導(dǎo)語(yǔ)：光合細(xì)菌在有機(jī)廢水處理的運(yùn)用一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：光合細(xì)菌的獨(dú)特性能使其在有機(jī)廢水處理、養(yǎng)殖水質(zhì)凈化和產(chǎn)氫等諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，引起了眾多研究者的關(guān)注。闡述了光合細(xì)菌在淀粉廢水、啤酒廢水和化工廢水等多種有機(jī)廢水處理方面的研究現(xiàn)狀，并對(duì)今后的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：光合細(xì)菌；有機(jī)廢水

光合細(xì)菌（PhotosyntheticBacteria，簡(jiǎn)稱PSB）是地球上出現(xiàn)最早、普遍存在、以光作為能源、有機(jī)物為供氫體，還原CO2合成有機(jī)物的一類原核微生物的總稱。光合細(xì)菌在厭氧光照或好氧黑暗條件下，均可生存。代謝方式具有多樣性。依據(jù)《伯杰細(xì)菌鑒定手冊(cè)》（第九版），光合細(xì)菌可分為6個(gè)類群，27個(gè)屬。光合細(xì)菌均為革蘭氏陰性細(xì)菌，形態(tài)多樣，有球形、桿狀、半環(huán)狀、螺旋狀等；有以鞭毛運(yùn)動(dòng)，亦有滑行運(yùn)動(dòng)或不運(yùn)動(dòng)者。光合細(xì)菌因其所含色素的不同而呈現(xiàn)不同的顏色[1].光合細(xì)菌菌體無毒，在環(huán)境治理方面表現(xiàn)出很大的優(yōu)越性。目前，光合細(xì)菌已成功地運(yùn)用到多種行業(yè)有機(jī)廢水的處理中，但多數(shù)停留在實(shí)驗(yàn)室研究階段，已成功投產(chǎn)的行業(yè)并不多。

1光合細(xì)菌處理有機(jī)廢水的應(yīng)用現(xiàn)狀

20世紀(jì)80年代，韓國(guó)已建成了日處理600t，BOD高達(dá)20000~30000mg/L的酒精廢水處理場(chǎng)，并成功投產(chǎn)運(yùn)行。近年來，國(guó)內(nèi)外學(xué)者在利用光合細(xì)菌處理有機(jī)廢水方面也取得了一些成果。王劍秋等人發(fā)現(xiàn)紫色非硫光合細(xì)菌法（PNSB-SBR工藝）能有效處理高濃度淀粉廢水，并同時(shí)有效地積累菌體蛋白。在一定的環(huán)境條件下，CODcr去除率可達(dá)到70%~90%，處理效果穩(wěn)定[2]。范錚等人研究表明，采用光合細(xì)菌能有效處理對(duì)硝基苯胺溶液。當(dāng)對(duì)硝基苯胺的初始質(zhì)量濃度100mg/L、通氣量0.6m3/（m3•min）、溫度35℃、pH=7.5、光照度4800lx，經(jīng)72h處理后，降解率可達(dá)100%[3]。王玉芬等人采用馴化后的光合細(xì)菌球形紅細(xì)菌，在光照厭氧條件下，對(duì)氯代苯進(jìn)行生物降解，并對(duì)降解途徑進(jìn)行了研究。結(jié)果表明，球形紅細(xì)菌厭氧降解氯代苯是在適宜碳源存在下，由氯代苯誘導(dǎo)產(chǎn)生誘導(dǎo)酶以共代謝的方式進(jìn)行，降解途徑是先打開苯環(huán)生成小分子的氯代烷烴、再還原脫氯[4]。丁成采用不同濃度的含酚廢水對(duì)光合細(xì)菌馴化后，然后對(duì)光合細(xì)菌進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，并用海藻酸鈉-殼聚糖-活性炭微膠囊法對(duì)光合細(xì)菌進(jìn)行固定，使其在不同溫度和接種量條件下對(duì)含酚廢水進(jìn)行降解[5]。常會(huì)慶等人經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，固定化光合細(xì)菌可以有效改善富營(yíng)養(yǎng)化水體的質(zhì)量，并對(duì)水體中的COD、TN、NH4-N、硝酸鹽和TP都有較明顯的去除效果[6]。王慧榮等人采用光合細(xì)菌和活性污泥的組合技術(shù)來處理高鹽染料廢水，并考察了其除污效果以及PSB池在流程中的位置對(duì)去除污染物的影響。結(jié)果表明，PSB/活性污泥工藝對(duì)COD和色度具有很好的去除效果，適合處理高鹽染料廢水[7]。孔秀琴等人首先通過在高含鹽廢水中對(duì)光合細(xì)菌進(jìn)行馴化，馴化后的菌群能有效處理高含鹽有機(jī)廢水。在一定條件下，COD的去除率可達(dá)77%，保證出水水質(zhì)[8]。胡筱敏等人利用光合細(xì)菌降解2-氯苯酚，培養(yǎng)7d后，降解率可達(dá)57.26%[9]。席淑琪等人采用生物接觸氧化槽連續(xù)處理工藝，利用光合細(xì)菌對(duì)制革廢水中的高濃度有機(jī)廢水進(jìn)行處理。通過試驗(yàn)，確定了最佳的工藝條件[10]。孔秀琴等人研究了光合細(xì)菌及活性污泥法聯(lián)用工藝處理明膠生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的高濃度有機(jī)廢水的可行性。結(jié)果表明，“活性污泥+PSB”工藝有較強(qiáng)的去除鈣質(zhì)和耐沖擊負(fù)荷的能力，該工藝適合處理此種含高鈣、高氯、高堿明膠的廢水[11]。任小玉經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，高濃度有機(jī)廢水在自然凈化過程中會(huì)出現(xiàn)微生物生長(zhǎng)演替。首先是異氧細(xì)菌大量繁殖，它把高分子有機(jī)物分解成低級(jí)脂肪酸等低分子物質(zhì)，然后光合細(xì)菌通過降解低分子有機(jī)物，迅速增殖。一段時(shí)間后，光合細(xì)菌逐漸減少，并被活性污泥微生物和藻類取代[12]。實(shí)際生產(chǎn)中，可以充分利用自然凈化過程中微生物的生長(zhǎng)演替順序來人為地控制有機(jī)廢水的降解過程，從而使各微生物在不同階段發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)。除此之外，還有眾多學(xué)者通過試驗(yàn)，證明了光合細(xì)菌對(duì)味精廢水、酒糟廢水和TNT廢水等多種有機(jī)廢水，均具有明顯的去除效果。

