糖密酒精废水的生物脱色及微生物群落结构分析

糖蜜酒精废水是一类高浓度的有机废水，废水中色素的含量较高，主要由酚类色素、类黑色素、焦糖色素等组成。色素的主要成分为酚类化合物及氨基氮化合物等，色素的抗氧化特性使得废水脱色成为糖蜜废水治理中的难点。利用微生物使糖蜜酒精废水脱色的相关研究起步较晚，脱色效果还有待提高。
　　 本实验采用富集培养技术，将取自糖厂处理甘蔗喷淋废水与糖蜜酒精废水的IC反应器底部的活性污泥加入到含不同浓度糖蜜废水的培养基中，对活性污泥进行驯化和富集，连续富集3次后，30℃时，糖蜜废水浓度为10%(v/v)时，菌群可使废水脱色24%、COD去除率为19.2%。为了进一步提高菌群的脱色能力，研究了不同废水浓度、不同废水组分、pH、温度、培养时间等对菌群生长、脱色率及COD去除能力的影响，单因素实验结果表明，菌群使废水脱色和COD去除的最佳条件为：10%(v/v)废水中添加0.5%葡萄糖、0.1%蛋白胨、0.1% KH2PO4、0.05% MgSO4·7 H2O、0.05% KCl，废水初始pH7.0，在37℃培养7d，废水脱色率达46.2%、COD去除率为38.5%。
　　 为了了解以上条件下微生物的群落结构与多样性，采用分子生态学方法构建了菌群中细菌16S rDNA文库并对代表性克隆进行测序，结果显示其中细菌主要分布在Firmicutes、Proteobacteria、Bacteroidetes的7个目中，分别是是Erysipelotrichales、Clostridiales、Lactobacillales、Xanthomonadales、Burkholderiales、Enterobacteriales、Bacteroidales。大多数细菌属于发酵型细菌，化能异氧型。结合DGGE技术对优化前后菌群中细菌和古细菌的种类和数量进行了分析，结果显示，与接种前的活性污泥相比，优化后细菌中Bacteroidales含量降低，Clostridiales、Enterobacteriales、Burkholderiales含量升高；古细菌优势类菌群由原来的Methanosarcinales、Methanomicrobiales变为Thermoplasmatales。实验结果为利用微生物调控糖蜜酒精废水的生物脱色提供了依据。