当前世界环境

介绍

啤酒厂废水中含有有机废物，污染程度取决于啤酒生产过程和过程中用水量的能力(Olafadehan和Aribike, 2000;Driessen and Vereijken, 2003)。利用微生物进行生物处理是目前污水处理系统中一个值得研究的方向。生物处理系统适用于处理含有溶解性和悬浮性有机物的啤酒废水。该系统利用微生物活性在分子O的帮助下氧化有机化合物₂成有限公司₂，水，和一个新的细胞(Bitton, 2005;Nusanthary等, 2012)。环境中的降解过程通常是由一群微生物共同完成的，而不是由一种微生物单独完成的(汤普森)等, 2005)。处理系统,它使用一个混合微生物培养物将提供的结果比单一文化更有效,因为细菌的分解代谢的活动文化互补和由此产生的分解产品的文化可以通过其他文化进行进一步的分解过程,可以帮助改善废水氧化有机物(Jadhav等, 2008)。本研究旨在获得最佳的微生物组合来处理废水，最终使排放到环境中的啤酒废水可用于生命过程。

材料和方法

啤酒废水取样

啤酒废水样品来源于巴利昂的PT. Storm Beer, Bedugul,Baliand，采用抓取法(Kardono, 2008)。

啤酒废水降解菌的分离

采用沉淀法和1.0g (nhh)矿物液体培养基从啤酒废水污染的土壤中分离出细菌₄）₂所以₄；1.0 g KH₂宝₄；3.6 g Na₂HPO₄；1.0g mgso.₄.7H₂O;0.01 g Fe (NH₄)年代;1.0 g CaCl₂.2H₂O;和0.5克酵母提取物(全部每升蒸馏水)。将培养基的pH调至7，然后在121下进行高压灭菌^oC持续15分钟，并在37℃下孵育48小时。将分离物储存在-20的40％甘油（v / v）中^oC.用营养琼脂培养基接种细菌，再用营养肉汤培养基培养，37℃孵育48小时(Khehra等, 2006)。

细菌细胞的生长

从分离物中获得的细菌分离物，进一步培养，3500 rpm离心30分钟，然后用0.8% NaCl溶液洗涤细胞颗粒，稀释至10 mL。利用分光光度计在660 nm波长下每24小时预测细菌细胞数量的增长(Waluyo, 2004)。

细菌分离物的选择

利用分光光度计测定细菌接种物培养早期的浊度(光密度，OD)，通过污染物参数(COD、BOD和TSS)筛选潜在菌株。从分离得到的细菌分离株进一步培养，在3500 rpm下离心30分钟，用0.8% NaCl洗涤至干净，然后在660 nm波长下用0,8% NaCl稀释10 mL细胞悬液至250 mL，将OD调整为OD5。此外，调整每个分离物的OD后，再加入750 ml啤酒废水。而另一个桶作为对照只添加了1升的啤酒废水。采用曝气器对每个桶进行曝气，并对不同天数进行分析。经过对各细菌分离株的污染物性能参数的测量，使其获得最佳的单个分离株，使其能够降低有机物含量浓度。采用APHA、AWWA、WEF(1998)和Bridgewater规定的标准方法，对每个水样进行生化需氧量(BOD)、化学需氧量(COD)、悬浮物总量(TSS)、温度和pH等5个污染物参数的分析等, 2008年。在此基础上，选择对啤酒废水降解能力最好的菌株组成微生物联合体，并根据污染物参数进行降低啤酒废水浓度的再次试验。

识别的细菌

细菌的鉴定使用的工具包MicrogenTM GN-ID A + B小组是由细菌已经孵化的隔离在NA媒体24小时7循环,溶解在10毫升无菌0.85%氯化钠溶液和20µL是用移液器吸取到每个Microgen面板的装备,然后将矿物油加入到特定的面板井中，并孵育24小时。24小时后，在特定板中加入20µL试剂。测试结果的读取是通过将每口井的颜色变化与可用的颜色表测试面板进行比较(Hadioetomo, 1993)。

结果与讨论

分离细菌和细菌生长阶段

采用连续稀释法从啤酒废水污染土壤中分离得到11株菌落，菌落形状、颜色、边缘、大小等不同形态特征，见表1。

表1:菌落形态特征

一般来说，如果微生物生存的地方或位置的营养物质得到满足，微生物就能够生存。细菌可以利用啤酒废水中的有机物质作为所需的营养物质来生长和产生生物量(Bitton, 2005)。微生物生物量浓度的增加与提供足够的生长营养密切相关，环境条件适宜支持微生物的生长和活动，使有机物在相对较短的时间内分解溶解(Bitton, 2005;Sumarsih, 2003)。对11个细菌分离株细胞生长到平均阶段的研究结果发现，在第2个观察天，出现了指数阶段如图1所示。

