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耐高浓度苯酚菌株的筛选及其降解特性研究

樊瑜  
【摘要】:苯酚及其衍生物广泛存在于炼焦,炼油,造纸,化工,塑料,石油开采等行业的废水和废气中,能抑制活性污泥中许多微生物的生长和降解能力,致使大多焦化废水生化处理难以达标排放,投加耐高浓度酚的菌种有利于提高该类废水COD的去除效率,本论文旨在获得高效分解酚类污染物的菌种,并通过研究掌握其代谢酚类化合物的规律。 本论文从某焦化厂的废水污泥中分离出一株耐高浓度苯酚的菌株,研究了该菌株以苯酚和邻苯二酚分别为碳源的生长及降解特性,优化了降解条件,提取、分离了中间代谢物,并用GC-MS进行了鉴定,通过研究获得以下成果: (1)经液体富集和平板培养分离,并进行初筛和复筛,从陕西富平焦化厂废水污泥样品中分离到一株能耐受2000mg/L苯酚、且降解效果好、生长最快的N2菌株。经16SrDNA鉴定为施氏假单胞菌N2(Pseudomonas stutzeri N2)。 (2)以苯酚为唯一碳源时,施氏假单胞菌N2的生长和对苯酚的降解同步。pH=7.5,30℃,硝酸铵为氮源的条件下,当苯酚浓度为50mg/L~400mg/L时,N2菌快速生长,30h苯酚降解率达100%。当苯酚浓度为800mg/L~900mg/L时,菌细胞生长按时间顺序出现“快速生长-延缓生长-次快速生长”三个生长时期,前两时期仅5%的苯酚被降解,到达次快速生长期后,苯酚降解率从5%增加到100%。 (3)生长碳源不同,收获的N2菌细胞对苯酚的降解活性则不同。以牛肉膏蛋白胨为碳源生长的施氏假单胞菌N2对苯酚的降解活性最大,接种量5%时,200mg/L苯酚4h去除率为59%。 (4)施氏假单胞菌N2也能降解邻苯二酚。当邻苯二酚浓度为200~400mg/L范围、800mg/L、1000mg/L时,苯酚分别在12h、59h、71h内能被完全降解。施氏假单胞菌N2降解苯酚和邻苯二酚均符合零级反应。 (5)GC-MS结果、结合标准品谱图对照及其TOC矿化结果看,N2菌降解苯酚的中间产物有邻苯二酚,对苯二酚,3,4-二羟基苯甲酸和对羟基苯甲酸等中间产物。N2菌降解过程中同时存在羧基化途径和羟基化途径。 本研究结果为施氏假单胞菌N2在含酚废水处理中的应用提供数据支持和试验方法参考。


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