探析固定化—共代謝技術(shù)處理五氯苯酚研究

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1、天津大學(xué)博士學(xué)位論文固定化—共代謝技術(shù)處理五氯苯酚研究姓名：孫永利申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：化學(xué)工程指導(dǎo)教師：李鑫鋼20070101中文摘要五氯苯酚(PCP)作為一種持久性有機污染物，對人類和環(huán)境具有很大的危害，對PCP生態(tài)毒性及生物降解的研究一直是國際關(guān)注熱點。本文提出用固定化一共代謝方法來處理含PCP的廢水，對PCP的生態(tài)毒性和固定化一共代謝生物降解過程機理進行了系統(tǒng)的研究。以原生動物為靶生物對PCP的生態(tài)毒性進行了綜合評價，確定了PCP對原生動物群落12h急性中毒的最大無致死和最小全致死濃度范圍，并得出半數(shù)致死效應(yīng)濃度(LC5

2、0)為2．4嘶g／L。對活性污泥廢水的土著混合菌進行馴化、分離，得到四株降解PCP的優(yōu)勢菌：如三RCDT-A、NERCDT．B、NERCDT-C和NERCDT-D，根據(jù)16SrDNA測序結(jié)果，確定該四株菌分屬于ⅪebsieUa鋤gena、UncultI】redbacterillnl、BacteriumSV26II和Pseudolllon筋migulae菌屬。通過正交實驗及各菌株的生長曲線的研究，以PCP的降解效果為目標，確定了固定化微生物降解PCP的最優(yōu)操作條件為：選用P、，A+海藻酸鈉為包埋材料，包埋100n兒吸光度在0．85衄

3、≈O．90衄范圍內(nèi)的菌液，pH值為8．O。通過間歇實驗，系統(tǒng)地研究了游離菌種、固定化單株菌和固定化混合菌對廢水中PCP的去除效果。實驗結(jié)果表明：固定化微生物降解PCP優(yōu)于游離菌種，固定方法可以使PCP的去除率提高35％。通過固定化一共代謝降解實驗研究表明，不同的共代謝基質(zhì)對PCP的降解速率有著不同影響：葡萄糖和丁二酸對PCP降解起促進作用；苯酚對PCP降解的影響程度與濃度有關(guān)，10mg／L濃度的苯酚對PCP的降解起到促進作用，而5mg／L和50mg／L濃度的苯酚卻抑制了PCP的降解；丙三醇對PCP降解有明顯抑制作用。通過固定化單株

4、茵和固定化一共代謝降解PCP的實驗數(shù)據(jù)擬合與理論研究，提出了單底物、雙底物降解動力學(xué)模型，并定量化地描述了固定化菌體在單底物和雙底物生物降解系統(tǒng)中的降解動力學(xué)行為，模型結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)吻合良好。關(guān)鍵詞：五氯苯酚，固定化，共代謝，污水處理ABSTRACTPentachlolIophen01(PCP)isoneofpersistentorgallicpollutants．ItisexistedbroadlyintllewaterS．Therese盯choftoxjcit)，andbiodegra(kltionofPCPisfocused

5、byintem撕onalchenlicalfield．Thei衄0bil娩ation—come仨出olismmetllodisllSedtoremovePCPwhichiseXistedin也ew髂姍ater．netoxic時ofPCPmdthemechanisnlSofi姍obi比ation—come曲olismhavebeeninvestigated．Thetoxici哆ofpentaclllorophenol(PCP)、Ⅳi也protozoancommuni夠邪ta]喀eto唱anismw雒studied．In也e12h-c

6、me緋ici夠testing，t11emaximaltoleranceandminimala11lethalweretig繃ed，thehalflethalconcen地撕onwas2．40mg／L．№曲nlixedcIllturef；Dllrs仃ains也atcouldlivein也ehi曲concentI嘶onofPCPhaVebeenisolatedbyenriching，screening觚dcllltudng丘Dmactivatedsludge．TheyarecalledNERCDT-A，NERCDT-B，NERCDT—

7、C，NERCDT-D．Thefours仃ainsareidentifiedby16SrDNAasⅪebsiellatcrrigena，Uncultu】?edbact舐um，BacteriumSv26Ⅱ髓dPseudomon髂migulae，respectiVely．1he丘ttestVegetalconditio璐and0ptimizedbiodegradationconditionhavebeende刪nedbyo吡ogonalexpefimentsandthebacteriagrowthcun，es．ThePVAInixeda

8、lginhasbeenchosenas鋤beddingmatI喇a(chǎn)landlOmLbacteriaw觴embeddedwhichabsorbencyisv—ed丘DmO．85砌t00．90nm．TheValueofpHis8．0．Theexperi