固定化微球菌降解废水中邻苯二甲酸酯的研究
发布时间：2021-07-22 07:34
邻苯二甲酸酯（Phthalic Acid Esters，简称PAEs）属于典型的持久性有机污染物，具有内分泌干扰作用。本论文选择邻苯二甲酸二丁酯（Di-n-butyl phthalate，简称DBP）为代表性污染物，从选育高效降解微生物入手，研究了DBP的生物降解特性，探讨了高效微生物的固定化，考察了生物强化技术去除废水中DBP的特性，利用末端限制性片段长度多态性（T-RFLP）方法监测了微生物群落结构的动态变化。选题具有重要的理论意义和应用价值。论文工作取得以下主要研究成果：（1）分离获得一株DBP高效降解菌，经鉴定为微球菌（Micrococcus sp.）。该菌株能够以DBP为唯一碳源和能源生长。葡萄糖的存在不影响DBP的降解，低浓度DBP的存在对葡萄糖的降解趋势也不产生影响，但高浓度DBP会对葡萄糖的降解产生抑制。微量金属离子的加入会促进菌株Micrococcus sp.的生长，并促进DBP的降解。GC/MS分析结果表明，DBP的生物降解途径为：邻苯二甲酸二丁酯首先水解成邻苯二甲酸单丁酯，然后变成邻苯二甲酸及相应的醇，最后降解为CO2和H2O。（2）研究了微生物固定化方法，重点探...
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：187 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 邻苯二甲酸酯的来源及性质
1.1.2 邻苯二甲酸酯的污染及危害
1.2 废水中邻苯二甲酸酯的去除技术
1.2.1 邻苯二甲酸酯在自然界中的降解途径
1.2.2 物理法去除水中的邻苯二甲酸酯
1.2.3 氧化法去除水中的邻苯二甲酸酯
1.3 邻苯二甲酸酯的生物降解
1.3.1 好氧生物降解
1.3.2 厌氧生物降解
1.3.3 影响生物降解的因素
1.4 固定化微生物技术
1.4.1 固定化微生物的定义
1.4.2 微生物固定化的方法
1.4.3 固定化微生物的载体
1.4.4 固定化微生物的优势
1.4.5 固定化微生物存在的问题
1.5 PVA 固定化微生物
1.5.1 利用 PVA 固定化微生物的优势
1.5.2 PVA 固定化微生物的方法
1.5.3 PVA 固定化微生物方法的改进
1.5.4 PVA 固定化微生物的应用
1.6 生物强化技术在污染物降解中的应用
1.6.1 高效降解微生物
1.6.2 生物强化的应用策略
1.6.3 生物强化技术在废水处理中的应用研究
1.6.4 微生物群落结构的分析方法
1.7 研究目的和研究内容
1.7.1 研究目的
1.7.2 研究内容
1.7.3 技术路线
第2章 DBP 高效降解菌的分离及特性研究
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 主要试剂
2.2.2 培养基
2.2.3 灭菌方法
2.2.4 高效降解微生物的富集培养
2.2.5 高效降解微生物的分离纯化
2.2.6 高效降解菌的扩大培养
2.2.7 高效降解微生物的筛选
2.2.8 高效降解微生物的鉴定
2.2.9 分析方法
2.3 高效降解微生物的分离、筛选和鉴定
2.3.1 降高效解微生物的分离
2.3.2 降解菌的筛选
2.3.3 降解菌的鉴定
2.4 Micrococcus sp.利用 DBP 为唯一碳源的验证
2.5 不同初始浓度 DBP 的降解实验
2.6 DBP 与葡萄糖共基质的降解特性
2.6.1 实验方案
2.6.2 葡萄糖对 DBP 降解的影响
2.6.3 DBP 对葡萄糖降解的影响
2.7 微量金属离子的影响
2.8 高效菌降解 DBP 途径的推测
2.9 本章小结
第3章 高效降解菌的固定化方法研究
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 试验材料
3.2.2 微生物固定化方法
