白腐菌治理硝基苯类化合物废水的研究

白腐菌治理硝基苯类化合物废水的研究

高翔云[1]2004年在《白腐菌治理硝基苯类化合物废水的研究》文中进行了进一步梳理硝基苯类化合物是一类高毒性的有机污染物,它们性质稳定,极难生化降解。因此,硝基苯类废水的治理成为近年来环境工作者研究的热点课题。白腐菌由于其非特异性的酶催化活动,使其能降解各种在环境中宿存的有毒物质。本文主要研究了白腐菌对硝基苯类化合物的降解效果,针对生化降解后出水COD值高的问题,采用Fenton试剂催化氧化处理技术。通过实验,培养和驯化出了降解硝基苯类化合物的白腐真菌,验证了白腐菌处治理硝基苯类化合物的可行性,并确定催化氧化的最佳运行参数。 研究表明,硝基苯模拟废水经过白腐菌降解后,硝基苯的去除率达到95.8%,在最佳实验条件:搅拌时间40min、1.0mLH_2O_2、1.0g活性炭下进行催化氧化处理后,未检测出硝基苯,COD的去除率达到98.4%。黑索今模拟废水和实际废水生化降解后,黑索今的去除率分别达到75.1%和59.04%,在最佳实验条件:搅拌时间60min、2.5mLH_2O_2、1.0g活性炭下进行催化氧化处理后,COD的去除率分别为80.9%和85.1%。经白腐菌降解后,TNT模拟废水和实际废水去除率分别达到96.5%和97.6%,在最佳条件:搅拌时间40min、1.0mLH_2O_2、2.0g活性炭下处理后,出水可以达到一级排放标准。

王斐[2]2008年在《白腐菌—细菌协同处理硝基苯类废水研究》文中研究表明硝基苯类化合物是一类高毒性的有机化合物,其性质稳定,极难被生化降解,因此,含有此类有机化合物废水的治理已成为人们研究的热点。本文利用白腐菌的典型菌种——黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium)对硝基苯类有机化合物的非专一性降解作用来部分取代物化预处理,将难以被活性污泥降解的稳定有毒物质降解成易被污泥分解的小分子物质,部分改变硝基苯类化合物的分子结构,降低其浓度,减弱废水的毒性,提高废水的可生化性,再针对出水CODcr过高的问题结合活性污泥后处理,探索出白腐菌——细菌协同处理硝基苯类化合物废水的一条新路子。并从白腐真菌的工业化应用角度出发,在菌体细胞的固定化和反应器方面做了尝试,进一步验证白腐菌——细菌这种处理组合的可行性和高效性。在摇床实验中,采用培养驯化好的黄孢原毛平革菌,在最佳实验条件:废水硝基苯浓度800mg/L、菌体添加量30g/L、反应温度30℃和pH6.0情况下,生化降解废水72h,其中废水染菌的数量和速度都大幅提高,硝基苯类化合物降解率达到85%,极大地提高了废水的可生化性。而后针对处理后CODcr仍然偏高的情况,与驯化好的活性污泥混合液相结合,使废水CODcr在48h后去除率达到80%,处理后CODcr维持在110mg/L以下,基本达到排放标准。在反应器实验中,将黄孢原毛平革菌菌丝固定生长在碎木条上,而后将其填充入特制的玻璃反应柱中,在无需外加通气的情况下,使废水以一定流速通过填充柱到达下一级污泥处理柱,这种白腐菌和细菌降解系统的有机结合取得了较好的处理效果。在保持进水CODcr1000mg/L的情况下,出水CODcr最低值可以达到150mg/L,其降解率可达85%以上。利用该二级生物反应装置处理硝基苯类化工废水,无需添加外源营养物质,启动时间短,降解效率高,运行相当稳定。并且在保证出水CODcr的降解效果的情况下,日处理量可达36L;硝基苯类化合物的降解率可达90%以上。这种白腐菌与细菌处理系统的有机结合,相比较传统的物化预处理,即经济高效又减少了二次污染,并为以后的工业化应用奠定了坚实的理论基础。简单的开循环使整个的真菌——细菌处理系统的工业化应用成为可能,探索出了一种简单的反应器雏形,具有一定的实际应用价值。

