论文部分内容阅读
壬基酚聚氧乙烯醚(Nonylphenol Polyethoxylates, NPnEO, n= 1～20)是全球第二大类商用非离子表面活性剂,广泛存在于人们日常生活中,与人类生活息息相关。进入到环境中的壬基酚聚氧乙烯醚经过微生物的作用被逐级降解,最后转化为短链的壬基酚聚氧乙烯醚(ShortChain Nonylphenol Polyethoxylates, SCNPnEO, n= 1～2)及壬基酚(Nonylphenol, NP) 。 SCNPnEO也可简写为NPnEO1～2或NPnEO(n= 1～2),其作为NPnEO的降解产物因其性质稳定,较难进一步降解,在自然界中普遍存在。NPnEO0～2是一种环境激素,在结构上NPnEO0～2与内源性雌激素17β-雌二醇相似,进入动物体内会产生雌激素样作用,具有“致癌、致畸、致突变”的三致效应。NPnEO0～2分布遍及全球,在大部分国家和地区NPnEO0～2都能被检测出。目前,NPnEO0～2对人类及动植物的危害日益凸显,寻找合适的降解菌避免其在环境中沉积,最终使NPnEO0～2完全无机化,具有十分重要的意义。本研究以分散液相微萃取-高效液相色谱法(Dispersive Liquid-liquid Microextraction -High Performance Liquid Chromatography, DLLME-HPLC)为检测手段,考察了恶臭假单胞菌、红串红球菌和弗氏柠檬酸杆菌对NPnEO (n≈2)的降解性能。确定了最佳NPnEO (n≈2)降解条件(培养36 h),即培养温度为30℃,培养基初始pH为6～7,初始NPnEO (n≈2)浓度为6 μg/mL,菌种投加量为培养基体积的2%,共代谢底物为0.5 g蛋白胨。在该培养条件下,三种细菌的NPnEO (n≈2)降解率分别为97.9%、98.9%、97.6%。考察了不同比例的混合菌对NPnEO (n≈2)降解效果(培养24 h),发现三种细菌比为1：1：1时,降解效率高于任何一种单一菌,表明细菌间的相互关系为协同占优势。研究采用缺氧／好氧膜生物反应器(Anoxic/Oxic Membrane Bioreactor, A/O-MBR)降解人工模拟废水中的NPnEO (n≈2).前期研究表明,温度是影响A/O-MBR降解NPnEO (n≈2)的最主要因素,所以本研究分别考察温度为25、30、35、40℃时A/O-MBR对NPnEO (n≈2)的降解效果,确定最佳运行温度为35℃。通过监测系统运行过程中活性污泥的pH、混合液悬浮固体浓度(Mixed Liquor Suspended Solids, MLSS)、混合液挥发性悬浮固体浓度(Mixed Liquor Volatile Suspended Solids, MLVSS)、化学需氧量(Chemical Oxygen Demand, COD)的去除率、总磷(Total Phosphorus, TP)去除率以及氨氮(NH4+-N)、硝氮(N03--N)及亚硝氮(N02--N)的变化确保系统正常运行。结果表明,在系统运行的整个过程中pH在6.5～7.8之间；MLSS、MLVSS分别在6221～7792 mg/L、 5011～6588 mg/L间波动；COD.TP的去除率分别为：96.5%、95.4%；氨氮(NH4+-N)、硝氮(N03--N)及亚硝氮(N02--N)的变化符合A/O工艺中N的理论循环,系统运行稳定。采用平板划线法提取35℃时A/O-MBR工艺中缺氧池、好氧池中的优势降解菌。扩大培养后进行了最佳降解条件研究(培养24 h)。结果表明,培养温度为30℃,培养基初始pH为7,缺氧菌和好氧菌初始NPnEO(n≈2)浓度分别为15 μg/mL和20¨μg/mL,菌种投加量为培养基体积的4%,蛋白胨用量：4 g。在该培养条件下,缺氧菌和好氧菌的NPnEO(n≈2)降解率分别为88.7%,87.4%。研究结果表明,A/O-MBR工艺及五种单一菌均能对NPnEO(n≈2)进行高效的降解,其中A/O-MBR工艺中提取的单一菌相比较恶臭假单胞菌、红串红球菌和弗氏柠檬酸杆菌能够处理更高浓度的NPnEO(n≈2),具有更大的处理量。采用A/O-MBR工艺降解NPnEO(n≈2)效率高于从其中提取的单一菌,因此选择合适的菌种混合能够有效提高降解效率,为后续的深入研究做好了铺垫。