高鹽染料廢水的生物降解及介體強(qiáng)化作用研究.pdf

1、本研究通過對(duì)馴化、篩選耐鹽菌的基礎(chǔ)生物學(xué)研究和氧化還原介體加速偶氮染料厭氧生物降解技術(shù)，來解決高含鹽染料廢水中高鹽對(duì)傳統(tǒng)生物處理系統(tǒng)抑制現(xiàn)象和偶氮染料厭氧生物降解耗時(shí)長(zhǎng)的問題。 由3種不同來源的污泥進(jìn)行耐鹽馴化得到3種耐鹽菌群，耐鹽程度達(dá)到250gL-1NaCl，用其對(duì)高含鹽染料K-2BP模擬廢水的厭氧降解研究，具有高效的降解效果，同時(shí)進(jìn)行了耐鹽菌的降解廣譜性實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明馴化耐鹽菌群對(duì)所選取的13種不同結(jié)構(gòu)的染料均有較高的降解

2、效果，從而為常規(guī)生物法應(yīng)用于高含鹽廢水的處理提供了實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)和理論依據(jù)。 通過優(yōu)勢(shì)耐鹽菌對(duì)偶氮染料K-2BP廢水厭氧降解動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)，模擬得出高鹽條件下，偶氮染料K-2BP和鹽濃度對(duì)生物降解雙重影響動(dòng)力學(xué)模型。其抑制常數(shù)KIS和KT值分別為329.5±175.8mgL-1和39.7±27.1gL-1，說明耐鹽菌受鹽濃度和染料濃度的雙重抑制。 針對(duì)偶氮染料厭氧生物降解耗時(shí)長(zhǎng)的問題，進(jìn)行了溴氨酸和固定化非水溶性蒽醌作為氧化還原介

3、體對(duì)偶氮染料生物降解促進(jìn)作用的研究，及4種固定化蒽醌技術(shù)的對(duì)比和溶解氧對(duì)降解過程的影響研究。結(jié)果表明溴氨酸和固定化蒽醌可提高偶氮染料生物厭氧降解速度率1.5-5倍，說明偶氮染料厭氧生物降解的氧化還原介體強(qiáng)化技術(shù)具備了理論上的可行性。 通過對(duì)4種結(jié)構(gòu)相似偶氮染料的循環(huán)伏安特性測(cè)量及其生物厭氧降解速率實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)研究所選染料的生物降解速率分別為酸性黃-bis(Er-616.75mV,0.01209mol(gcellprotein)

4、-1(h)-1)，酸性黃-11(Er-593.25mV，0.01040mol(gcellprotein)-1(h)-1)，酸性黃-4(Er-513mV，0.007575mol(gcellprotein)-1(h)-1)，與各自循環(huán)伏安圖中的還原峰電位間存在線性關(guān)系，Y=-0.00004X-0.0116(R2=0.9424)，表明電化學(xué)方法有可能用于生物體系發(fā)生反應(yīng)部分模擬和預(yù)測(cè)研究 通過氧化還原電位(ORP)的變化特征來研究降解

5、過程，對(duì)比分析了15％(W/W)NaCl和15％(W/W)Na2SO4對(duì)氧化還原電位變化特征的影響；以及醌類化合物對(duì)染料降解和氧化還原電位變化特征的影響。結(jié)果推測(cè)和理論分析表明ORP下降到-93mV以下才可能發(fā)生偶氮染料厭氧降解，且降解過程中電位維持在較穩(wěn)定區(qū)域(-200mV至-300mV)；不同鹽類和醌類化合物(蒽醌和溴氨酸)對(duì)降解過程的氧化電位變化特征和降解有一定影響；而菌的濃度和染料濃度只對(duì)降解速度有影響，對(duì)ORP變化特征無影響。

6、認(rèn)為研究過程中ORP可作為偶氮染料生物厭氧降解過程中的一個(gè)重要控制參數(shù)。 最后，富集和篩選了兩株優(yōu)勢(shì)耐鹽菌株，進(jìn)行生理生化和16SrDNA鑒定，分別為Halomonassp.GTW和Gracilibacillussp.GTY；菌株GTW和GTY已作為專利菌種保存于中國(guó)普通微生物菌種保藏中心，注冊(cè)編號(hào)為：CGMCCNo.1527和CGMCCNo.1528；菌株GTW的16SrDNA在GenBank中登錄的序列號(hào)為DQ279849；