固定化优势菌Pseudomonas oleovorans DT4对四氢呋喃的生物降解研究

论文摘要

四氢呋喃（THF）是一种被称为“万能溶剂”的环醚类有机化合物,广泛应用于涂料、制革、医药等行业。目前我国对THF的需求量正逐年增加,THF的环境污染问题日益严重,因此探索合适的方法去除THF势在必行。本文通过协同固定化技术对THF优势降解菌Pseudomonas oleovorans DT4进行固定化,并考察固定化颗粒分批及连续降解THF的特性。根据细胞活性及颗粒强度,从琼脂、海藻酸钙、聚乙烯醇和聚丙烯酰胺四种载体中筛选了海藻酸钙作为固定化载体；在此基础上,考察了硅藻土、粉末活性炭、活性炭纤维三种添加物对固定化细胞的影响,结果表明海藻酸钙-活性炭纤维协同固定化颗粒效果最优。通过对该新型固定化颗粒降解活性和机械强度的研究,以及对固定化方法进行优化,确定了较适宜的固定化参数：3%海藻酸钠,4%CaCl2,1.5%活性炭纤维,3210.9mg/L菌悬液。由于协同固定化颗粒耦合了吸附与生物降解行为,THF去除速率显著提高。与游离细胞相比,固定化细胞对pH、温度、底物浓度的适应范围变宽,稳定性更强；固定化小球连续使用10批次后,THF去除率仍维持在70%以上。设计了上流式固定床反应器,实现了对THF的连续去除。在进水浓度为50mg/L、停留时间3000s、通气量40mL/min时,去除率可稳定在93%以上；但12d后,由于存在细胞泄漏现象,THF去除率不断下降,到第20d,THF去除率仅为50%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 四氢呋喃的简介
• 1.2 四氢呋喃的生产应用
• 1.3 四氢呋喃的危害
• 1.4 四氢呋喃的污染源以及污染现状
• 1.5 四氢呋喃的处理及存在问题
• 1.5.1 四氢呋喃的物理处理
• 1.5.2 四氢呋喃的化学处理
• 1.5.3 四氢呋喃的生物降解
• 1.6 固定化微生物技术
• 1.6.1 固定化微生物技术分类及方法
• 1.6.2 固定化微生物技术的固定化机理
• 1.6.3 固定化微生物技术的载体
• 1.6.4 固定化微生物技术的反应器
• 1.6.5 固定化微生物技术处理污染物现状
• 1.6.6 固定化微生物技术前景分析
• 1.7 选题意义及研究内容
• 1.7.1 选题意义
• 1.7.2 研究内容
• 第二章 实验材料和方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 菌种
• 2.1.2 实验仪器
• 2.1.3 实验试剂
• 2.1.4 实验用人工废水
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 P.oleovorans DT4的培养
• 2.2.2 固定化方法的探索及条件优化
• 2.2.3 海藻酸钙-活性炭纤维固定化细胞的特性研究
• 2.2.4 固定床反应器试验装置及方法
• 2.3 THF分析方法
• 第三章 固定化方法的探索及条件优化
• 3.1 固定化载体的选择
• 3.2 培养基的优化选择
• 3.3 复合载体的构建
• 3.4 四种复合载体的扫描电镜观察
• 3.5 不同海藻酸钠浓度的影响
• 2浓度的影响'>3.6 不同CaCl₂浓度的影响
• 3.7 不同活性炭纤维浓度的影响
• 3.8 不同菌浓度的影响
• 3.9 小结
• 第四章 海藻酸钙-活性炭纤维固定化细胞的特性研究
• 4.1 不同温度下的影响
• 4.2 不同pH下的影响
• 4.3 不同THF浓度的影响
• 4.5 储藏时间的影响
• 4.6 THF的连续降解
• 4.7 小结
• 第五章 上流式固定床反应器连续降解THF的研究
• 5.1 无菌海藻酸钙-活性炭纤维颗粒对THF的吸附
• 5.2 不同通气量对THF降解的影响
• 5.3 不同HRT对THF降解的影响
• 5.4 不同THF浓度对THF降解的影响
• 5.5 冲击负荷对THF降解的影响
• 5.6 反应器的稳定运行
• 5.7 小结
• 第六章 结论与展望
• 6.1 结论
• 6.2 展望与建议
• 参考文献
• 致谢
• 硕士学位期间发表的学术论文