厭氧污泥降解氯酚特性及微生物種群分析.pdf

1、氯酚類物質是一類持久性有機污染物，具有強生物毒性、生物積累性和持久性，對人類健康和生態(tài)環(huán)境構成嚴重威脅。厭氧微生物降解氯酚具有低成本，高效率，低能耗，易操作，無二次污染的優(yōu)點，受到研究者的關注。但也具有一定局限性，如脫氯功能存在底物專一性、脫氯機理存在差異、脫氯功能與微生物種群組成的關系尚不明晰、厭氧脫氯方法仍需進一步優(yōu)化等問題。本研究利用厭氧生物技術，通過馴化活性污泥富集氯酚厭氧降解污泥，探索厭氧條件下馴化污泥降解氯酚類物質的還原脫氯

2、途徑、代謝特征、影響因素、種群構成等，深入脫氯機理，為加速還原脫氯的方法、實現(xiàn)多氯酚的徹底礦化及實際應用提供理論基礎。
　　研究中先后兩次以2，4，6-TCP馴化活性污泥，獲得2，4，6-TCP馴化污泥1＃和2＃，結果發(fā)現(xiàn)，二者的降解特性存在顯著差異。1＃污泥可快速實現(xiàn)2，4，6-TCP的初始性降解，但無法降解中間產物4-CP及苯酚，這些產物不斷積累，無法實現(xiàn)最終性降解，導致二次污染。對厭氧條件、溫度等培養(yǎng)條件進行優(yōu)化后，獲得的2

3、＃污泥不僅可以降解2，4，6-TCP、2，4-DCP，還可以降解4-CP及苯酚，67μM的4-CP和25μM的苯酚可在20h內降解，且2，4，6-TCP的降解不受4-CP濃度的影響。這說明2＃污泥具有復合脫氯作用。NaCl對兩種污泥的影響存在顯著差異，NaCl濃度高達32mM時，仍對1＃污泥脫氯效果具有促進作用，而低濃度的NaCl2＃污泥的降解效果卻有明顯的抑制。利用高通量測序技術進行菌群差異分析發(fā)現(xiàn)，2，4，6-TCP馴化污泥1＃和2

4、，4，6-TCP馴化污泥2＃菌群種類差別較大，1＃比2＃含有種類和數(shù)量更多的耐鹽的硫酸鹽還原菌Desulfobulbus、Desulfovibrio、Dechloromonas、Desulfomicrobium、Geobacter、Clostridium和Treponema，所以1＃污泥可以耐受高鹽環(huán)境，而2＃不能耐受高鹽環(huán)境。
　　研究中為優(yōu)化2，4，6-TCP馴化污泥的降解效果，考察了一些環(huán)境因子對降解效果的影響。發(fā)現(xiàn)，不同的

5、抗生素對2，4，6-TCP馴化污泥降解效果的影響不同。50mg/L氨芐青霉素和50mg/L氯霉素均對2，4，6-TCP馴化污泥降解效果有一定的抑制作用，而50mg/L萬古霉素基本不影響2，4，6-TCP馴化污泥降解效果。Na2S是常用于厭氧反應的吸氧物質，5mM Na2S的存在也不會對2，4，6-TCP馴化污泥降解效果產生影響。許多研究者提出提高堿度可以提高厭氧降解氯酚的效果，但本研究證明，投加0mM、0.3mM、0.7mM、1mM、2

6、mM、5mM NaHCO3并沒有明顯提高2，4，6-TCP馴化污泥的脫氯效果。2，4，6-TCP馴化污泥對KCl具有一定的耐受性，低濃度的KCl對2，4，6-TCP的降解效果影響不大，當KCl濃度達到16mM以上時，KCl會抑制2，4，6-TCP馴化污泥的活性，降低2，4，6-TCP的降解速率。
　　利用4-CP對污泥進行馴化獲得高效降解4-CP馴化污泥。結果發(fā)現(xiàn)，4-CP馴化污泥對2，4，6-TCP、2，6-DCP、2-CP、4

7、-CP能夠進行最終性降解，可在25h內完全降解10μM的2，4，6-TCP，50h內完全降解40μM的2，6-DCP。當體系中同時存在2-CP和4-CP時，4-CP馴化污泥可在60h內完全降解30μM的4-CP，72h內完全降解40μM的2-CP，96h內完全降解51.5μM的中間產物苯酚。4-CP馴化污泥脫氯的優(yōu)先級別是對位氯大于鄰位氯。可見，4-CP馴化污泥富集了具有復合功能的菌群，對含不同氯取代位置的氯酚均具有良好的降解作用。

8、r>　　利用UASB反應器考察4-CP的降解特性，發(fā)現(xiàn)，在UASB反應器中，運行穩(wěn)定時，停留時間26h，初始濃度為50μM的4-CP去除率穩(wěn)定在90％以上，中間產物苯酚殘留量很少，最多為3.8μM，大部分均已完全去除。COD去除率可以達到95％以上，氣體排放量及pH基本恒定，無較大波動，說明UASB反應器體系穩(wěn)定性良好，不僅可以實現(xiàn)氯酚的最終性降解，還能較徹底地將有機物進行甲烷化。對4-CP間歇與UASB反應器降解微生物種群結構進行分析