微生物降解合成洗涤剂的研究进展.pdf

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1、2014年9月绿色科技JournalofGreenScienceandTechnology第9期微生物降解合成洗涤剂的研究进展周云龙，张天宝，陈干(河南大学环境与规划学院，河南开封475004)摘要：对合成洗涤剂的化学组成、环境效应进行了简要分析，论述了合成洗涤剂的使用所带来的环境问题，详细阐述了有关微生物对合成洗涤剂的降解机理、途径，以及微生物在对合成洗涤剂所造成的环境问题治理及其在环境保护措施中的利用，并对微生物在洗涤剂业中的应用前景做出了展望。关键词：合成洗涤剂；环境污染和防治；微生物降解中图分类号：X17文献标识码：A文章编号：1674—9

2、944(2014)09—0170—051引言的小分子化合物。表1表面活性剂的亲水基和疏水基由于人类的环保意识逐渐增强，人们对洗涤剂的选表面活性剂亲水基疏水基择和使用也趋近于绿色化和无害化，这对合成洗涤剂行业发展提出了新的挑战和要求。当前，我们面临着两个重要的问题：其一，由该行业发展所导致的水体富营养⋯阴离子系——OsO2M—碳氢系lI化、生物难降解等环境问题亟需解决；其二，寻求新的生——COOM＼产技术，改良合成洗涤剂的生产配方。研究发现，利用微生物的生物降解性解决合成洗涤剂造成的环境污染问题，如粉煤灰一混凝一SBR法、混凝活性炭吸附微生NC1Cn

3、F2n+l—物法、复合混凝剂RX处理法等均是有效的处理措施。阳离子系I碳氢系H(CHF2)2CH本文将重点介绍微生物降解合成洗涤剂的机理、方法，I并对微生物在今后洗涤剂行业的应用前景作了展望。—NHCH2CH2COOHICHs[Si(CH3)20InC3HC]2合成洗涤剂的微生物分解机理IHES(OOCR)(OR)())2．1合成洗涤剂的组成R合成洗涤剂(SyntheticDetergent，以下简称SD)主要成分为表面活性剂，根据表面活性剂在水溶液中显示非离子系一。2CHH高分子系出的离子特性，可分为阴离子表面活性剂、阳离子表面。Hf]活性剂、两

4、性表面活性剂和非离子表面活性剂[1]。从其cH2一分子结构来看，可分为亲水基和疏水基两部分(表叫1)_1]，亲水基易溶于水等极性溶剂，疏水基则易溶于油类等极性小或非极性溶剂中，这两部分基团在适当条件该降解过程发生氧化作用，可分上为三步[3]：①初下可构成表面活性剂分子，用于制造SD。级降解：表面活性剂的母体结构消失，特性发生变化；②上述4种表面活性剂中，广泛使用阴离子表面活性次级降解：降解得到的产物不再导致环境污染，也叫做剂烷基苯磺酸钠(LAS)制造SD，其结构如图1所表面活性剂的环境可接受的生物降解；③最终降解：底示～。物(表面活性剂)完全转化为

5、CO、NH。、HO等无机物。CH3CH2CH(CH2)CH32．3合成洗涤剂的生物降解原理合成洗涤剂的生物降解主要是表面活性剂的生物降解，包括好氧生物降解和厌氧生物降解。图1LAS分子结构2．3．1好氧生物降解。2．2合成洗涤剂的生物降解过程(1)∞氧化。∞氧化在碳链末端进行。表面活性剂合成洗涤剂的生物降解过程主要是表面活性剂的末端的甲基在生物质的作用下被分子氧化，使碳链的一降解。在一定条件下，表面活性剂在微生物的新陈代谢端被氧化成相应的脂肪醇和脂肪酸。该反应通常作为作用下，组成与结构发生变化，由对环境具有危害作用初始氧化阶段，是亲油基团降解的第一

6、步，如图2所的大分子化合物转化成CO：、H。0、NH。等对环境无害示。收稿日期：2014—07—07作者简介：周云龙(1991一)，男，安徽人，河南大学环境与规划学院大学生。170周云龙，等：微生物降解合成洗涤剂的研究进展环境及保护R目前大量针对LAS生物降解的研究主要集中在好氧降解方面，而采用厌氧条件降解LAS的研究很少，还∞氧化有待进一步的研究和探讨。3合成洗涤剂污染的微生物降解so；so；合成洗涤剂废水来源广泛，含大量有毒有害物质，图2m氧化直链烷基苯磺酸盐对环境的危害作用不容小觑口”。由于SD的大量使用，使得大量含LAs、洗涤助剂、磷酸盐、

7、脂肪酸以及大(2)13氧化。高碳链端形成羧基时，碳链的初始氧量难降解物质的洗涤废水通过各种途径进入自然水体，化阶段已结束，进而发生口氧化。该反应过程中，在辅对水体生态系统造成严重的影响。酶A的催化作用下发生一系列反应，如图3所示嘲。因此，各国展开对表面活性剂的生物降解性能的系R统研究，利用微生物降解SD，而该方法的可行性已得到证实。下面将详细介绍利用微生物处理SD废水的∞氧化方法。3．1曝气生物滤池法(BiologicalAeratedFilter，BAF)BAF是一种高效率、低能耗、处理负荷高、出水水质高、运行管理方便的污水处理工艺，在污水处理方

8、面删。餐嚣舔脱氧酶p氧化具有很多优点。通常采用上向流式曝气生物滤池，其原i2oH+so：*RCH2CH2COOH~C时H2