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浅析微生物降解含酚废水

摘要：微生物降解法处理含酚废水作为一种简便、高效的处理方法，具有传统方

法所无法比拟的优点。文中从降酚菌的来源、苯酚的生物降解途径以及固定化微

生物技术在处理含酚废水中的应用等方面介绍了微生物降解法处理含酚废水的

过程。预期该领域具有十分广阔的应用前景。

关键词：微生物降解苯酚代谢途径固定化微生物

苯酚及其衍生物是被广泛应用于染料、农药、医药合成等行业生产中的原料

或中间体，是工业排放废水中主要的有害污物组成成份，是最常见的水体污染物。

水中含酚量l0mg/L时，鱼类等水生生物不能生存；含酚量l00mg/L的水若用于

灌溉，必将导致农作物的减产和枯死。据国家环保总局统计2003年我国酚类物

质排放量约为3000吨。由于苯酚是“三致”（致癌、致畸、致突变）污染物，未

经处理直接排放不仅会使受纳水体BOD值增大，还会毒害水生生物的生存，

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破坏水生生态系统，因此苯酚被列入国家环保总局1989年通过的“水中优先控

制污染物黑名单”中。对于含苯酚废水的处理，传统多采用化学法和物化法，如

溶剂萃取法、活性炭吸附，大孔聚苯乙烯树脂吸附脱酚，化学氧化等，但对于高

浓度含酚废水的处理，虽然萃取法对酚类物质去除率很高，但有机溶剂会造成对

环境的二次污染，吸附法由于活性炭需再生因而增加了处理成本，与萃取法和活

性炭吸附法相比，微生物降解法不仅经济、安全，而且处理的污染物阈值低、残

留少、无二次污染，其应用前景广阔，为此国内外学者对如何利用微生物处理废

水中的酚及其衍生物进行了大量的研究。根据国内外最新研究报道，下面就降酚

菌的来源、微生物降解苯酚的代谢途径以及固定化微生物技术在处理含酚废水中

的应用等方面作一介绍。

一．降酚菌的来源

1.降酚菌的筛选、驯化与保存

近几十年的研究表明，许多微生物经长时间的驯化后具有降解苯酚的能力。

如某些细菌、藻类、酵母菌、真菌等。从自然界中筛选具有降酚能力的菌株大多

采用富集培养技术，其大致方法是：首先将收集到的标本如活性污泥予富集培养

基中增菌；然后选用合适的方法获得单菌落；再将菌体接种于含酚的筛选平板中

获得苯酚降解菌。苯酚降解菌种的培养液配方是在基础培养液中添加一定浓度的

苯酚配制而成，接种用活性污泥取自某炼油化工厂废水处理车间生化反应池，取

下层污泥20mL接种于含100mL基础培养液的培养瓶中，置于35℃恒温水浴

摇床中振荡培养，摇床转速采用150r/min。驯化时以苯酚为唯一碳源，控制培养

液pH在7.0左右。因苯酚对生物具有毒害作用，驯化时采取逐步提高其浓度的

方式来进行，同时设置空白对照实验。培养后的微生物经离心分离洗涤后，用

pH7.0的磷酸盐缓冲液配制成一定浓度的菌液，置于5℃冰箱中保存。

2.降酚菌降解苯酚实验的结果与讨论

配制一定苯酚浓度的模拟废水置于250mL培养瓶中，根据实验条件，添加

一定量的驯化微生物，调节溶液pH值和反应温度，置于上述摇床中进行苯酚的

生物降解实验，每隔一定时间取样分析培养瓶中苯酚浓度和微生物量，同时，设

置不加微生物的空白实验进行对照。

2.1微生物降解苯酚的最大浓度

微生物降解有毒有机化合物时需考虑化合物浓度本身对降解性能的影响。芳

香类有机物通常在低浓度时可被微生物降解，但浓度较高时则表现出对微生物的

强烈毒性，为考察苯酚的最大降解浓度，分别配制150mL苯酚浓度为0mg/L、

300mg/L、400mg/L、500mg/L、600mg/L和700mg/L含基础培养基的模拟水样，

置于250mL培养瓶中，各加入2.5mL菌液（细菌干重0.28mg/mL），调节pH值

至7.0，置于35℃恒温振荡器中培养8h后测定溶液中苯酚浓度，作不同初始浓

度下苯酚的降解速率曲线，结果如图1所示。

图1苯酚初始浓度(mg/L)

从上图可以看出，苯酚初始浓度较小时，降解速率随基质浓度的提高而增大，

当浓度超过500mg/L以后则表现出对微生物降解的抑制作用，进一步提高苯酚

浓度，抑制效应急剧增强，浓度为700mg/L时的降解速率仅为500mg/L时降解

速率的43%。

2.2微