关键词:
制药废水
污水处理
生物降解
菌株筛选
摘要:
恩华药业公司生产中枢神经药物,其生产废水(简称EH废水)中含有内分泌干扰物和持久性有机污染物等,现有处理工艺存在处理效率低、运行成本高、缺乏工艺优化调控理论依据等问题。课题应用跨界原生质体融合技术(inter-kingdom protoplast fusion,IKPF),构建出特效菌株Xhhh,调节Xhhh基因表达提高EH废水降解能力,编制信息软件Ebis7,结合现场工程,以环境健康为目标,研究EH废水处理系统的优化技术,主要包括以下四个方面的内容:\n ⑴IKPF技术构建特效菌株Xhhh。针对EH废水,跨界融合三个亲本菌株(白腐真菌、土著细菌和酵母菌)原生质体,构建出特效菌株Xhhh。双抗鉴定和细胞形态扫描电镜(SEM)检测结果表明Xhhh有不同于三个亲株的抗生素抗性和细胞形态学特征;随机扩增多态性DNA(RAPD)检测结果表明Xhhh与三个亲株的遗传相似性为36%-38%,其中酵母菌与Xhhh遗传相似性最大。检测结果表明了Xhhh是三个亲株的融合产物。\n ⑵特效菌株Xhhh的性能优化调节。调节EH废水中生态营养条件(C:N:P)及Mn2+、Cu2+和Zn2+三种金属离子浓度,激发功能基因mnp/lip表达MnP/LiP的酶活性,优化Xhhh降解EH废水动力学性能。结果表明Xhhh的最大比生长率(μmax)为0.171d-1,是土著菌μmax的57%;Xhhh降解EH废水的最大比降解率(qmax)为0.593 d-1,是土著菌qmax的2.34倍。\n ⑶EH废水雄性小鼠精子毒性及环境健康预警。应用流式细胞仪、二乙酸荧光素-碘化丙啶(FDA—PI)双染色、瑞士染色等三种方法检测的结果表明,EH废水对小鼠精子具有生成、成活、致畸毒性。污水综合排放标准(GB8978-1996)一级标准对COOCr指标的要求,不能消除EH废水毒性和保护环境健康。\n ⑷编制Ebis7软件整合Xhhh优化技术。建立数学模型,整合调节Xhhh特效性能优化和现场工程运行的研究结果,编制成信息软件Ebis7,实现Xhhh处理EH废水的技术优化。结果表明,在实验室优化条件下Xhhh处理EH废水的污泥负荷率可提高3倍,所需曝气池体积可降低74%(和土著菌相比);在现场工程中,Xhhh处理制药废水(12%EH废水+88%生活污水)污泥负荷率为0.157 d-1,是土著菌污泥负荷率的2.07倍,所需最小曝气池体积为450m3,是土著菌处理制药废水所需曝气池体积的49%,能够实现该废水达标排放并且消除环境健康威胁。综上所述,通过IKPF创造特效菌株,调节融合菌株特效性能,并借助信息软件整合优化技术,是实现制药废水安全排放,保护人体及环境健康的有效方法。