生物膜反应器对邻笨二甲酸二丁酯的生物降解试验研究

论文摘要

邻苯二甲酸酯（PAEs）是一类难降解的环境激素化合物,作为重要的化工原料被大量地用于塑料生产。随着塑料制品的广泛应用, PAEs已大量进入环境,广泛分布于土壤底泥、水体、土壤及水生生物等环境样品中,成为“第二个全球性PCB污染物”。本论文以邻苯二甲酸二丁酯（DBP）为邻苯二甲酸酯类物质的代表物,通过小试试验,采用化学仪器分析和生物测试相结合的方法,较为深入地考察了生物膜反应器对含邻苯二甲酸二丁酯进水的生物降解性能及影响因素,并初步探讨了生物膜反应器对DBP的生物降解途径以及生物膜微生物相生长性能。试验结果表明,温度和水力停留时间（HRT）是影响DBP及水中环境激素活性去除性能的重要因素。在反应器内pH=6.87.1,DO=2.03.0mg/L,进水DBP质量浓度为5.757.48mg/L的稳定条件下,DBP及环境激素活性去除率均随着温度和HRT的升高而升高。30℃高温工况、10℃低温工况、20℃中温工况分别在HRT=4h、12h、4h时出水DBP浓度达到污水综合排放标准GB8978-1996一级标准,此时对应的DBP去除率分别为:99.4%、96.5%、98.5%。经生物降解处理之后,最终出水仍具有一定的雌激素效应,但水体的雌激素效应均有所降低。通过气相色谱—质谱联用发现了DBP生物降解中间产物邻苯二甲酸单丁酯和邻苯二甲酸,并推导出DBP生物降解的可能途径如下:DBP首先断裂一个酯健生成邻苯二甲酸单丁酯,然后邻苯二甲酸单丁酯再断裂另外一个酯健生成邻苯二甲酸,最终分解成为二氧化碳和水。从SEM观察结果看出,陶粒载体的多孔穴结构为微生物的生长和繁殖提供了良好的环境,试验后期陶粒表面附着微生物种类丰富,以形态较为粗短的杆菌和球菌为主,它们与丝状体、微生物代谢产物、杂质等交织在一起并形成厚厚的生物膜。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 环境激素类污染物概况
• 1.1.1 环境激素问题的提出
• 1.1.2 已发现的各类环境激素类污染物
• 1.1.3 环境激素类污染物的危害
• 1.2 邻苯二甲酸酯类化合物（PAEs）概况
• 1.2.1 邻苯二甲酸酯的来源与用途
• 1.2.2 邻苯二甲酸酯的危害
• 1.2.3 邻苯二甲酸酯在水体环境中的污染现状
• 1.3 生物膜反应器简介
• 1.3.1 生物膜的生态优势
• 1.3.2 生物膜反应器在水处理中的应用发展及研究热点
• 1.4 课题的提出、研究内容及意义
• 1.4.1 选题背景
• 1.4.2 研究内容
• 1.4.3 课题意义
• 第2章 试验装置与检测方法
• 2.1 试验装置及运行参数
• 2.2 试验用水水质
• 2.3 试验设备及药品
• 2.4 检测项目及测定方法
• 第3章 邻苯二甲酸二丁酯去除性能研究
• 3.1 邻苯二甲酸二丁酯检测方法的确定
• 3.1.1 检测条件
• 3.1.2 水样萃取方法
• 3.1.3 标准曲线的标定
• 3.2 工况运行结果与分析
• 3.2.1 30℃高温工况运行结果与分析
• 3.2.2 10℃低温工况运行结果与分析
• 3.2.3 20℃中温工况运行结果与分析
• 3.3 DBP 去除性能影响因素分析
• 3.3.1 温度的影响
• 3.3.2 水力停留时间的影响
• 第4章 环境激素活性去除性能研究
• 4.1 酵母双杂交法原理
• 4.2 酵母双杂交试验方法
• 4.2.1 试验试剂
• 4.2.2 试验仪器
• 4.2.3 水样前处理
• 4.2.4 测定步骤
• 4.3 酵母实验结果及讨论
• 4.3.1 DBP 剂量－环境激素效应关系曲线
• 4.3.2 生物膜反应器各工况水样测试结果
• 第5章 邻苯二甲酸二丁酯代谢产物的研究
• 5.1 样品前处理及检测条件
• 5.1.1 样品前处理
• 5.1.2 GC/MS 检测条件
• 5.2 DBP 代谢产物检测结果分析
• 5.2.1 邻苯二甲酸单丁酯的检测分析
• 5.2.2 邻苯二甲酸的的检测分析
• 5.3 DBP 生物降解途径探讨
• 第6章 生物膜微生物相研究
• 6.1 样品制备
• 6.2 扫描电镜观察
• 结论
• 参考文献
• 致谢