo)排放[4]。
2．2造紙廢水制漿造紙行業(yè)CEH漂白廢水不僅BOD、COD負(fù)荷大、色度高，還含有多種致癌、致突變、致畸性的有機(jī)氯化物，對(duì)環(huán)境和人類具有極大危害。在廢水處理中，生物法的應(yīng)用最為廣泛。但含氯造紙廢水中的有機(jī)氯化物不僅難于生物降解且對(duì)微生物具有毒害作用。而藍(lán)惠霞[10]等人和喬慶霞[11]等人選育對(duì)有機(jī)氯化物具有獨(dú)特降解能力的優(yōu)勢(shì)菌，避免了生物法處理含氯漂白廢水的缺點(diǎn)．使得含氯漂白廢水中的有機(jī)氯化物和CODcr的處理效果良好。
2．3焦化廢水焦化廢水CODcr和氨氮濃度較高且成分復(fù)雜，含有許多難生物降解的有機(jī)物，如吲哚、吡啶等，是一種毒性很大的廢水，對(duì)環(huán)境影響很大。所以，雖然目前國(guó)內(nèi)外焦化廢水處理均采用生物法，但生物降解率不高，處理效果不夠理想。而現(xiàn)在對(duì)焦化廢水中CODcr、NH一N、吲哚、吡啶等污染物采用優(yōu)勢(shì)菌進(jìn)行降解，已取得顯著的成就。
許萍妹、李文英采用活性污泥作菌種。對(duì)活性污泥進(jìn)行梯度馴化。對(duì)優(yōu)勢(shì)菌進(jìn)行篩選和分離得到5株優(yōu)勢(shì)菌．結(jié)果表明．焦化廢水經(jīng)優(yōu)勢(shì)菌處理48h后，COD的最高降解率為81．1％，氨氮為51．2％[12]。白曉平采用一組優(yōu)勢(shì)菌對(duì)焦化廢水中的吲哚、吡啶進(jìn)行降解條件的實(shí)驗(yàn)研究．其中普通變形桿菌BH降解吡啶的適宜條件是：溫度30～45℃．pH7～8．投加適量Pb2。芽孢桿菌DC45降解吲哚的溫度20～50℃。pH7～8。投加適量Zn2 、Fe2 [13]。
2．4橡膠廢水橡膠工業(yè)是我國(guó)主要的化工工業(yè)之一，橡膠生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生大量有機(jī)廢水，對(duì)環(huán)境的污染嚴(yán)重。隨著微生物治理廢水的研究受到逐漸重視，為了提高微生物技術(shù)處理橡膠廢水的效果，探尋高效優(yōu)勢(shì)菌處理橡膠廢水的研究也已展開(kāi)。
陳錦英等人從生產(chǎn)環(huán)境中經(jīng)過(guò)篩選分離和模擬現(xiàn)場(chǎng)群體降解試驗(yàn)獲得可降解促進(jìn)劑M鹽的高效優(yōu)勢(shì)菌。以混合菌液馴化后進(jìn)行模擬現(xiàn)場(chǎng)群體降解試驗(yàn)，COD清除率平均為77．2％[14]。冉巖等人以蠟樣芽孢桿菌作為高效優(yōu)勢(shì)菌的代表株。通過(guò)在不同的實(shí)驗(yàn)條件下對(duì)廢水處理進(jìn)行降解功能試驗(yàn)．結(jié)果為，細(xì)菌濃度以≥5％轉(zhuǎn)種量。培養(yǎng)18h，COD清除率最佳：細(xì)菌培養(yǎng)過(guò)程中供養(yǎng)和增加碳源均有利于COD清除率的提高；隨著細(xì)菌處理有機(jī)廢水時(shí)間的延長(zhǎng)。COD清除率升高明顯。作用1天為46．9％。作用10天為80．6％[15]。
2．5煤氣廢水煤氣廢水中排放的主要污染物包括苯酚、甲酚、間苯二酚及其它酚類化合物。這些化合物屬芳香族化合物，毒性高且難于降解。在各種酚類中，揮發(fā)酚的毒性最大，若進(jìn)人生物體內(nèi)，會(huì)引起蛋白質(zhì)變性和凝固。
孫學(xué)凱等人以沈陽(yáng)市鐵西煤氣廠瀑氣池和沉淀池中的活性污泥作為菌源，苯酚和間苯二酚作為底物，篩選出12株脫酚能力較強(qiáng)的菌株。在好氧條件下，細(xì)菌將酚分解成二氧化碳和水，從而達(dá)到降解酚的目的。單一菌株對(duì)苯酚和間苯二酚的最高去除率分別達(dá)到83．46％和96．66％：混合菌株具有協(xié)同代謝的作用，對(duì)酚的作用比單一菌株作用明顯，對(duì)苯酚和間苯二酚的最高去除率分別達(dá)到87．28％和97．06％[16]。
3高效優(yōu)勢(shì)菌的應(yīng)用前景
隨著世界范圍的環(huán)境問(wèn)題日益嚴(yán)重．高效優(yōu)勢(shì)菌在環(huán)保領(lǐng)域各個(gè)方面的應(yīng)用將越來(lái)越廣泛．在處理污水、凈化空氣、改善土壤、促進(jìn)有機(jī)物分解轉(zhuǎn)化、消除環(huán)境惡臭、資源循環(huán)利用等方面都將會(huì)得到廣泛應(yīng)用。