用分光光度计测量培养浊度，可以测定细胞质量。指数阶段在研究的两天内实现。根据希等.，(2006)指数阶段表明微生物酶系统已经适应利用培养基成分来生长。经过驯化过程后，酶系统将与底物中已有的组分相一致，从而使微生物的降解能力增加。

微生物联盟的降解活性试验

通过对11株细菌分离株的能力试验确定细菌联合体的形成。性能测试结果表明，3种菌株均能降解废水，并与其他菌株相比，以污染物参数BOD、COD和TSS进行了对比。这三种细菌的代码都是NGS4, NGS5和NGS7。NGS4、NGS5和NGS7菌株在一定时间内COD降低量分别为2224.26±853.9;1724.28±864.8;分别为2367.45±604人。NGS4、NGS5和NGS7菌株在一定时间内对BOD的降低量为317.11±25.1;302.89±29.4;和分别为350.68±9.4。NGS4、NGS5和NGS7菌株在一定时间内对TSS的降低量为2493.25±274.5; 1722.50±167.9 and 2660.5±421.7 respectively. The results of the study to the pH value by isolates NGS4, NGS5 and NGS7 at a certain time were 6.51±0.4; 6.59±0.4 and 5.98±0.6 respectively. The results of the study to the temperature value by isolates NGS4, NGS5 and NGS7 at a certain time were 26.97±0.8; 27.82±1.1 and 26.74±1.2 respectively for all data are presented in Fig. 2.

根据Hidayah和Shovitri(2012),微生物能够生活的基础上竞争能力与其他微生物在争夺营养和基于营养物质在介质的类型,如果环境和营养按照微生物的起源,他们会适应得更快。能够更快适应环境的微生物将提高它们分解废弃物中有机物质的能力。Komarawidjaja(2007)指出，温度和pH值是影响微生物种群增加和微生物分解有机物能力的环境因素。显微镜观察三个菌落的结果均为革兰氏阴性菌，呈罗勒细胞形态(图3)。所有菌株均能在35-37ºC的最适温度下生长。细菌种类鉴定的研究结果采用MicrogenTM kit GN-ID A + B panet，结果如下:克鲁杆菌NGS4 sp.压力,假单胞菌荧光NGS5,气单胞菌属sp. strain NGS7(图4)。

然后将三种选定的细菌分离物重新测试它们以分离物或混合组合的组合以分离物或混合组合而降解啤酒废水以确定它们之间的协同作用，即分离NGS4，NGS5和NGS7。组合1是分离物NGS4和NGS5的组合，组合2是分离物NGS4和NGS7的组合，并且组合3是分离物NGS5和NGS7的组合。混合物的组合是所有三个分离物NGS4，NGS5和NGS7的组合。在降低COD值时分离和混合组合的能力表明组合1，组合2，组合3，混合组合和对照的平均值为882.64±28.15mg / L，859.981±15.62 mg / L，868.384±29.10 mg/ L，633.69±48.18 mg / L分别为886.216±19.69 mg / L.在处理后，具有微生物联盟组合的BOD值显示出组合1，组合2，组合3，混合组合和对照的平均值为294.174±7.12mg / L，280.61±13.46mg / L，319.246±12.71 mg / L，199.09±87.82Mg / L和312.646±2.26 mg / L（图5）。

结果表明，在啤酒废水处理过程中，COD和BOD值有所下降。COD值会因有机物氧化而降低，但由于产生了一些难以降解的物质而高于BOD。COD和BOD浓度的降低受能分解悬浮或溶解在啤酒废水中的有机物的活性微生物的影响。为微生物代谢提供能量的系统中有机物的氧化可能导致BOD和COD的降低。废水中所含有机物为好氧微生物的代谢提供了底物，培养时间的延长可降低COD和BOD的浓度。此外，曝气时间长短也会影响BOD和COD的降低(Metcalf and Eddy, 2003;Suhendrayatna等等。，２０１２）．结果显示下降的价值微生物财团的TSS的组合处理后即组合1、2组合,组合3混合组合和控制是2160±87.68 mg / L, 2531±64.77 mg / L, 2139±38.75 mg / L, 848.9±206.61 mg / L和189.78±3744 mg / L分别(图6)。

