探析固定化—共代谢技术处理五氯苯酚研究

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1、天津大学博士学位论文固定化—共代谢技术处理五氯苯酚研究姓名：孙永利申请学位级别：博士专业：化学工程指导教师：李鑫钢20070101中文摘要五氯苯酚(PCP)作为一种持久性有机污染物，对人类和环境具有很大的危害，对PCP生态毒性及生物降解的研究一直是国际关注热点。本文提出用固定化一共代谢方法来处理含PCP的废水，对PCP的生态毒性和固定化一共代谢生物降解过程机理进行了系统的研究。以原生动物为靶生物对PCP的生态毒性进行了综合评价，确定了PCP对原生动物群落12h急性中毒的最大无致死和最小全致死浓度范围，并得出半数致死效应浓度(LC5

2、0)为2．4嘶g／L。对活性污泥废水的土著混合菌进行驯化、分离，得到四株降解PCP的优势菌：如三RCDT-A、NERCDT．B、NERCDT-C和NERCDT-D，根据16SrDNA测序结果，确定该四株菌分属于ⅪebsieUa锄gena、UncultI】redbacterillnl、BacteriumSV26II和Pseudolllon筋migulae菌属。通过正交实验及各菌株的生长曲线的研究，以PCP的降解效果为目标，确定了固定化微生物降解PCP的最优操作条件为：选用P、，A+海藻酸钠为包埋材料，包埋100n儿吸光度在0．85衄

3、≈O．90衄范围内的菌液，pH值为8．O。通过间歇实验，系统地研究了游离菌种、固定化单株菌和固定化混合菌对废水中PCP的去除效果。实验结果表明：固定化微生物降解PCP优于游离菌种，固定方法可以使PCP的去除率提高35％。通过固定化一共代谢降解实验研究表明，不同的共代谢基质对PCP的降解速率有着不同影响：葡萄糖和丁二酸对PCP降解起促进作用；苯酚对PCP降解的影响程度与浓度有关，10mg／L浓度的苯酚对PCP的降解起到促进作用，而5mg／L和50mg／L浓度的苯酚却抑制了PCP的降解；丙三醇对PCP降解有明显抑制作用。通过固定化单株

4、茵和固定化一共代谢降解PCP的实验数据拟合与理论研究，提出了单底物、双底物降解动力学模型，并定量化地描述了固定化菌体在单底物和双底物生物降解系统中的降解动力学行为，模型结果与实验数据吻合良好。关键词：五氯苯酚，固定化，共代谢，污水处理ABSTRACTPentachlolIophen01(PCP)isoneofpersistentorgallicpollutants．ItisexistedbroadlyintllewaterS．Therese盯choftoxjcit)，andbiodegra(kltionofPCPisfocused

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

6、me绯ici够testing，t11emaximaltoleranceandminimala11lethalweretig绷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删nedbyo吡ogonalexpefimentsandthebacteriagrowthcun，es．ThePVAInixeda

8、lginhasbeenchosenas锄beddingmatI喇alandlOmLbacteriaw觞embeddedwhichabsorbencyisv—ed丘DmO．85砌t00．90nm．TheValueofpHis8．0．Theexperi