污水強度的高波動對污水處理廠的高效處理工藝提出了限制。傳統(tǒng)的污水處理廠通常采用生物處理工藝，基于細菌的廢水處理工藝在當前占主導地位，但在污水強度較低的硝化和反硝化室中，氨基氮去除面臨挑戰(zhàn)。因此，無效的污水處理會使未經(jīng)充分處理的污水排放到水道中而造成(點源)污染、水質(zhì)惡化導致水體富營養(yǎng)化或缺氧等現(xiàn)象，而不達標的污水排放對人體健康的潛在危害是一個緊迫的環(huán)境問題。
生物修復真菌作為一種有效的工業(yè)廢水處理方法受到了廣泛的關注，并被證明是一種有吸引力的替代方案。白腐菌是擔子菌亞門的真菌,因腐朽木材呈白色而得名，是能夠降解木材主要成分的微生物之一。白腐菌能分泌一組胞外酶，包括木質(zhì)素過氧化物酶、錳過氧化物酶和漆酶。這些酶允許真菌分解利用有機質(zhì)作為能量和營養(yǎng)源。相比之下，在傳統(tǒng)的廢水處理中，細菌的類型依賴于工藝，而工藝要求特定種類的細菌產(chǎn)生特定的酶來降解特定的目標污染物。真菌菌球外細胞的菌絲生長提供了對抑制化合物的抗性，比細菌表現(xiàn)出更有利的特性。利用真菌的優(yōu)勢特性，馬來西亞科班薩大學的研究人員評估了無菌條件下，預生長的野生塞爾維亞靈芝菌絲體小球（GLMPs）在處理合成生活污水中的潛在應用。采用不同的初始COD/N比模擬污水在污水處理廠中的負荷波動，評價了真菌處理廢水的性能。本研究在小型間歇式生物反應器中進行，以測定菌球在生活污水中對于常見污染物的性能。
在初始pH值分別為4、5和7，化學需氧量（COD）與氮（COD/N）比為3.6:1、7.1:1、14.2:1和17.8:1（C3.6N1、C7.1N1、C14.2N1和C17.8N1）的條件下，對預生長的野生塞爾維亞靈芝菌絲體小球（GLMPs）在4種不同合成生活污水中的性能進行了評價。根據(jù)在污水處理廠進水池采樣的城市生活污水特性，選擇了恒定氨基氮濃度（NH3-N）下的COD/N比值。實驗期間定期測定pH、COD、NH3-N等參數(shù)。與較低的COD/N比值相比，C17.8N1污水具有最佳的COD和NH3-N去除率，在pH值為4的酸性環(huán)境中處理時間最短。COD和NH3-N去除率最高分別為96.0%和93.2%。
在形態(tài)學研究中，使用光學顯微鏡（LM）和變壓掃描電子顯微鏡（VPSEM）對廢水-GLMP相互作用進行形態(tài)學驗證，以評估真菌對NH3–N污染物的吸附性能（圖1）。與未經(jīng)處理的GLMP（透明菌絲體顆粒：綠色箭頭：圖1（A））相比，GLMP以增加的COD/N梯度方式（C3.6N1；C7.1N1；C14.2N1和C17.8N1）表現(xiàn)出NH3-N的吸收，這與灰色顆粒顏色增加相對應（圖1（B）–6（E）：紫色箭頭）。在圖1（A）中，GLMP具有未分解的（LM中的綠色箭頭；VPSEM中的光滑顆粒表面）交織菌絲的球形（表示健康顆粒），盡管GLMP在處理后仍保持其球形和橢圓形，但在LM和VPSEM的凹陷中，毛狀菌絲的變化更明顯（有較長突起的不健康顆粒），因為真菌自溶可能表明吸附了NH3-N。對于處理過的GLMP，藍色箭頭（凹陷）顯示了沉積在菌球表面的污染物，這個碗狀凹陷顯示了沉積在真菌顆粒上的殘余氨的平衡。低COD/N和高COD/N比的顆粒形態(tài)沒有太大差異；然而，圖1（C17.8N1）顯示了最高的灰色顆粒著色。形態(tài)學觀察表明，GLMP成功地吸附了試驗合成污水中的NH3-N。
圖1. 塞爾維亞野生靈芝菌絲球(GLMPs)在初始pH值為4的合成污水中處理。光學顯微鏡四倍倍率（LM-左圖）和變壓掃描電子顯微鏡（VPSEM-右圖）(A) 對照：未經(jīng)處理的GLMP；(B) C3.6N1中處理的GLMP；(C) C7.1N1中處理的GLMP；(D) C14.2N1中處理的GLMP；(E) C17.8N1中處理的GLMP；圖距：(LM) = 150 µm, (VP-SEM) = 10 µm.
結果表明，野生塞爾維亞靈芝菌株BGF4A1具有去除合成生活污水中污染物的潛力。在所有試驗參數(shù)中，最高碳氮比（COD/N）效果最好，COD和NH3-N去除率分別為96.0%和93.2%。實驗還證明，在pH值為2.5～3.5的酸性環(huán)境中，該菌能有效地工作，與文獻研究相符。對合成污水的研究結果初步揭示了野生塞爾維亞GLMPs在處理生活污水方面的潛力，有必要進一步研究這種真菌對實際生活污水的處理效果，以使其完全適應實際應用。（來源：菌物健康）
APP下載