TSS是通过膜过滤器过滤的废水中悬浮固体的数量，TSS值的减少越小，表明发生的废水生物降解过程越小(Wirda和Handajani, 2011)。TSS值的降低是由于颗粒沉积因素和悬浮颗粒的有机物分解过程被微生物溶解造成的。废物中的有机化合物被细菌通过分泌酶水解复杂的有机化合物(淀粉、蛋白质和脂肪)为更简单的化合物，在第一阶段，复杂的化合物转化为简单的化合物，如糖、甘油、脂肪酸和氨基酸。这些简单的化合物被用于细菌的新陈代谢，随后将进行其他过程，有氧和厌氧能量因此产生CO₂， H₂O和代谢废物以简单的泥的形式沉淀，因此，通过这种机制，有机污染物物质在废物中将会减少(Radojevic和Vladimir, 1999)。此外，曝气作为氧气的供给者，使微生物可以在水中有氧气的情况下生长和繁殖，所以它足以吸收和消化有机杂质(Arixs, 2009)。试验结果表明，组合1、组合2、组合3、混合组合和对照的平均pH值分别为6.07±0.5、6.30±0.6、6.31±0.5、6.85±0.9和5.48±0.2。而温度值显示组合1、组合2、组合3、混合组合和对照的平均值分别为25.84±0.4、26.26±0.3、25.9±0.7、28.39±1.6和24.72±0.4(图7)。

氢离子浓度（pH）表示给定温度下酸性或碱性特征的强度。pH值的测量是确定水质中最重要和最常用的测试之一（Choudhary等。，2011）。废水中pH的变化表明，微生物的活性降解有机物。将蛋白质和有机氮的降解成铵（NH₄)提高pH值，变成碱性。随着pH值的增加，水解过程发生变化⁺用于催化多糖，脂质和蛋白质上的键终止（哈拿塔et al。, 2012)。温度是水生环境中最重要的因素之一。温度也影响氧在水中的溶解度(辛格等等。，2005)。随着废水温度的升高，有机物的降解速率加快，微生物的生长速率(微生物总数的增长、酶的合成速率和酶的失活速率)加快，气体在水中的溶解度降低，如O₂、有限公司₂，n₂和CH₄．此外，曝气也会引起废水温度的升高(Haslam, 1995)。结果表明，分离菌株组合与混合菌株组合之间的协同作用表现出不同的能力。混合菌体组合比单菌培养和多菌体组合更能有效地降解啤酒废水中的有机物含量。根据Cahyonugroho和Hidayah(2008)和Jadhav等等。，(2008)废水是一种化合物的复杂混合物，每种细菌对其降解能力有限。细菌联合体可作为废水回收的启动剂。因此，细菌培养物的分解活性的存在是相辅相成的，产生的分解产物可以被其他培养物进一步分解，从而有助于改善废水中有机物的氧化。多样性可以提高群落的稳定性，因为存在更多样化的物种，结果是群落能够适应不同的环境条件(Worm和Duffy, 2003)。此外，不同属的细菌可以在一个环境中共同工作，并通过代谢物的相互作用而存活，因为混合培养具有更彻底的检修能力，对有毒代谢物有更高的耐受性(De Souza)等, 1998;Mlynarz and Ward, 1995)。

结论

能够降低污染物参数值的最有效的微生物组合组合是混合组合（克鲁杆菌NGS4 sp.压力,假单胞菌荧光NGS5,气单胞菌属处理12 d后，COD、BOD、TSS分别为633.69±48.18 mg/L，降解率分别为66,06%、199.09±87.82 mg/L，降解率为78.91%、848.9±206.61 mg/L，降解率为90.50%。

确认

作者感谢PT. Storm Beer为研究和废水处理厂(PT. IPAL) Suwung-Bali提供的啤酒废水分析助理样品。

参考文献

1. 工业废水处理技术:颗粒活性炭对有机物的吸附研究，J。国家行业集团公司。Soc。化学。英格， 19(1,2): 50-57(2000)。

2. 德莱森，W.，丹·维雷肯，T.啤酒废水生物处理的最新进展，酿酒协会和协会大会，赞比亚(2003)。

3. Bitton, G。,废水微生物学，第三版，John Wiley和Sons Inc，新泽西州（2005年）。

4. Nusantary, DL, Colby, ER, Santosa, H.，生物介质活性污泥的生活污水处理，杂志化工技术与工业， 1(1):454-460(2012)(印度尼西亚)。

5. 陈志强，陈志强，陈志强，陈志强，生物修复技术的研究进展，微生物学与生物工程学报，vol . 32, no . 1, no . 1环境微生物学， 7(7): 909-915(2005)。