田建军[3]2008年在《有机物污染土壤生物修复的田间试验》文中认为有机化合物质尤其是农药对土壤的污染,是目前影响农业和食品生产安全的一个十分突出的问题。有机化合物质污染土壤的生物修复是近年来国内外农业、环境科学、生态学等领域的研究热点。本文采用黄孢原毛平革菌(P.chrysosporium)菌剂对有机物污染的土壤进行田间降解试验研究,以期为大规模污染土壤的生物修复提供自然状况下修复依据。首先,本文采用固体发酵培养技术,进一步优化白腐菌固体培养条件,使其生产工艺能适合规模化生产需要;其次,在田间试验修复工艺中,研究了白腐菌培养物施入土壤的施入量、施入时间、施入方式等对白腐菌增殖的影响;同时以五氯酚为有机污染物代表,考察污染物在土壤中的降解情况,确定最佳的降解条件和主要操作规程;最后,综合考察白腐菌剂对PCP及硝基苯类化合物混合污染的土壤的整体降解能力。这些试验工艺研究为今后在自然条件下进行大规模污染土壤的生物修复打下了基础。试验结果如下:白腐菌菌剂采用前期袋料培养、后期进行浅层覆膜产孢培养的方式,以利于白腐菌产生更多的孢子,并在低温50℃左右对固体培养物进行干燥,使每克干菌剂孢子含量达到了2.8亿个左右,这对白腐菌在土壤中的增殖提供了优势。采用这种培养方法制作的菌剂具有成本低、周期短、产量高的优点,单批次生产能力达到120kg左右。通过大田试验找到了适合P.chrysosporium生长的田间土壤pH、温度、填充物等关键条件。其结果是土壤pH值为5.6,地温为28℃左右,填充物与土壤的质量比为1:200的条件下,每克土壤中P.chrysosporium的CFU达到8.8×104个。降解研究方面,依照菌剂在土壤中的生长条件,分别在不同季节对160cm*80cm的田间小块土壤做了降解试验,其中每块土壤五氯酚(PCP)污染浓度均为200ppm左右。经过P.chrysosporium处理2个月后,测得五氯酚(PCP)降解率冬春季达84%,夏季达90%,秋季达93%,很明显秋季的降解效果好于其他季节。在秋季,为了验证P.chrysosporium降解污染物的广谱性,对混合污染的土壤也做了试验,结果显示,对于污染浓度在150ppm左右的混合污染物污染的土壤,经过P.chrysosporium处理一个月后,测得各物质的降解率均在85%以上。

吴晓晖[4]2004年在《造纸废水的超声降解研究》文中提出利用超声辐照技术氧化水中难降解有机污染物已经引起了国内外水处理专家的广泛关注。单独超声辐照及超声与其它水处理技术的联用工艺已成为水中难降解有机污染物处理的一个崭新领域。本文首先介绍了近十年来超声降解水中难降解有机污染物的研究进展和造纸废水的处理技术现状。系统研究了超声及超声-过氧化氢、超声-臭氧和超声-产酸白腐菌联用技术处理造纸废水的工艺条件,探讨了超声频率、电功率、溶解气体、共存离子和自由基清除剂等主要因素对处理效果的影响,研究了超声-白腐菌生物酸析的条件。本文还利用活性炭纤维固相萃取-GC检测出造纸中段废水中持久性有机污染物五氯酚(PCP)的存在,研究了超声降解PCP的效果和机理。试验表明US作为难降解有机废水的预处理技术与其它技术联用,在处理中小造纸企业废水的工艺路线上是可行的。本论文的主要结论如下:超声频率是超声空化效应的一个重要参数。对于基准黑液体系而言,随着超声频率的提高,?OH的产率增大,降解效率提高。在本文的研究条件下,1040KHz的高频超声?OH的产率为1.68μmol l-1min-1;20KHz(80W) ?OH的产率为0.73μmol l-1min-1,40KHz(100W)的?OH的产率为0.94μmol l-1min-1。超声发生器的声功率和声强对有机物的降解效果有明显的影响。对某特定的黑液体系而言,超声降解存在一个最佳的电功率输入。20KHz超声发生器的最佳输入电功率为80w;40KHz超声发生器的最佳输入电功率为100W。向反应液中曝入气体可以提高超声空化效果,饱和气体对黑液的超声降解效果影响顺序依次为:O2>Air>N2>未曝气。加入适当的NaCl和催化剂TiO2同样可以提高黑液的超声降解效果。(4)造纸黑液的超声降解是以自由基反应为主的反应。在1040KHz高频超声的条件下,2.0 mmol l-1正丁醇的投加量基本上抑制了黑液的超声降解。(5)US-H2O2组合工艺比单独US辐照能提高黑液的降解效果,加入2‰H2O2时降解效果较好;不同组合工艺降解黑液的酸析滤液时,US-H2O2表现出超声辐照和H2O2氧化工艺的协同作用。US-Fenton工艺进一步提高了酸析滤液的降解效果,4hr时COD去除率为47.9%,TOC去除率为45.8%。(6)US-O3工艺降解黑液时,1hr时COD去除率比单独O3氧化时提高了约20%。在40KHz和电功率100W的超声条件下,O3的分解遵循一级反应动力学,其分解速率常数是无超声作用下O3分解速率常数的13.6倍;O3的溶解速率常数是无超声作用下O3溶解速率常数的1.7倍。(7)活性炭纤维固相萃取-GC定性检测到造纸中段废水中含有PCP。PCP的超声降解是以?OH氧化为主的反应。初始pH和初始浓度对PCP的超声降解效果影响显着。PCP的单独超声降解符合一级反应动力学,反应速率常数K为0.0978hr –1。(8)产酸白腐菌可以将其生长的黑液pH值降到2左右。产酸白腐菌酸析黑液的适宜条件为:pH6~7,黑液COD在1.3×104mg l-1以下,接种量为20%-30%,微氧状态,反应时间为3天,温度为25~29℃。(9) 产酸白腐菌在土豆培养基、土豆黑液培养基和黑液培养基叁种培养基条件下,都表现出一定的连续产酸能力,但产酸白腐菌在黑液培养基下连续产酸能力较弱。(10)经过不同的超声预处理之后白腐菌的酸析效果都有不同程度的提高,其中US-H2O2预处理后白腐菌生物酸析效果最好,COD去除率提高了约15%。

