造纸废水中2，4，6-三氯苯酚对厌氧颗粒污泥的毒性影响及其还原脱氯机理研究

【摘要】：制浆造纸行业的漂白废水中常含有大量含氯酚类难降解有机物，该类化合物大多数具有致癌性、致畸性、致突变性，因此对氯酚降解的研究有很重要的实际意义。 现有的含氯酚废水的物化方法，处理成本偏高且不容易实现工程应用，而生物处理技术较为经济且易管理。在厌氧条件下，氯酚可作为电子受体还原脱氯，但由于氯酚本身的芳环结构和氯代原子存在而具有很强的毒性和抗降解能力。因此，本文以造纸废水中相对含量较高的2,4,6-三氯苯酚（2,4,6-trichlorophenol,2,4,6-TCP）作为目标污染物，探索2,4,6-TCP对未驯化厌氧颗粒污泥的毒性，考察2,4,6-TCP对厌氧颗粒污泥生理生化特性的影响，研究不同基质作为电子供体时2,4,6-TCP的降解机理，探讨微生物作用机制与电子供体之间的关系。从而实现造纸厂采用厌氧技术高效降解氯酚类物质。研究发现： 2,4,6-TCP是一种生物杀菌剂，其对产甲烷活性具有抑制作用，对产甲烷菌的抑制程度与其浓度正相关，其相对活性恢复程度与其投加量负相关。 取自造纸厂的厌氧颗粒污泥本身具有降解2,4,6-TCP的潜力，经过驯化后其潜力可被诱导出来。并且多种基质驯化更有利于诱导产生2,4,6-TCP降解酶。 高浓度2,4,6-TCP对经驯化后的厌氧颗粒污泥的颗粒化有促进作用，可提高颗粒污泥的活性，但易产生空腔。体系以还原脱氯代谢为主，使得生物质的量增加，并且脱氯产物为可作为新的碳源，使微生物活性增强，辅酶浓度升高。但高浓度的2,4,6-TCP使得菌体分解，胞外聚合物总量增加，使得菌体表面紧实平滑，孔隙较少。当2,4,6-TCP浓度小于10mg/L时，其浓度的降低以吸附作用为主，而高浓度2,4,6-TCP以生物降解为主，2,4,6-TCP浓度越高，其降解速率越快。 与葡萄糖的作用相比，乳酸钠、丙酮酸钠、乙酸钠均可有效提高2,4,6-TCP的脱氯效果，其中乳酸钠能作为一类缓释氢物质持续供给2,4,6-TCP还原脱氯所需电子。外加电子供体可提高微生物体内基质代谢脱氢酶活性，反应240h后，四种电子供体体系中脱氢酶活性增长依次为21.49%、25.78%、136.85%和139.3%。2,4,6-TCP还原脱氯的主要产物包括2,4-二氯苯酚（2,4-dichlorophenol,2,4-DCP）、4-氯苯酚（4-chlorophenol,4-CP）和苯酚，其中乙酸钠作为电子供体时，4-CP为其主要降解产物，转化率达到22%以上。