生物吸附處理含油廢水及回收脂質(zhì)的利用.pdf

1、本研究從菌株Mycobacterium sp. QJ3011 對(duì)廢水中脂質(zhì)的吸附現(xiàn)象入手，開發(fā)了由廢水調(diào)質(zhì)、細(xì)胞擴(kuò)增、生物吸附和過濾回收等四個(gè)步驟所構(gòu)成的從含油廢水中回收脂質(zhì)的工藝路線。在此基礎(chǔ)上，對(duì)工藝過程中的核心環(huán)節(jié)—菌體-脂質(zhì)復(fù)合物的形成過程進(jìn)行了較為深入的討論。最后，將經(jīng)上述工藝所回收的脂質(zhì)作為碳源用于脂肽類生物表面活性劑的微生物發(fā)酵過程，對(duì)含油廢水中脂質(zhì)的資源化利用進(jìn)行了探索。 對(duì)廢水進(jìn)行了調(diào)質(zhì)，降低廢水中雜菌含量并

2、為菌株Mycobacterium sp.QJ3011 取得競爭優(yōu)勢(shì)，使其獲得良好生長；研究了生物吸附處理含油廢水的范圍，結(jié)果表明，生物吸附工藝處理含油量0.1～5％的廢水，脂質(zhì)回收均可達(dá)40％以上，而COD 可降低70％以上；研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)廢水中化學(xué)合成乳化劑含量高于0.1％時(shí)，將對(duì)工藝效果產(chǎn)生明顯的不利影響；研究了細(xì)菌初始濃度、培養(yǎng)時(shí)間和吸附時(shí)間對(duì)吸附的影響，得出了最佳吸附條件為：初始菌濃1.0×107cfu/mL、培養(yǎng)時(shí)間18h、吸附

3、時(shí)間36h。在該條件下，廢水中脂質(zhì)回收率為62.44％，COD下降58.9％；通過研究無生物活性條件下細(xì)菌對(duì)油體的吸附平衡關(guān)系，同步監(jiān)測(cè)整個(gè)生物吸附過程的生長曲線、細(xì)胞表面疏水性曲線以及脂肪酶活力曲線，提出菌體-脂質(zhì)復(fù)合物的形成過程及相關(guān)機(jī)制，并利用掃描電鏡觀察了菌體-脂質(zhì)復(fù)合物的基本結(jié)構(gòu)，證實(shí)所提出菌體-脂質(zhì)復(fù)合物形成過程的可靠性。研究結(jié)果表明，菌體-脂質(zhì)復(fù)合物的形成經(jīng)歷以下幾個(gè)步驟：(1)菌體運(yùn)移到油滴表面并吸附；(2)菌體在油滴表

4、面聚集并使油滴穩(wěn)定；(3)經(jīng)菌體穩(wěn)定的油滴相互粘附聚集形成菌體-脂質(zhì)復(fù)合物。研究了溫度、轉(zhuǎn)速及生物活性對(duì)菌體-脂質(zhì)復(fù)合物形成的影響，結(jié)果表明，此過程中過高的溫度或過大的流體剪切力將使油滴更小，從而使所形成的菌體-脂質(zhì)復(fù)合物含脂質(zhì)量較低且結(jié)構(gòu)較松散。Mycobacterium sp. QJ3011活細(xì)胞的化學(xué)趨向性運(yùn)動(dòng)能力可優(yōu)化細(xì)胞在油水界面的分配狀態(tài)從而加速菌體-脂質(zhì)復(fù)合物的形成。 經(jīng)生物吸附從廢水中回收的脂質(zhì)可成功地作為碳源