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《大连理工大学》 2011年
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低强度超声波强化生物降解硝基苯的研究

袁源  
【摘要】:本文研究了在低强度超声波干预下,三株以硝基苯为唯一碳源和氮源的菌株在好氧条件下对硝基苯降解情况的变化,并对其生理生化特征的改变进行了分析。同时考察了三株硝基苯降解菌的超声组和未施加超声的对照组细胞的生长及降解特性,并通过测定关键酶的活性,初步推测出三株菌对硝基苯的降解途径,为超声波应用于实际的废水工程提供了一定的理论依据和参考。本文的主要研究内容包括: 一、对硝基苯降解菌进行活化和驯化:对三株硝基苯降解菌进行活化处理,考察其最适生长条件和降解条件,结果发现三株菌的最适生长与降解条件均为:温度30℃,pH7.0,摇床转速150 r/min。 二、低强度超声波对生物降解过程的影响研究:考察了在施加超声波之后,三株菌在96 h内的生长量和对硝基苯的降解率的变化。实验结果表明,超声功率180W,频率35 kHz,作用时间15 min时,能有效地提高硝基苯降解菌的降解率。在最佳超声条件下,与对照组相比,培养96h后,三株菌的降解率分别提高了11.3%、7.9%和1.3%。以不加超声的作为对照组,通过连续实验发现超声开始作用的时间分别为15h、17 h和16 h。对于菌株Z1和Z2,超声波持续作用的时间分别为52 h和5 h,对菌株Z3作用不明显,可知低强度超声波并不会对所有菌株的生物降解过程都起到强化作用。低强度超声对三株菌的生物降解的强化效果依次为Z1Z2Z3。 三、不同初始浓度的硝基苯对生物降解过程的影响研究:考察了硝基苯初始浓度在100 mg/L-600 mg/L时,三株菌在96 h内的降解率。结果发现,当初始浓度在一定范围内时,随着浓度的增大,菌株的降解率也提高;但是浓度过大,反而会对生物降解过程有一定的抑制。通过考察了三株菌的动力学特征,发现三株菌对硝基苯的最大耐受浓度分别为450.3 mg/L、477.8 mg/L和372.9 mg/L。对其动力学数据进行了非线性回归发现三株菌对硝基苯的降解均符合Andrews抑制方程,且菌株Z1和Z2超声组各动力学参数qmax、Ks和Ki较对照组均有所提高,对菌株Z3的强化作用不明显。 四、低强度超声波强化生物降解的机理研究:考察了在降解过程中三种酶的活性在施加超声前后的变化。结果发现:三株菌的粗酶活性均以2-氨基酚1,6-双加氧酶活性为主,推测其降解均遵循部分还原氧化途径。同时,考察了胞内外硝基苯的浓度,研究发现,三株菌对照组和超声组对硝基苯的表观降解率均高于真实降解率,且超声组真实降解率较表观降解率分别提高了7.5%、5.4%和1.2%。
【学位授予单位】:大连理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:X703

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【参考文献】
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