6. Jadhav, S. U.， Dawkar, V. V.， dan Govindwar, S. P.，分散染料棕3REL的生物降解的半乳菌土霉菌TCC 1360和芽孢杆菌sp. VUS，生物技术和生物过程工程， 13: 232-239(2008)。

7. Kardono，印度尼西亚环境实验室的要求和条件，杂志环境工程，9（2）：109-120（2008）（印度尼西亚）。

8. 陈志强，陈志强，陈志强，等。厌氧-厌氧顺序生物反应器降解偶氮染料C. I.酸性红88的研究。染料和颜料， 70: 1-7 (2006)

9. Waluyo,路德一般微生物学， Muhammadiyah大学出版社，Malang(2004)(印度尼西亚语)。

10. APHA,美国自来水厂协会(AWWA),经济论坛,标准方法检查水和废水（第20 Edn。），华盛顿特区：美国公共卫生协会（1998年）。

11. Bridgewater, A.， Conner, B.， and Slezycki, M.，伍斯特酿造公司工艺的环境影响最小化(本科论文)，伍斯特理工学院化学工程学院理学学士学位，伍斯特(2008)。

12. Hadioetomo, r.s.， Basic实践微生物学:基础实验室技术和程序， PT Gramedia Pustaka Utama，雅加达(1993)(印度尼西亚语)。

13. Sumarsih，S.，基本微生物学，农业学院土壤科学系，北大，日惹（2003）（印度尼西亚）。

14. Hidayat，N.，M.C Padaga和S. Suhartini。工业微生物学， ANDI，日惹(2006)(印尼语)。

15. Hidayah，N.和Shovitri，M，适应有氧细菌分离生产者氢气中的生产者氢气，杂志科学与艺术学院， 1:16-18(2012)(印度尼西亚语)。

16. Komarawidjaja，W。，在纺织废水处理中有氧微生物作用，杂志环境工程， 8(3): 223-228(2007)(印度尼西亚语)。

17. 梅特卡夫丹·埃迪，2003年。污水工程:处理、处置与回用，4^th麦古洛希尔出版社，纽约(2003)。

18. 植物还原法去除城市污水中BOD、COD和TSS:一种实验室规模的水生植物比较香蒲Latifolia和蔗糖Spontaneum，国际工程与创新技术杂志(IJEIT)，2（6）：333-337（2012）。

19. Wirda, F. R.和Handajani, H.在批量反应器中以比例1：2的额外水变化在液相Biowasty中的有机化合物的降解，Technology Countsence研究所万隆（2011）（印度尼西亚）。

20. Radojevics, M.和b.n. Vladimir，实际环境分析，英国皇家化学学会，剑桥(1999)。

21. Arixs,扩展曝气系统更有效和高效的废水处理，http：url：file：// h：/ bahan％/ 1％202009 / mod.php.htm引用：2013年12月05日

22. Choudhary, R.， Rawtani, P.， Vishwakarma, M.， Kolar, Kaliasote和Kerwa大坝三个人工水库饮用水水质参数的比较研究，杂志当前世界的环境,6 (1): 145 - 149 (2011)

23. 生物天然化粪池对有机废物的生物降解研究，北京大学学报(自然科学版)杂志科学与艺术学院， 1(1):23-26(2012)(印度尼西亚语)。

24. Singh, r.p.和Mathur, P.， Rajasthan Ajmer city淡水水库物理化学特征变化的调查，印第安纳州。j . Env.， 9: 57-61(2005)。

25. 海斯蓝,米,河流污染:生态学视角， Belhaven出版社，伦敦(1995)。

26. Cahyo Nugroho, O. H, and Hidayah, E.，《利用微生物法生产金属铬》，杂志环境工程， 1(1): 20-29(2008)。

27. Worm, B.， dan Duffy, J. E，《生物多样性》，生态学和进化趋势，18：628-632（2003）。

28. desouza, m.l.，纽科姆，Alvey, S.， Crowley, d.e.， Hay, A.， Sadowsky, m.j.， dan Wackett, l.p.，细菌联盟的分子基础:阿特拉津的种间分解代谢，:环境。Microbiol， 64: 178-184 (1998)

29. 多环芳烃(PAHs)污染土壤中多环芳烃(PAHs)的混合培养及其组分的降解，j .活.， 41: 470−476(1995)。