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酚类废水处理技术

提供者:上海喆图科学仪器有限公司   发布时间:2017/12/14 9:27:39  阅读次数:4253次  进入该公司店铺

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王**
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一、
TCP是有机废水中一种最常见的氯酚类物质,主要来源于造纸、印染、纺织等行业废水。由于TCP的水溶解性较大,且土壤等固体物质对其吸附和固定作用较弱,常以水为载体广泛存在。TCP结构较为稳定,难以降解,且具有三致性,美国环保总局已将其列为了“优先污染物”。利用真菌、青霉菌、曲霉菌和酵母菌等生物法处理酚类废水,工艺简单,效果好。


Lentinula对橄榄油排放废水中酚类(苯酚等)有毒物质具有较好的去除效果。曲霉菌可以p-甲酚和4-甲基苯酚作为唯一碳源,但对氯酚类效果不大。Kiyohara等发现酿造酵母、鞘脂菌可降解TCP。Aguayo等发现钩虫贪铜菌、鞘氨醇单胞菌、光合细菌等也能降解TCP。这些研究为酚类物质的生物处理打下了一定基础,但国内外大多数研究主要局限于细菌对TCP降解。相比细菌,真菌具有较强的抗毒性和环境适应能力,在处理氯酚废水方面较细菌更具优势。镰刀菌为一种真菌,广泛存在于自然环境中,适应性强。镰刀菌具有良好的降解苯酚、4-CP的能力,但对毒性更强TCP的降解情况还未知。

二、材料与方法2.1菌种与培养基菌种:从膨润土中分离得到的一种镰刀菌,确定为层出镰刀菌Fusariumproliferatum,属于镰刀菌属。培养温度30℃。固体培养基:KH2PO41.0g,MgSO4·7H2O0.5g,蛋白胨5g,葡萄糖10g,琼脂15~20g,蒸馏水500mL。灭菌后加入相应浓度的TCP摇匀,在无菌操作台上倒平板,待平板冷却凝固后进行接种,最后于30℃恒温生化培养箱中倒置培养。

液体培养基:CaCl20.1g,KH2PO40.5g,NaCl0.2g,H2O1000mL,微量元素(FeSO4·7H2O3.82g,CoCl2·6H2O0.25g,H3BO36mg,CuSO4·5H2O2.9mg等)1mL。所有培养基均在121℃下灭菌30min。

孢子悬浊液:在驯化好且长有丰富的白色分生孢子的蛋白胨琼脂培养基中刮取部分孢子置于无机盐固体培养基(含100mg·L-1TCP)上,30℃恒温培养。7d后转接于150mg·L-1TCP的无机盐固体培养基驯化3次,待菌体大量长出后于无菌条件下刮取孢子至无菌蒸馏水中,振荡分散成乳白色的孢子悬液,光密度约为0.1(OD400),孢子个数为3.1×106个·mL-1。


2.2试剂与仪器

试剂:氨水,乙醇(纯度>90%),浓盐酸,稀盐酸,三氯酚(TCP)(化学纯),4-氨基安替比林,铁,NaCl,缓冲溶液。

主要仪器:Agilent1200系列液相色谱仪,电子天平(METTLERTOLEDO);UV2450PC紫外可见分光光度计;电热恒温鼓风干燥箱;微电脑控制生化培养箱;恒温振荡器;单人水平垂直两用净化工作台高压蒸汽灭菌器;高速冷冻离心机。

2.3 TCP的降解条件

取0.05g过滤出的菌体(湿重)的菌体孢子悬浊液(600nm处吸光度为0.16~0.165),加入50mL液体培养基浓度一定的TCP溶液中,在一定温度、pH、150r·min-1下继续培养,每间隔24h测定TCP浓度,分别研究温度、pH、外加碳源、氮源、氯离子及TCP初始浓度对其降解效率的影响。温度影响实验条件为pH7.0,TCP初始浓度为30mg·L-1,温度25℃、30℃和35℃。pH影响实验条件为30℃,TCP初始浓度为30mg·L-1,pH为2.0~8.0。外加碳源影响实验条件为30℃、pH7.0,TCP初始浓度为30mg·L-1,葡萄糖(1g·L-1.3g·L-1.5g·L-1)。氮源影响实验条件为30℃、pH7.0,TCP初始浓度为30mg·L-1,氮源物质为NH4Cl、NaNO2、蛋白胨、NH4NO3和NaNO3(浓度均为0.2g·L-1)。氯离子影响实验条件为30℃、pH7.0,TCP初始浓度为30mg·L-1,NaCl浓度为0~0.6g·L-1。TCP浓度影响实验条件为30℃、pH7.0,TCP初始浓度为10~50mg·L-1。平行试验3次,取其平均值。


2.4动力学分析

根据微生物对底物降解速率与底物浓度的关系,可将这种反应分为不同的级数方程。当底物降解速率不受反应物浓度影响时,为零级方程。在温度不变的情况下,零级方程的降解速率是常数。本文拟用零级降解动力学方程对实验数据进行拟合。

2.5降解产物分析

取不同的降解时间的5mL培养液于5000r·min-1,4℃离心10min后,取上清液作为测定样,以酸化样为空白对照,碱化样做测定样,于190~600nm范围内进行紫外扫描,以分析上清液溶质组分差异。

取不同的降解时间的10mL培养液于10000r·min-1,4℃离心10min,过滤上层清液。再用等体积的乙酸乙酯萃取其中的有机物质,氮吹浓缩至1mL,直接进GC-MS分析,氦气流速为0.8mL·min-1。柱温为50℃,保留5min,再以20℃·min-1程序升温至280℃,保留10min。进样口和检测器温度分别为250℃和300℃。

采用高效液相色谱法(HPLC)对TCP浓度进行测定。分析仪器为Agilent1200液相色谱仪,色谱柱为DiamonsilC18(2)150mm×4。6mm×5μm,20μL进样器,流动相为1%冰乙酸水溶液:1%冰乙酸乙腈溶液=7∶3(体积比),流速为1mL·min-1,检测波长为280nm。

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