嗜盐菌的特性与高盐废水生物处理的进展


论述了嗜盐菌的形态特征、营养构成、生理特性和嗜盐机理,以及利用其特性在含盐有机废水处理中的应用,综述了国内外生化处理高含盐量有机工业废水的实验研究成果、在实际废水工程中的应用及其发展方向。对嗜盐菌的培养与驯化有一定的参考价值,对含盐废水处理工程的设计与运行有指导意义。

高含盐量废水是指含有有机物和至少3. 5%的总溶解固体物TDS( To tal Di sso lv ed Solid)的废水 ,在这些废水中除了含有有机污染物外,还含有大量的无机盐,如Cl- 、SO2-4 、Na+ 、Ca2+ 等离子,这些盐的存在对常规生物处理有明显的抑制作用。

因此有必要探讨在高盐环境中仍能降解有机污染物的特殊微生物,即耐盐微生物和嗜盐微生物。本文研究的重点是嗜盐菌。

嗜盐菌一般生长在盐湖、盐碱湖、死海、盐场和海洋中,我国嗜盐微生物资源十分丰富。由于嗜盐菌具有独特的结构组成、生理功能和代谢产物,许多学者对其在生物电子、能源开发、发酵生产、环境保护等领域开展了应用研究。

本文对嗜盐细菌的形态、生理特性、遗传等特性作了详细描述,并综述了利用其特性对高含盐量有机工业废水进行生物处理的应用研究。

1 嗜盐菌的特性

1. 1 嗜盐菌的分类

根据细菌最佳生长所需的盐浓度(一般以NaCl计)的不同,细菌可分为非嗜盐菌、海洋细菌和嗜盐细菌。

非嗜盐菌是指在含盐浓度不高于1%的介质中能良好生长 ,在普通生物法的活性污泥以及在淡水和陆地生态系统中主要含有这种细菌。

海洋细菌,也称弱嗜盐菌,是指适于生长在含盐浓度为1%~ 3%的介质中。这种微生物既具有耐盐菌的特性,同时在高盐环境中又能和嗜盐菌共存。

嗜盐细菌是指只有在含盐的环境才能生长的微生物,在种属上可分为嗜盐杆菌属、嗜盐球菌属、嗜盐碱杆菌属、小盒球菌属等。按最适宜生长所需的盐量,分为中度嗜盐菌和极端嗜盐菌。

中度嗜盐菌指在含盐浓度为3%~ 15% 的环境中能良好生长的微生物,主要是真细菌群落。极端嗜盐菌是指在含盐浓度为15%~ 30% 的介质中也能良好生长的微生物,最适宜生长浓度为20%~ 25% , 甚至在饱和浓度中也能生长。

1. 2嗜盐菌的生态与营养结构

嗜盐菌为革兰氏阴性菌,多为好气化能异养,能利用的碳源十分广泛,适宜于偏碱性的环境( pH为9~ 10) ;该种群具有极高的生长速率,其时代周期约为4 h;菌体多为圆形,直径为2~ 4 mm;外观呈红色、紫色或浅褐色;不运动或丛鞭毛运动;这些异养型和自养型的中度和极端嗜盐菌的特性非常适用于处理含盐有机工业废水。

嗜盐菌的生长需要很复杂的营养结构,一些细菌在葡萄糖、氨和无机盐的介质中就可生长,但大多数嗜盐菌都需要诸如氨基酸或维生素等生长因素。