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硝基苯降解菌的筛选及其应用研究

蓝远东  
【摘要】: 硝基苯是一种重要的化工原料,广泛应用于制造苯胺、染料、TNT、肥皂及香料等领域,它是一种淡黄色、苦杏仁味的剧毒物质,对人体和生物具有高毒性,而且很难被生物降解。随着化工工业的发展,硝基苯的需求呈明显上升趋势,而它的大量排放则给水体带来了严重的污染。目前国内外对硝基苯废水的处理大多采用活性炭吸附、氧化、萃取、辐照等物理化学方法,这些方法具有成本高、引起二次污染等缺陷。虽然生物降解对于工业和生活废水而言是一种经济、有效的净化方法,但在处理硝基苯废水时其高毒性限制了它的使用。因此,培养筛选出对硝基苯类化合物有高效降解能力的菌种,使之应用于含硝基苯类化合物废水处理具有非常重要的意义。 本试验对硝基苯降解菌的筛选、特性和应用进行了研究。通过贫富营养交替的驯化,筛选出了两株能高效降解硝基苯的菌株,命名N1和N7。在初始硝基苯浓度为400μg/L,经24小时其降解率分别达到62.2%和61.5%。经传统纯化分离鉴定和现代分子生物学鉴定,结果表明均为克雷伯氏菌属(Klebsiella)。对降解能力最高的菌株N1的进一步研究表明,该菌在pH为6.5~7.5,温度25~35℃,摇床转速160r/min时生长最好。添加一定的碳源、磷源可促进硝基苯降解菌的生长;在C/N从5:1到20:1范围内,菌的生长量随C/N的升高而增加;N1菌和苯胺降解菌之间存在协同降解作用,对苯胺也有很高的降解率。菌株N1具有较高细胞表面疏水性,在对数生长期时的细胞表面疏水性最大,疏水性指数为70%。 通过将菌株N1固定到活性炭上形成固定化生物活性碳(IBAC)来研究菌株N1在实际工程中应用。IBAC与没有固定生物的GAC相比,启动速度快,对微污染物净化效能较高,对浊度去除效果较好,出水浊度均小于0.5NTU;在硝基苯浓度较低时,其去除效率更高,达94.2%;在遭遇冲击负荷时,恢复净化能力的时间较短。炭柱进出水的GC/MS联机检测结果和生物综合毒性测试结果充分证明,IBAC工艺对含硝基苯微污染水的净化效能优于GAC工艺。 对硝基苯降解菌的筛选、性能和应用的初步研究为N1菌在实际工程中


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