颗粒污泥内苯酚降解真菌的筛选及其特性研究

论文摘要

酚类化合物是原型质高毒类物质,具有三致效应,对一切生命个体都有明显的毒害作用。作为一种常见的工业污染物,苯酚广泛存在于造纸、炼油、炼焦、农药、化工、医药合成等行业的工业废水中,未经处理的含酚废水对人类生存环境造成了严重的威胁。生物法是一种成本低廉、二次污染较小的工业废水处理方法,在含酚工业废水处理中正由传统混合微生物处理技术向纯培养微生物处理技术转型的阶段。在课题组前期研究工作中发现,好氧颗粒污泥对于模拟苯酚废水具有较好的降解特性,为研究其苯酚降解机理进而强化其苯酚降解效能,本文采用分离纯化技术从好氧颗粒污泥中筛选分离得到了两株高活力苯酚降解菌,经23Sr DNA测序鉴定,菌株为热带假丝酵母（Candida tropicalis）属。研究结果表明:菌株A1和A3均有比较高的苯酚耐受能力,在以苯酚为唯一碳源的培养条件下能够耐受1 750 mg/L和2 000 mg/L的苯酚;同时也均有高效的苯酚降解率,在接菌量为3%,温度为30℃、pH值为6.85、装液量为100 mL /250 mL、恒温振荡速度120 r/min的最佳降酚工艺条件下,A1可使初始浓度为1 000 mg/L的苯酚24 h降解率达到95%以上,而A3可达到100%的降解率。葡萄糖对微生物降解苯酚具有协同作用和底物竞争关系,投加量≤1.0 g/L;以硝酸铵为外加氮源,经济有效;虽然配制的模拟废水中本来已含有相当量的无机微量元素,但去除培养基中的微量元素液对苯酚降解亦有较大的影响,这说明微量元素对于微生物来说是必不可少的。同时,在保证充分的溶解氧的情况下,进行热带假丝酵母降解苯酚的本征动力学研究,通过试验数据拟合得到了该菌株的Haldane菌体生长动力学方程参数为:热带假丝酵母A1菌株——最大比生长速率μX, max=0. 409h-1,苯酚半饱和常数KS=41.37mg/L,苯酚抑制常数Ki= 387.41mg/L;其相应的苯酚降解动力学参数为:生长相关系数A =0.4387,非生长相关系数, B =0.0003h -1;热带假丝酵母A3菌株——最大比生长速率μX, max= 0. 418h-1,苯酚半饱和常数KS=74.69mg/L,苯酚抑制常数Ki=432.38mg/L;其相应的苯酚降解动力学参数为:生长相关系数A=0.4872,非生长相关系数B=0.0031h-1。从而得出该菌株有良好的工程应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 含酚废水的来源
• 1.2 酚的性质及危害
• 1.3 含酚废水的处理技术
• 1.3.1 物理化学方法处理含酚废水
• 1.3.2 化学方法处理含酚废水
• 1.3.3 生物法处理含酚废水
• 1.4 苯酚降解菌株的研究现状
• 1.4.1 降酚菌株的选育
• 1.4.2 微生物好氧降解苯酚的机理
• 1.5 苯酚降解菌株的动力学研究
• 1.6 论文研究内容与技术路线
• 1.6.1 研究背景
• 1.6.2 研究目的和主要内容
• 1.6.3 课题研究路线
• 第二章 高效苯酚降解菌的纯化、筛选与鉴定
• 2.1 前言
• 2.2 试验材料
• 2.2.1 菌源
• 2.2.2 培养基的制备
• 2.2.3 主要仪器和设备
• 2.2.4 试验所用试剂
• 2.3 试验方法
• 2.3.1 耐酚菌的挑选及污泥的驯化
• 2.3.2 菌株的纯化分离
• 2.3.3 菌悬液的制作方法
• 2.3.4 高效降酚菌筛选方法
• 2.3.5 降酚菌的保存方法
• 2.3.6 分析与检测方法
• 2.3.7 苯酚降解菌纯化筛选技术路线
• 2.4 试验结果与讨论
• 2.4.1 菌株的纯化分离
• 2.4.2 高效苯酚降解菌的筛选
• 2.4.3 优势菌的苯酚耐受试验及鉴定
• 2.4.4 优势菌株Al 和A3 的生长特性
• 2.5 本章小结
• 第三章 优势降酚菌株的苯酚降解特性研究
• 3.1 前言
• 3.2 试验材料
• 3.2.1 菌株
• 3.2.2 培养基及试剂药品
• 3.2.3 主要仪器设备
• 3.3 试验方法
• 3.3.1 接菌量对菌株生长及其降酚能力的影响
• 3.3.2 初始苯酚浓度对菌株生长及其降酚能力的影响
• 3.3.3 培养条件对菌株生长及其降酚能力的影响
• 3.3.4 培养基主要成分对菌株生长及其降酚能力的影响
• 3.3.5 分析与检测方法
• 3.4 试验结果与讨论
• 3.4.1 接菌量的影响
• 3.4.2 苯酚初始浓度的影响
• 3.4.3 pH 的影响
• 3.4.4 温度的影响
• 3.4.5 装液量的影响
• 3.4.6 外加碳源的影响
• 3.4.7 外加氮源的影响
• 3.4.8 微量元素的离子的影响
• 3.5 本章小结
• 第四章 动力学模型的建立
• 4.1 引言
• 4.2 试验材料
• 4.3 试验方法
• 4.3.1 苯酚降解试验
• 4.3.2 动力学模型的建立
• 4.3.3 分析和检测方法
• 4.4 动力学模型的建立
• 4.4.1 细胞生长动力学模型的建立
• 4.4.2 相应的苯酚降解动力学模型的建立
• 4.5 动力学参数的确定
• 4.5.1 细胞生长动力学参数的确定
• 4.5.2 苯酚降解动力学参数的确定
• 4.6 本章小结
• 第五章 结论及展望
• 5.1 主要结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文