颜克亮[5]2009年在《木质纤维素共基质体系中白腐菌降解污染物研究》文中进行了进一步梳理广泛存在于水体、土壤的有毒污染物因其难降解性而成为环境治理的瓶颈问题,探索对其进行环境友好的生物治理技术是现今发展方向之一。以降解木质素为主的白腐菌因其对不同底物的降解非特异性而备受关注,在难降解污染物领域得到广泛应用。但研究中发现,白腐菌在环境污染物生物修复过程中存在降解效率不足及成本过高等问题。基于此,本文通过建立木质纤维素共基质体系,研究白腐菌在该体系中降解污染物的过程及机理,探究木质纤维素作为共基质的可能性及有效提升白腐菌降解污染物的作用机制,以期将白腐菌的非特异性降解功能有效应用于环境处理。主要研究结论如下:采用木质纤维素共基质,分别在液体及固体体系下研究白腐菌对典型芳香类及氮杂环类污染物的降解。结果表明:在所构建的共基质体系中,白腐菌均能有效地降解不同污染物。液体体系下,2d内白腐菌对孔雀绿的脱色率能达80%以上;6d左右则能对吲哚完全降解;15d内白腐菌对喹啉的降解率达89.48%。不同底物相互共存时,表现为不同的作用形式,例如吡啶与喹啉共存,表现为明显的拮抗作用;而喹啉与吲哚共存,表现为协同作用。对喹啉和吲哚的降解分别符合零级和一级动力学,共基质底物的加入能促进白腐菌生物量的提升及污染物降解。固体体系下,白腐菌对选用污染物的降解效率高于液态体系。白腐菌能对不同结构的叁苯甲烷类染料进行降解,作用机理因结构不同而异,环境因子较大程度地影响了染料的降解效率。另外,5d内白腐菌可去除99%以上的吲哚;15d内浓度为250mg/L和150mg/L喹啉的降解率分别能达到93.47%和97.40%,亦可去除61.5%的吡啶。白腐菌对喹啉和吲哚的降解则分别符合一级和零级动力学。采用FTIR、SEM、XRD及HPLC对固体共基质体系的不溶及可溶组分的测定,结果表明:基质中白腐菌降解污染物的过程是一个共降解过程,共基质的降解为白腐菌提供了持续的营养,并促进木质素酶系的分泌,以利于污染物的降解。其中,白腐菌对体系中酚类物质及木质素降解较为明显,采用酚类及木素提取物进一步研究了固体共基质体系中物质变化对白腐菌降解污染物的影响。结果表明:酚类提取物的加入能有效的提升染料降解率及酶活,并促进生物量的增加,且提升效率成分主要存在于溶液经乙醇沉淀的上清液中。同样,木素提取物的加入也能促进部分污染物的降解及酶活的增加,促进程度与污染物结构密切相关。研究加入酚类提取物后白腐菌对污染物生物降解及生物结构参数之间的关系显示,空间结构及结构的稳定性分别为影响污染物生物降解性能的主要因素。通过对体系中粗酶液降解染料动力学及白腐菌降解染料机制的研究,发现在不同培养基中不同时段获取的粗酶液对染料的作用呈现一定的规律:不同时间粗酶液对染料的降解符合一级反应动力学;相同时间内粗酶液对染料的降解量与浓度之间符合零级反应动力学;反应速率与浓度之间也符合零级反应动力学;酶抑制剂的加入能明显降低白腐菌对部分染料的降解效果。对固体共基质体系中白腐菌降解染料机制的研究表明:白腐菌对孔雀绿及溴酚蓝的降解主要归因于漆酶及其同工酶;而结晶紫的降解主要归因于小分子物质的作用,通过产生四种中间代谢产物(苯酚、N,N-二甲氨基苯甲醛、N,N,N′,N″-四甲基碱性副品红及[N,N-二甲氨基苯基]-[N-甲氨基苯基]-苯酮)被逐级降解。将构建的共基质体系应用于不同污染物的生物修复中,发现共基质体系均能提升白腐菌处理污染物的能力。并开发了一套新的处理染料废水的工艺,该工艺在循环5次后仍能保持较高效率,有一定的应用潜力。

