对苯二甲酸降解菌研究现状及工艺研究【文献综述】

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1、毕业论文文献综述生物技术对苯二甲酸降解菌研究现状及工艺研究摘要：对苯二甲酸(PTA)是一种重要的化工原料，当今社会也有越来越多的公司对PTA进行生产和应用。然而，越来越多的厂家开始生产和应用PTA的过程产生了大量高浓度的PTA废水。因此近年来PTA的生物降解处理技术受到了广泛关注，国内外的学者专家都在研究如何利用微生物对PTA进行处理。关键词：对苯二甲酸；对苯二甲酸降解菌；固定化；动力学1引言对苯二甲酸是一种重要的化工原料，目前广泛应用于合成树脂、涤纶纤维、塑料薄膜、增塑剂和染料等行业。用其生产的聚酯产品具有耐热、耐寒、难挥发、抗抽出、柔软性和

2、电绝缘性能好等优点[1-4]。然而，越来越多的开始生产和应用PTA的过程产生了大量高浓度的PTA废水。这些废水如果直接排入到自然环境中，将会对水中微生物的再生有抑制作用[5]。对一些动物有致癌和致突变作用，作为一种有毒污染物，引起了越来越广泛的关注。现在处理PTA废水的方法主要有：活性炭吸附、臭氧或二氧化氯氧化的物化处理法及用好氧、厌氧或厌氧-好氧的生化处理法等。而近年来PTA的生物降解处理技术受到了广泛关注，国内外的学者专家都在研究如何利用微生物对PTA进行处理。2对苯二甲酸降解菌的研究现状2.1PTA废水的处理现状目前处理PTA废水的工艺以

3、有氧两步处理法及A-O等工艺为主[6]，这些工艺普遍存在停留时间过长，处理负荷低，基础投资和处理成本过高等问题。近年来国内外很多研究机构和企业都在着重开展对PTA废水的高效生物处理的研究[7-8]，但大规模的运用还未实行。2.2抑制微生物降解PTA的因素Fajardo等[9]研究了PTA及其二甲酯的生产废水中污染物对微生物的抑制情况，认为苯甲酸与葡萄糖的存在对PTA的厌氧降解产生抑制作用。Cheng等[10]认为高浓度的乙酸会对苯类物质的生化降解产生抑制作用。K1eerebezem[11]观察到与PTA共存的苯甲酸、乙酸会抑制微生物对PTA的厌

4、氧降解，而且这种抑制是部分不可逆转的。李小明等[12]认为易降解有机质浓度(以COD计)低于860mg/L时，对PTA的降解影响不大。废水中PTA和其前期降解产物可以对生物降解过程产生抑制[13]，微生物降解单一的PTA时初始抑制浓度为1500m/L，中等抑制浓度为3000m/L，严重抑制浓度为5000mg/L。不适当的环境因素，如温度、pH，也会对微生物降解反应产生抑制。微生物降解PTA的最适温度为30-34℃，最适pH为中性[14,15]。2.3对苯二甲酸降解菌降解速率与动力学邹惠仙等[16]用假单胞菌(Pseudomonas)降解PTA，

5、认为其降解速度符合MichaelisMenton方程，米氏常数Km为8.0×10-4，初始抑制浓度为36×10-4mol/L。混合菌降解废水中的PTA，其动力学符合Mondod方程[10]。废水处理工程中的活性污泥降解PTA的动力学亦符合MichaelisMenton方程[17]。万登榜[18]从土壤中分离得到的以PTA为唯一碳源和能源的高效降解菌株Xanlhomonassp.，与PTA有相当高的亲和力，可以不经诱导地降解PTA及其异构体。李小明等[13]根据Andrew[19]提出的微生物非竞争性底物抑制模型描述单一的PTA降解动力学，当有易

6、降解有机物与PTA共存时，则引入竞争性抑制浓度与抑制系数，较好的解释了试验的结果。2.3对苯二甲酸的废弃物的处理和固定化研究2.3.1目前PTA生产废水处理采用的技术由于PTA在酸性条件下溶解度很低，在PTA生产废水的预处理阶段可先将废水酸化沉降后在进行生物处理。为保证出水稳定达标。也可在生物处理工艺之后附设深度物化处理，通过活性碳、臭氧或二氧化氯氧化等方法进一步提高净化效率[20]。然而单独使用物化方法处理PTA废水，投资及运行费用远远高于生物处理方法，且易造成二次污染[21]。于文敦等[22]报道了关于PTA废液的回收和利用的技术，工艺路线

7、如图1，图2，图3。该技术可以回收PTA生产过程中产生的废水中的醋酸。邻/对苯二甲酸，醋酸钴锰盐，其中醋酸能回收90%，而醋酸钴锰盐则能回收95%，回收效果显著，但是对/邻苯二甲酸只能回收70%，虽然该物化处理后废水中的有机物浓度大幅减少，重金属离子也被大量回收然而该技术处理后的废水依然不能满足国家规定的排放要求。图1醋酸回收工艺流程图2邻/对苯二甲酸回收工艺流程图3钴锰催化剂回收工艺流程国外对PTA生产废水的生化处理主要为美国某公司的延时曝气法及日本某公司的絮凝-生化曝气法。前者停留时间较长（约15d），占地面积较大；后者须河水稀释，且流程较

8、长，处理后废水中的COD仅从5000mg/L降低到800mg/L，远远达不到排放标准。国内已工业化的PTA生产废水处理装置主要在扬子石油化工公司、乌鲁