光合细菌厌氧反应器对鸡粪污水处理研究

摘要：光合细菌对高浓度有机废水具有较好的适应性和处理能力，特别是作为一个预处理畜牧业对后续污水处理可以产生重要的影响。鉴于有针对性的选取适当的厌氧光合细菌，所以从畜牧业的鸡粪水中筛选出最适合的厌氧光合细菌，进行培养，制作成光合细菌厌氧反应器，从而对畜牧的鸡粪水进行处理。

关键词：光合细菌 分离筛选 污水净化 降解

随着我国经济的飞速发展畜牧业的发展也日渐增长，畜禽规模化养殖己成为现阶段畜牧业发展的总体趋势。与此同时，规模化饲养也造成畜禽排泄物过度集中，给生态环境带来了极大的影响，据统计畜禽废弃物占农村总废弃物的80% 以上。现在，畜禽粪便与工业污水、生活污水并列成为水环境污染的三大源头之一。畜禽废水具有高有机物、高悬浮物、高氨氮、臭味大、水质变化大的特点，是造成许多重要水源地、河流、水库严重污染和富营养化的一个主要原因[1-3]。

光合细菌（ P otosynt etic bacteria， PSB） 是近些年来研究治理有机污染较为有效的一种兼性厌氧菌，它在自然界的碳素、氮素、硫素转化循环中起重要作用，菌体本身无毒，含有多种营养物质和生理活性物质，其中的许多种能耐受高浓度有机物，因此可以在较“恶劣”的环境下发挥处理有机废水的作用[4-5]。

1.实验部分

1.1实验仪器与药品

实验仪器：optizen 2120UV 型紫外可见光分光光度计、化学耗氧量测定仪、PHBJ-260型pH计、HT1500型TOC分析仪、水杨酸-次氯酸盐光度法。

培养基：KH2PO4、K2HPO4、NH4Cl、MgSO4、琼脂、酵母高、等

1.2实验水样

实验水样取自于东陵区南部某养鸡场鸡粪，用水稀释获得。

1.3光合细菌的筛选

实验用光合细菌（ PSB）菌种为本实验室从鸡粪中分离得到的光合细菌混合培养液。根据《伯杰氏细菌鉴定手册》第八版和《常见细菌系统鉴定手册》中对光合细菌各种属的检索步骤及特征描述，对分离得到的主要光合细菌菌种进行初步鉴定。

1.4测定项目及分析方法

首先对鸡粪水进行稀释。同时，制作培养基，对培养基进行接种鸡粪水中的细菌，对其进行厌氧培养和进行筛选光合细菌厌氧菌落。通过筛选出来的厌氧细菌制作光合细菌厌氧反应器。而后，用光合细菌厌氧反应器对污水进行处理。最后，对用厌氧细菌处理过的鸡粪水用水质分析仪进行测定，测定总氮（TN）、氨氮含量、化学需氧量（CODcr）、OD值、pH值。

2.分析与研究

2.1光合细菌生长的影响因素

（1）温度对光合细菌生长的影响

取生长期厌氧光合细菌菌液1ml，加到液体培养基中，分别在15 、20 、25 、30 、35温度条件下光照厌氧培养9 h 后，测定OD，确定不同温度对厌氧光合细菌生长的影响，实验结果显示厌氧光合细菌适宜生长温度是25～ 35，其中在30时生长最好。

（2）pH值对光合细菌生长的影响

选择稀释粪水配制pH 值为6. 0、7.0、8. 0 的三组实验结果表明。培养后，光合细菌的生长浓度差别不大，但以初始pH值为6. 0的浓度略高，并且随着培养时间的递增，pH 值以每天0. 08 的速率提升。经过分析，在较低的初始pH 值的情况下，粪水中的酸化菌受到的抑制作用较小，能够将大分子有机物分解为简单有机物，有助于被光合细菌所利用，从而促进了光合细菌的生长，因此本研究选择初始pH 值为6. 0作为反应器进水的指标。

（3）不同光照强度对光合细菌生长的影响

不同光照强度实验结果表明，光照越强，光合细菌生长的越旺盛，在光照强度在7000Lux-10000Lux条件下培养的菌液比3000Lux-5000Lux条件下提前30小时变为深红色。所以，本实验在处理废水的过程中采用阳光直射和日光灯配合的方法。

2.2分析

根据上述实验结果，确定实际应用的具体方法：光合细菌厌氧处理鸡粪水，温度在30度左右，pH值为6.0，并且在阳光直射与日光灯配合下进行时效果最佳。

2.2.1对鸡粪水中氮及COD的去除

废水生物脱氮工艺中氮的转化只要是通过硝化作用将氮转化为硝酸盐氮，在通过反硝化作用将硝酸盐氮转化生成氮气从水中释放出来。

对鸡粪水中氮及COD的去除率见表1。

3.讨论

实验结果表明，光合细菌厌氧反应器处理鸡粪水从技术上是可行的，通过在最适宜的的条件下，对COD的去除率达到44.83%，TN的去除率大道27.38%，NH3-N的去除率为28.65%，NO3-N的去除率达到12.37%，对有机物的去除能力良好，但是对于脱氮的能力一般。本研究方法作为鸡粪水的前期预处理工艺一般。不能达到直接排放标准。因此，经过光合细菌厌氧器处理后的废水还需要进一步的后续处理，例如培养藻类、氧化沟、氧化塘，以及其他的化学混凝法等等。

总之，现在光合细菌厌氧器对高浓度的有机废水处理能力一般，在前期的预处理过程中适用效果良好，但是需要进一步的后续处理。

参考文献：

[1]李远. 我国规模化畜禽养殖业存在的环境问题与防治对策[J]上海环境科学， 2002， 10（ 21） ： 597- 599.

[2]吴淑杭， 史家木梁， 徐亚同， 等. 猪场粪便污水PSB 液肥化及其应用研究[J]. 农业环境科学学报， 2007， 26（ 1） ： 265- 268

[3]李自刚. 农业有机固体废弃物堆肥过程中微生物多样性与物质光合转化关系研究[D]]. 南京农业大学博士学位论文， 2006.

[4]韩梅， 陈锡时， 张良， 等. 光合细菌研究概况及其应用进展[J]. 沈阳农业大学学报， 2002， 10（ 5） ： 387- 389.

[5]高卫东， 张士玮. 光合细菌的生态意义及应用初探[J]. 兰州教育学院学报， 2005（ 1） ： 61- 64.