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关键词：
人工曝气,垂直流湿地,动力学,模型
发表时间：
2012-08-24 10:24:45
脱氮副球菌W12在游离生长与附着生长条件下对吡啶去除作用的研究
杜军林 | -> | 1166| 1| 949.497MB |吡啶降解菌,生物活性竹炭(BABC),吸附,生物降解
摘要:分离到1 株吡啶降解菌———脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans W12) ，将其附着生长于颗粒活性竹炭( ABC) 制备成生物活性竹炭(BABC) ，分别以游离菌和固着菌开展对水中吡啶的去除实验. 结果表明，0. 31 g·L － 1 游离态W12 菌可在26. 5 ～48. 9 h 内将48. 70 ～ 1 399 mg·L － 1 的吡啶完全降解;附着于ABC 的W12 菌不仅保持其降解能力，而且BABC 通过吸附与降解的协同作用更高效地去除吡啶，当温度为35℃ ，BABC 投加量为10. 0 g·L － 1 时，692. 2 mg·L － 1 的吡啶在前3. 6 h 主要通过吸附作用降低52% ，其后主要通过生物降解作用至23. 7 h 被基本去除，随着BABC 投加量和处理批次的增加，吡啶去除效率显著提高. 研究进一步从微观结构上对BABC 去除水中吡啶的协同作用机制进行了探讨.
吡啶是一种工业应用广泛的含氮杂环芳烃化合物，其化学结构虽然简单，但却具有强烈的“三致”作用［1］，焦化、染料、制药等行业排放的含吡啶及其衍生物的废水均属于难降解有机废水，传统的活性污泥法往往不能有效地去除此类污染［2］，进而对地表水体、土壤和地下水环境造成危害.
目前，吸附技术［3］和生物强化技术［4］是去除水中吡啶的高效技术手段. 对于吸附技术，活性炭是最常用的吸附剂，其中利用中国丰富竹资源而加工的活性竹炭( activated bamboo charcoal，ABC) 因具备较大的比表面积和丰富的孔隙结构，是一种高效吸附剂［5 ～ 7］;然而，吸附技术只是将水中的污染物聚集于吸附剂表面，污染物本身未被分解，其总量也未发生变化，且实际应用中还需要对失效的吸附剂进行再生. 对于生物强化技术，向活性污泥系统中投加特异性降解菌是常用的办法，可增强系统对水中难降解物质的处理能力［8］，已经报道的吡啶降解菌有Micrococcus luteus［9］、Pimelobacter sp. ［10］、Bacillus coagulans［11］、Nocardioides sp. ［12］、Azoarcus sp. ［13］、Pseudomonas sp. ［14］、Pseudomonas putida［15］等;然而，高效降解菌种因世代周期较长，竞争不过土著菌种，容易随着系统排泥而流失，且其倾向于优先利用环境中易降解物质，致使特殊降解活性逐渐退化［16］.将2 种技术结合起来，即把降解菌附着于吸附剂上，使吸附作用与降解作用有机地结合在一起，一方面可以防止菌种流失，吸附作用所发挥的缓冲和缓释作用可以提高菌种的适应性和耐冲击性，吸附剂表
面的高浓度微环境亦可以防止菌种的退化;另一方面生物降解作用可使吸附剂得到动态再生，延长其再生周期，微生物分泌的粘性荚膜物质还可以弥补吸附剂材质轻及机械强度不足的缺点［17 ～ 19］.
本研究以ABC 为吸附剂和微生物载体，将本实验室分离的1 株吡啶降解菌Paracoccus denitrificans W12 附着生长于其上，制成特异性的生物活性竹炭( biological activated bamboo charcoal，BABC) ，比较W12 菌在游离态与附着态条件下对水溶液中吡啶的去除效果，探讨生物降解与炭吸附协同作用在难降解有机废水生物处理中的优势.
目前，吸附技术［3］和生物强化技术［4］是去除水中吡啶的高效技术手段. 对于吸附技术，活性炭是最常用的吸附剂，其中利用中国丰富竹资源而加工的活性竹炭( activated bamboo charcoal，ABC) 因具备较大的比表面积和丰富的孔隙结构，是一种高效吸附剂［5 ～ 7］;然而，吸附技术只是将水中的污染物聚集于吸附剂表面，污染物本身未被分解，其总量也未发生变化，且实际应用中还需要对失效的吸附剂进行再生. 对于生物强化技术，向活性污泥系统中投加特异性降解菌是常用的办法，可增强系统对水中难降解物质的处理能力［8］，已经报道的吡啶降解菌有Micrococcus luteus［9］、Pimelobacter sp. ［10］、Bacillus coagulans［11］、Nocardioides sp. ［12］、Azoarcus sp. ［13］、Pseudomonas sp. ［14］、Pseudomonas putida［15］等;然而，高效降解菌种因世代周期较长，竞争不过土著菌种，容易随着系统排泥而流失，且其倾向于优先利用环境中易降解物质，致使特殊降解活性逐渐退化［16］.将2 种技术结合起来，即把降解菌附着于吸附剂上，使吸附作用与降解作用有机地结合在一起，一方面可以防止菌种流失，吸附作用所发挥的缓冲和缓释作用可以提高菌种的适应性和耐冲击性，吸附剂表
面的高浓度微环境亦可以防止菌种的退化;另一方面生物降解作用可使吸附剂得到动态再生，延长其再生周期，微生物分泌的粘性荚膜物质还可以弥补吸附剂材质轻及机械强度不足的缺点［17 ～ 19］.
本研究以ABC 为吸附剂和微生物载体，将本实验室分离的1 株吡啶降解菌Paracoccus denitrificans W12 附着生长于其上，制成特异性的生物活性竹炭( biological activated bamboo charcoal，BABC) ，比较W12 菌在游离态与附着态条件下对水溶液中吡啶的去除效果，探讨生物降解与炭吸附协同作用在难降解有机废水生物处理中的优势.
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