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关键词：
厌氧氨氧化,盐度,性能,渗透压,生物脱氮
发表时间：
2013-02-04 16:30:58
新型固定化生物小球的研制及其处理模拟苯胺废水的特性
何志泽 | -> | 896| 0| 865.416MB |固定化生物活性炭纤维小球(IBACFBs),苯胺,生化降解,聚乙烯醇,海藻酸钙
摘要: 从焦化废水二级处理系统的生物膜中富集、培养、浓缩得到能降解苯胺的混合菌种GA1作为固定化微生物的来源. 用3 种不同方法制备了新型固定化生物活性炭纤维小球( IBACFB s), 并研究了其机械性能; 通过降解模拟苯胺废水考察了固定化生物活性炭纤维小球的生化活性和循环使用寿命. 同时也比较了小球中活性炭纤维和活性炭对小球生化性能的影响. 结果表明, 以C a(NO3 ) 2为唯一固化剂, 采用冷冻-解冻法制得的IBACFB s具有最好的机械性能和生化活性, 对高浓度苯胺溶液有优异的降解效果, 最适条件下经过46h 反应, 苯胺浓度从初始的526m g# L- 1降至9. 6m g# L- 1, 降解率达到98. 4%. 由于具有特殊的孔结构和巨大的比表面积, 相比于活性炭, 活性炭纤维更能提升固定化小球的生化活性. 循环批次降解苯胺实验表明, IBACFBs具有良好的机械强度, 生化活性随着循环次数的增加不但没有降低, 反而有不同程度的提高; 循环批次反应后, 在最适条件下IBACFB s仅用30h就可将苯胺溶液浓度从513mg# L- 1降至7. 6mg# L- 1, 降解率高达98. 5%.
苯胺作为一种重要的有机化工产品被广泛用于农药、塑料、染料和医药工业生产( Ocneill et al. ,2000) . 环境中的硝基芳香化合物在微生物作用下能转化或分解成苯胺( Ha llas et al. , 1983) . 由于苯胺是一种剧毒性的污染物, 对环境有很大的负面作用, 中国国家环境检测总站和美国环境保护局( EPA )都将其列入优先控制污染物黑名单. 生物降解是去除环境中苯胺的有效方法, 也是苯胺类废水生化处理和苯胺污染现场生物修复的基础( OcN eillet al. , 2000; Lyons et al. , 1984; To r¾ng et al. ,2002; Anson et al. , 1984; Aoki et al. , 1983) . 研究证实, 自然界存在着高效降解苯胺的好氧或厌氧细菌如Comamonas acidovorans、P seudomonas、Shew anella、Comamonas、Acinetobacter、Rhodococcus、F rateuria、Moraxella、N ocardia 等(刘志培等, 1999;任随周等, 2006; L iu et al. , 2002). 因此, 采用生物技术降解苯胺具有很大的可行性.
将能够高效降解有机物的菌种培养后投加到常规污水处理系统中, 由于投加菌流失、被原生动物捕食、菌种间竞争、代谢底物抑制等原因, 使其难以保持长久的降解效率. 而固定化技术具有较强的菌种保持能力和较高的细菌浓度, 对有毒有害污染物具有较高的承受能力, 因而能显著提高有机污染物的降解效率.
固定化生物技术的载体材料中以聚乙烯醇( PVA )和海藻酸钠( SA )的使用最为广泛, 利用聚乙烯醇和海藻酸钠的混合物为固定化载体包埋制备的固定化生物小球具有强度高、通透性高、生物兼容性好、稳定性强等特点, 已被广泛用于含特定有机物废水处理的研究(Wang et al. , 2007) . 将具有巨大的比表面积、良好的吸附性能和生物相容性的活性炭添加到固定化小球中, 可以发挥炭吸附脱附和生物降解的协同作用, 提高生化降解效果(王晨等, 2007) . 而对吸附性能更加优异的活性炭纤维在固定化生物小球( IBBs)中应用的研究报道极少.
近来, 采用固定化生物技术降解有机物的研究比较多, 其中包括采用包埋法制备固定化小球用以降解苯酚和喹啉的研究, 都取得了较好的效果( A rzuet al, 2005; Wang et al, 2002) . 对于苯胺的生化降解技术, 国内研究关注于分离高效降解菌种, 而国外研究注重于新型高级氧化技术, 尚未发现用固定化小球技术降解苯胺的研究报告.
本实验着重研究包埋法制备的固定化生物活性炭纤维小球降解苯胺的可行性, 考察不同固定化方法对小球的机械性能和降解苯胺生化活性的影响; 探讨活性炭、活性炭纤维对小球的机械性能和降解苯胺生化活性的影响, 并对循环批次反应中固定化小球内生物的生化活性变化进行研究, 以期获得具有较高机械性能和生化活性的固定化生物活性炭纤维小球, 并解释活性炭纤维对小球降解苯胺速率的影响.
将能够高效降解有机物的菌种培养后投加到常规污水处理系统中, 由于投加菌流失、被原生动物捕食、菌种间竞争、代谢底物抑制等原因, 使其难以保持长久的降解效率. 而固定化技术具有较强的菌种保持能力和较高的细菌浓度, 对有毒有害污染物具有较高的承受能力, 因而能显著提高有机污染物的降解效率.
固定化生物技术的载体材料中以聚乙烯醇( PVA )和海藻酸钠( SA )的使用最为广泛, 利用聚乙烯醇和海藻酸钠的混合物为固定化载体包埋制备的固定化生物小球具有强度高、通透性高、生物兼容性好、稳定性强等特点, 已被广泛用于含特定有机物废水处理的研究(Wang et al. , 2007) . 将具有巨大的比表面积、良好的吸附性能和生物相容性的活性炭添加到固定化小球中, 可以发挥炭吸附脱附和生物降解的协同作用, 提高生化降解效果(王晨等, 2007) . 而对吸附性能更加优异的活性炭纤维在固定化生物小球( IBBs)中应用的研究报道极少.
近来, 采用固定化生物技术降解有机物的研究比较多, 其中包括采用包埋法制备固定化小球用以降解苯酚和喹啉的研究, 都取得了较好的效果( A rzuet al, 2005; Wang et al, 2002) . 对于苯胺的生化降解技术, 国内研究关注于分离高效降解菌种, 而国外研究注重于新型高级氧化技术, 尚未发现用固定化小球技术降解苯胺的研究报告.
本实验着重研究包埋法制备的固定化生物活性炭纤维小球降解苯胺的可行性, 考察不同固定化方法对小球的机械性能和降解苯胺生化活性的影响; 探讨活性炭、活性炭纤维对小球的机械性能和降解苯胺生化活性的影响, 并对循环批次反应中固定化小球内生物的生化活性变化进行研究, 以期获得具有较高机械性能和生化活性的固定化生物活性炭纤维小球, 并解释活性炭纤维对小球降解苯胺速率的影响.
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