新型复合载体的制备及其固定化微生物处理高浓度苯酚废水研究

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1、④麓嘲虫害兰州大学嘱炙士掌位论文囊U●臼零摘要本学位论文详细评述了固定化微生物技术和两相分配生物反应器技术处理高浓度苯酚废水的研究进展，并对目前研究现状与存在的问题进行了评述，提出了本学位论文的选题指导思想。设计制备了聚氨酯／有机蒙脱土复合泡沫载体(PUF／OMMT)，通过向聚氨酯泡沫载体中添加有机蒙脱土(OMMT)，提高了聚氨酯泡沫载体的化学和生物稳定性能，相应延长了聚氨酯泡沫的使用寿命。通过复合聚氨酯泡沫载体的SEM观察以及其化学、生物稳定性分析，当有机蒙脱土的添加量在1％时可获得最佳效果。以PUF／OMMT为载体固定化高效微生物B350，详细研究了用其处理苯酚废水时，苯酚起始

2、浓度、pH值、温度等参数对苯酚降解效率的影响，通过与游离微生物的比较，提高了对苯酚的耐受性、降解速率以及扩大了降解条件范围，显示出固定化微生物技术处理污水时具有耐冲击的显著特点。建立了固定化微生物降解苯酚的数学模型，然后对其参数通过非线性拟合进行了求解，最后验证了所建立的数学模型，结果表明与实测数据基本吻合。数学模型的建立为实际应用提供了理论依据。采用相转化法制备了聚砜／壬醇胶囊和聚砜／有机蒙脱土小球两种萃取剂，并对其吸附苯酚的性能进行了测试，结果表明两种萃取剂都有较快的吸附速率：聚砜／壬醇胶囊一小时可达到吸附平衡，聚砜／有机蒙脱土小球则需要2小时；并且都有较大的吸附量：对于起始浓

3、度为1906mg／L的苯酚废水，聚砜／壬醇胶囊对其的吸附量为16．3mg／g，对于起始浓度为2030mg／L的苯酚废水，聚黼机蒙脱土小球对其的吸附量为30．2mg／g。聚砜／有机蒙脱土小球对苯酚的吸附动力学符合Lagergren准二级吸附模型，其对苯酚的等温吸附更符合Freundlieh吸附模型。以聚砜／有机蒙脱土小球为萃取剂，将固定化微生物技术引入TPPB系统对高浓度苯酚降解时，其对苯酚的降解速率可达到342．4mg／L*h，而TPPB系统中生物相为游离微生物时，对苯酚的降解速率为208．4mg／L*h。由此说明，TPPB系统由于固定化微生物技术的引入不仅提高了苯酚的降解速率，而

4、且大大提高了苯酚的起始浓度。由以PUF／OMMT为载体固定化微生物作为生物相，以聚砜／有机蒙脱土小球为萃取剂作为固态萃取相，构成用于高浓度苯酚废水处理的新型两相分配生物反应器，是本学◎麓嘲矢寥兰州大掌硕士掌位能髓≮越，巴

5、晖位论文的创新点。关键词：聚氨酯；有机蒙脱土；固定化；微生物；苯酚；两相分配生物反应器；萃取④枷矢j9r兰州大萼明炙士掌位论文越冀墀AbstractThisdissertationreviewsmicroorganismimmobilizationandtwo—phasepartitioningbioreactorwasusedtodegradehighconce

6、ntrationsofphen01．Basedonthecurrentsituationandexistingproblems，thedetailedresearchprogressispresented．Foamcarrierbasedoncompositeofpolyurethane／montmorillonite(PU／OMMT)Wasdesignedandpreparedsuccessfully,Byadditionoforganicmodifiedmontmorillonite(OMMT)topolyurethane(PU)foam，thechemicalstabilit

7、yandbio-stabilityofPUhavebeenimproved．Accordingly,theadditionoforganicmodifiedmontmoriUonitehasincreasedthelifetimeofPU．ThecompositePUWasanalyzedbySEManditschemicalandbiologicalstabilitywasexamined．Itwasfoundthattheorganicmodifiedmontmorillonitecouldgetperfectperformancewhentheconcentrationofo

8、rganicmodifiedmontmorilloniteisl％．ThehigllefficiencymicrobesB350wereimmobilizedonthePUF／OMMT．Theeffectsofinitialphenolconcentration,pHandtemperatureontheremovalofphenolwereinvestigated．Comparingwithfreemicrobes，wefoundthatphenol—stabili