假单胞菌属对染化废水中典型类持久性有机污染物的去除作用机理研究

• 作 者: 钱勇兴
• 出 处: 浙江大学
• 发表日期: 2016年期
• 关键词: 假单胞菌属 类持久性有机污染物 生物吸附与降解 胞外聚合物 氧化还原介体

染化废水中存在着类持久性有机污染物(类POPs),其成份复杂,类型多样,是导致染化废水难生物降解的主要物质。在现有的研究中,微生物对染化废水中不同类型类POPs的去除机制尚不明确,且缺乏微生物对类POPs去除的强化作用手段。本研究主要以染化废水中典型类POPs微生物强化去除为研究目标,系统地研究了假单胞菌属对不同类POPs的去除作用机制,探讨了强化去除类POPs的技术。首先,对类POPs阳离子染料甲基紫(MV)和非离子污染物苊(ACE)进行了假单胞菌属生化去除,发现类POPs主要以生物吸附去除作用为主。对于甲基紫而言,细胞壁和膜对甲基紫的吸附作用占到80%以上。紧密附着型胞外聚合物(TB-EPS)占到10%左右；而细胞壁和膜对苊的吸附作用占到70%以上,细胞内部物质的吸附作用占到10-25%。该研究表明,对于阳离子型和非离子型类POPs物质,去除作用机理主要是生物吸附作用。生物吸附甲基紫起主要作用的物质是蛋白质,而生物吸附苊起主要作用的物质是脂类物质。其次,对阴离子染料活性蓝13(RB13)和污染物五氯酚(PCP)共存体系进行了研究,发现两者都以生物降解去除为主。研究发现,PCP的存在对生物脱色RB13有抑制作用。通过生物降解RB13的过程分析,研究结果认为,Michaelis-Menten方程中的动力学常数Vmax和Km,在无PCP存在时分别为4.2mg/L·h及90.82 mg/L,而在20 mg/L PCP存在时则分别为0.58 mg/L·h和20.61mg/L。研究表明在多种类POPs污染物共存体系中,存在生物降解的电子竞争作用。对于阴离子型类POPs物质,生物去除的作用机理主要是生物降解作用。最后,针对阴离子型类POPs物质生物降解效率低的问题,研究了强化生物吸附和降解技术的方法。针对吸附去除的强化,制备了假单胞菌干菌,并进行了改性。制备得到的改性干菌,在中性和酸性条件下都能较好地吸附去除阴离子型类POPs。同时探明了在不同pH值条件下,干菌与污染物之间的吸附动力学、等温吸附模型及可能的吸附机理。针对降解去除的强化,通过引入氧化还原介体(AQS)设法提高其生物降解效率。研究考察了AQS对生物降解RB13和PCP的促进作用原理。当AQS最佳投加量为0.3 mmol/L,在有10 mg/L PCP存在的体系中,对于脱色和脱氯分别提高了4倍和2倍。同时对AQS进行了固定化,在序批式反应过程中,连续使用10轮以上,均能取得95%以上的生物脱色效果,表明制备得到的AQS-PVA小球具有较好的抗脱附性及运行稳定性。