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煤气化是指在一定温度和压力下,将煤转化成含有氢气、一氧化碳的洁净能源。煤气化在改善我国空气环境,减少污染方面具有非常重要意义。然而煤气化过程产生的煤气化污水具有高污染,难降解的特点,其COD含量一般在5000 mg/L左右,氨氮含量在500 mg/L左右,含有酚类、多环芳香烃化合物及含氮、氧、硫的杂环化合物等有机污染物,煤气化废水的处理利用能极大缓解对环境的污染。本文通过在煤气化污泥中筛选得到一株菌株,以复合诱变方式提高了菌株的降解能力,研究了菌株在可能的复杂环境中的适应性,得到如下结论:(1)在煤气化废水的污泥中,以苯酚为唯一碳源筛选得到3株菌株,分别命名为R,X,Y。初步对3株菌株降解性能测定,结果显示COD含量从1000 mg/L分别下降到了500 mg/L,550 mg/L,600 mg/L。氨氮含量从500 mg/L下降到了270mg/L,350 mg/L,350 mg/L。结果说明菌株R的降解效果较好,对菌株R进行了16S rDNA测序,在GenBank进行匹配,菌株R与枯草芽孢杆菌相似度达到99%。(2)对菌株R通过硫酸二乙酯—紫外诱变结合的复合诱变方式进行诱变育种。先使用体积分数为1%的硫酸二乙酯处理10 min,在用紫外照射30 s进行复合诱变试验,筛选得到3株高效菌株R1、R2、R3,对废水中的COD和氨氮的降解能力都有一定的提升,其中菌株R1的降解效果最好。在废水中降解72 h,测试结果显示:COD和氨氮降解率分别达到了80%和60%,比为突变前分别提高了30%和14%,对菌株R1进行了遗传稳定性测试,传代5次后,菌株对废水中COD降解率保持在80%,氨氮降解效果仍保持在60%,菌株R1降解能力具有良好的遗传稳定性。(3)对得到的高效菌株R1选择了温度、pH、外加碳源进行单因素试验,优化菌株的生长条件,利用正交试验对降解条件包含(温度、pH,接种量)进行优化。得出菌株R1最适宜生长条件为:30℃,pH=7,最适碳源为蔗糖。正交优化试验得出了菌株R1降解废水的最优条件为:温度为30℃,pH=7,接种量为5%,在该条件下,废水中的COD下降到120 mg/L,氨氮含量为120 mg/L,菌株R1的COD降解率比未优化前提高了8%,氨氮降解率提高了16%。(4)考察菌株R1在复杂环境中的适应性。研究了高浓度氨氮和高浓度酚溶液对于菌株R1的生长情况的影响,测定了菌株R1在不同环境中的超氧化物歧化酶(SOD)活性变化。当废水中的氨氮浓度和酚浓度增大时,菌株R1的菌体浓度降低,SOD活性提高。在氨氮含量达到800 mg/L的废水中,菌株R1仍具有一定的适应性,在降解废水24 h后,菌体浓度为1.69 g/L,相比于正常的氨氮浓度,菌体浓度下降了35%,SOD活性活性为653.5 U/ml,相比正常氨氮浓度,SOD活性提高了33.78%。当废水中酚浓度达到400 mg/L,菌株R1在废水中降解24 h后,菌体浓度为0.67 mg/L,对比正常的酚浓度,菌体浓度下降了81.35%,SOD活性为692.7 U/ml,相比正常酚浓度,SOD活性提高了33.14%。这些结果表明菌株R1能够耐受住800 mg/L的氨氮废水和400 mg/L的酚废水。