张莹[6]2008年在《丝瓜瓤固定白腐菌降解2,4-二氯酚的研究》文中指出氯酚类化合物(CPs)被广泛用作木材防腐剂、防锈剂、杀菌剂和除草剂等,是毒性很高的物质,被美国EPA列入优先控制污染物的黑名单。氯酚类化合物的大量使用,使得大量的CPs污染物进入了环境,给自然环境造成很大的危害。含氯酚类废水的治理也受到越来越多的重视。微生物固定化技术因无二次污染、降解高效性和经济实用等优点而备受关注。可选择合适的载体来固定对CPs有降解作用的菌体,构成一种高效、快速、能连续处理的废水处理系统,可以有效地减少二次污染,处理含氯酚废水时效果良好,且已表现出了巨大的潜力,成为近年来国内外学者研究的热点。本研究采用新型生物载体丝瓜瓤作为固定载体,固定白腐菌中的一种黄孢原毛平革菌(Phanerochaete chrysosporium),控制条件使其在丝瓜瓤上生长,研究中发现其生长速度快,菌丝与载体结合紧密,单位面积菌体数量多。用此固定菌来降解废水中的2,4-二氯酚,探讨了两种固定化方法的可行性,绘制了固定化细胞和游离态细胞的生长曲线,研究了胞外酶和吸附在对2,4-二氯酚的去除中的作用,探讨了pH、温度、摇床转速、初始2,4-二氯酚对2,4-二氯酚降解的影响,并进行了固定化细胞流化床的研究,考察了不同水力停留时间(稀释率)和气体流量对处理效果的影响,并进行了动力学分析。结果表明,通过细胞培养过程中同时加入载体,使菌体附着在载体上生长方式实现了黄孢原毛平革菌的固定化,最大生物固定量为0.791g细胞/ g丝瓜瓤;固定化细胞生长速率和生长量均优于悬浮生长;含有胞外酶的培养基对2,4-二氯酚没有明显的降解作用;固定化细胞的最佳降解条件为温度35℃,pH为6,摇床转速为125/min。对于低浓度2,4-二氯酚,固定化细胞和游离细胞的降解速度相当;对于高浓度2,4-二氯酚,固定化细胞具有明显优势,不仅可以耐受更高浓度的2,4-二氯酚,其降解速率也高于游离细胞,最大降解速率是13.95mg/(L·d),是游离细胞的2倍。不同的水力停留时间(稀释率)和气体流量对固定化细胞流化床反应器连续处理2,4-二氯酚的降解效率有很大影响,固定化细胞对2,4-二氯酚降解过程遵循Monod方程,最大反应速率为7.002mg/(L·h),饱和常数为26.045 mg/L。

黄丹莲, 曾光明, 黄国和, 胡天觉, 陈耀宁[7]2004年在《白腐菌的研究现状及其在堆肥中的应用展望》文中研究表明白腐真菌是一种能够引起木材白色腐朽的担子菌 ,因其特殊的代谢类型及其独有的细胞外降解特质 ,能降解各种难生物降解的有机污染物而成为近年来国内外研究的热点。本文从白腐菌的分类与来源、降解机制及其在工业、环境污染治理方面的应用研究进展等对近年来白腐菌的研究现状予以综述 ,并对其在城市垃圾堆肥化中的应用前景做了展望

参考文献:

[1]. 白腐菌治理硝基苯类化合物废水的研究[D]. 高翔云. 南京理工大学. 2004

[2]. 白腐菌—细菌协同处理硝基苯类废水研究[D]. 王斐. 河南农业大学. 2008

[3]. 有机物污染土壤生物修复的田间试验[D]. 田建军. 河南农业大学. 2008

[4]. 造纸废水的超声降解研究[D]. 吴晓晖. 华中科技大学. 2004

[5]. 木质纤维素共基质体系中白腐菌降解污染物研究[D]. 颜克亮. 华中科技大学. 2009

[6]. 丝瓜瓤固定白腐菌降解2,4-二氯酚的研究[D]. 张莹. 湖南大学. 2008

[7]. 白腐菌的研究现状及其在堆肥中的应用展望[J]. 黄丹莲, 曾光明, 黄国和, 胡天觉, 陈耀宁. 微生物学通报. 2004

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  

白腐菌治理硝基苯类化合物废水的研究
下载Doc文档

猜你喜欢