2光合細(xì)菌法處理有機(jī)廢水的優(yōu)缺點(diǎn)

光合細(xì)菌在厭氧及微好氧條件下都能生長(zhǎng)，并具有以下優(yōu)勢(shì)[13]：1）可以耐受相當(dāng)高的有機(jī)負(fù)荷，可用于高濃度有機(jī)廢水的處理；2）脫氮除磷效果好；光合細(xì)菌利用廢水中的氮、磷作為營(yíng)養(yǎng)元素合成細(xì)胞物質(zhì)；另外，光合細(xì)菌能過量攝取廢水中的磷酸鹽，從而達(dá)到脫氮除磷的效果。3）光合細(xì)菌相較于甲烷菌，不產(chǎn)生沼氣，便于管理，且受溫度影響小；4）設(shè)備占地少，動(dòng)力消耗低，節(jié)省前期投資；5）光合細(xì)菌菌體無毒無害，蛋白質(zhì)含量高，并富含多種維生素，還含有輔酶Q10，抗病毒物質(zhì)等。光合細(xì)菌處理高濃度有機(jī)廢水，也存在著以下不足：1）需定期添加新鮮菌體，以彌補(bǔ)流失和老化的菌體；2）由于光合細(xì)菌個(gè)體小，依靠重力不易沉降，因此需用離心機(jī)或化學(xué)絮凝劑等方法來收集，增加了運(yùn)行成本；3）在利用光合細(xì)菌處理高濃度有機(jī)廢水時(shí)，還需要聯(lián)用活性污泥法等其他方法，方能達(dá)標(biāo)排放。

3應(yīng)用前景

今后，光合細(xì)菌有關(guān)技術(shù)的主要研究方向?yàn)閇1]：1）通過研究改進(jìn)處理設(shè)備結(jié)構(gòu)或工藝流程，使設(shè)備利用率和處理效率提高；如：采用光合細(xì)菌柱式生物膜法連續(xù)處理廢水工藝、利用固定化細(xì)胞技術(shù)等。王蘭等人研究發(fā)現(xiàn)，固定化大大提高了光合細(xì)菌的生長(zhǎng)速率，并提高了對(duì)養(yǎng)殖水的凈化能力[14]。毛雪慧等人研究發(fā)現(xiàn)，光合細(xì)菌固定化能夠顯著提高油脂的降解效率[15]。2）通過紫外線誘變或化學(xué)物質(zhì)誘變等方法，篩選出優(yōu)良菌種；3）由于單一光合細(xì)菌菌種不具備廣譜性，因此研究出以光合細(xì)菌菌種為主的混合菌劑，將會(huì)獲得更好的凈化效果；4）綜合開發(fā)副產(chǎn)品菌體蛋白的利用途徑，如飼料添加劑等，實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)價(jià)值。5）光合細(xì)菌的產(chǎn)氫機(jī)制，將會(huì)是今后的研究熱點(diǎn)，勢(shì)必推動(dòng)新能源規(guī)模化應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)。隨著光合細(xì)菌技術(shù)的發(fā)展，光合細(xì)菌在有機(jī)廢水處理方面將會(huì)展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力，必將帶來可觀的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。

作者:柴春鏡 單位:中北大學(xué)

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