氯苯高效降解菌選育及應(yīng)用其強(qiáng)化生物滴濾運(yùn)行性能研究.pdf

1、氯苯類VOCs廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)過程,化學(xué)性質(zhì)相當(dāng)穩(wěn)定,具有生物積累性和生物毒性,對人體具有致癌作用,被美國環(huán)保局(EPA)列入優(yōu)先控制污染物名單。對于這類污染物的治理技術(shù),生物凈化技術(shù)具有高效、低耗、反應(yīng)條件溫和、二次污染小等優(yōu)點。
　　 本論文選育出1株氯苯的高效降解菌,經(jīng)鑒定為Ralstonia
　　 pickettii,為新發(fā)現(xiàn)的具有降解氯苯能力的新菌株,命名為L2。研究了L2的基本特性和動力學(xué)行為,基于代謝產(chǎn)物的

2、分離、鑒定和相關(guān)酶活分析,推測了菌株降解氯苯的代謝途徑。
　　 菌株L2最佳生長條件為30℃和pH=7；YE的添加對菌株生長和氯苯降解速率有明顯的促進(jìn)作用；菌株降解氯苯過程符合Haldane動力學(xué)模型,氯苯濃度為50 mg·L-1時,最大比生長速率μmax=0.23 h-1、最大比降解速率vmax=0.18 h-1；該過程的細(xì)胞產(chǎn)率系數(shù)為0.25 mg/mg；氯苯降解完全后大部分被礦化為CO2、H2O和Cl-；通過GC/MS、I

3、C和HPLC檢測到氯苯降解的部分中間產(chǎn)物,測定開環(huán)酶活性,推測出了氯苯的可能代謝途徑。
　　 基于上述菌株L2降解性能和代謝特征的研究,將菌株L2應(yīng)用于生物滴濾塔強(qiáng)化氯苯廢氣的生物凈化。分別以L2、“L2+活性污泥”和活性污泥三種不同方式接種生物滴濾塔,在運(yùn)行30天后,三個BTF掛膜啟動基本完成。采用菌株L2和“L2+活性污泥”啟動的反應(yīng)器,啟動的速度較快,說明L2能夠強(qiáng)化降解氯苯的BTF啟動。生物滴濾塔對氯苯的降解行為符合Mi

4、chaelis-Menten動力學(xué)模型,得到菌株L2啟動、“L2+活性污泥”啟動、污泥啟動的BTF對氯苯的單位體積最大降解速率rmax分別為76.3,83.6和35.6g/m3·h,表明菌株L2的引入可顯著提高氯苯的生物降解。
　　 “L2+活性污泥”啟動的BTF對氯苯的去除性能較好,不同的運(yùn)行條件下其去除率和最大除去負(fù)荷都最大,CO2的最大生成負(fù)荷也最大,表明菌株L2可強(qiáng)化反應(yīng)體系降解氯苯的運(yùn)行性能,顯示了其較強(qiáng)的應(yīng)用價值。<

5、br>　　 通過實時熒光定量PCR和PCR-DGGE回收測序結(jié)果,啟動初期投加的高效菌株Ralstonia pickettii L2穩(wěn)定存在。說明有其他菌株存在的條件下,L2依然可以良好生長,高效降解氯苯,對于強(qiáng)化BTF降解氯苯具有很好的效果,有很好的工業(yè)應(yīng)用價值。根據(jù)PCR-DGGE指紋圖分析,結(jié)果表明在上述三套BTF反應(yīng)體系,微生物菌群豐富,菌群結(jié)構(gòu)具有相對的穩(wěn)定性和復(fù)雜性,同時根據(jù)體系對氯苯較高的降解和礦化性能,我們也推測菌群結(jié)