3.2.3 固定化微生物活性测量装置
3.2.4 固定化微生物性能分析方法
3.3 不同载体固定化微生物的性能比较
3.3.1 固定化微生物的生物活性
3.3.2 固定化微生物颗粒的机械性能
3.3.3 固定化微生物颗粒的化学稳定性
3.3.4 四种固定化载体的比较
3.4 PVA 固定化微生物方法的改进
3.4.1 PVA 固定化微生物性能比较
3.4.2 PVA 固定化微生物颗粒水溶膨胀性控制
3.5 PVA 固定化微生物的条件优化
3.5.1 PVA 浓度对固定化微生物的影响
3.5.2 海藻酸钠浓度对固定化微生物颗粒的影响
3.5.3 Na_2SO_4浓度对固定化微生物的影响
3.5.4 包埋比对固定化微生物的影响
3.5.5 固定化时间对固定化微生物的影响
3.6 优化条件下固定化微生物颗粒的性能
3.7 本章小结
第4章 固定化微生物降解 DBP 的特性及动力学
4.1 引言
4.2 微生物固定化方法的比较
4.2.1 PVA 固定化微生物制备
4.2.2 固定化微生物降解 DBP 的比较
4.3 固定化微生物降解 DBP 的影响因素
4.3.1 初始 pH 对 DBP 降解的影响
4.3.2 温度对 DBP 降解的影响
4.4 固定化微生物半连续降解 DBP
4.5 固定化微生物颗粒的保藏方式
4.5.1 保藏方案
4.5.2 不同保藏方式对微生物活性的影响
4.5.3 固定化微生物的活化对保藏的影响
4.6 固定化微生物的使用寿命
4.7 固定化微生物降解 DBP 的动力学
4.7.1 生物降解动力学概述
4.7.2 邻苯二甲酸酯生物降解动力学试验
4.8 本章小结
第5章 生物强化处理 DBP 废水及微生物群落分析
5.1 引言
5.2 生物强化处理 DBP 废水的初步实验
5.2.1 活性污泥的驯化
5.2.2 生物强化系统构建
5.2.3 未驯化活性污泥系统的生物强化效果
5.2.4 驯化活性污泥系统的生物强化效果
5.2.5 未驯化和驯化活性污泥系统的效果比较
5.3 生物强化去除生活污水中的 DBP
5.3.1 实验用废水及污泥
5.3.2 生物强化方法
5.3.3 生活污水中 DBP 的强化去除效果
5.4 固定化高效降解菌生物强化系统中 DBP 的去除
5.5 生物强化处理系统中 DBP 降解动力学
5.6 生物强化反应器中微生物群落分析
5.6.1 T-RFLP 检测方法
5.6.2 活性污泥的图谱分析
5.6.3 高效降解菌的图谱分析
5.6.4 生物强化系统中悬浮相微生物的图谱分析
5.6.5 生物强化系统中固定相微生物的图谱分析
5.7 小结
第6章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]高能辐射去除饮用水中邻苯二甲酸酯的影响因素[J]. 赵永富,郑正,汪昌保,李莉莉,叶庆富. 中国环境科学. 2013(03)
[2]UV/TiO2光催化降解水体中的邻苯二甲酸二甲酯[J]. 景伟文,韩文娟. 环境污染与防治. 2013(01)
[3]耐低温硝化细菌固定化技术及脱氮效果[J]. 张雷,苗月,姜安玺. 化工进展. 2010(08)
[4]厌氧氨氧化微生物的吸附、包埋固定化效果初探[J]. 刘金苓,钟玉鸣,王丽娇,贾晓珊. 环境科学学报. 2010(03)
[5]生物强化和生物刺激对土壤中PAHs降解的影响[J]. 王聪颖,王芳,王涛,尹春芹,卞永荣,蒋新. 中国环境科学. 2010(01)
[6]新型固定化生物小球的研制及其处理模拟苯胺废水的特性[J]. 刘巍,胡中华,刘亚菲,王晓静,陈玉娟. 环境科学学报. 2009(06)
[7]基因工程菌对偶氮染料脱色及生物强化作用[J]. 金若菲,周集体,王竞,张爱丽. 大连理工大学学报. 2008(05)
[8]生物强化工程菌的构建及其在石化废水处理中的应用[J]. 马放,郭静波,赵立军,山丹. 环境科学学报. 2008(05)
[9]邻苯二甲酸二丁酯的电子束辐射降解[J]. 刘宁,徐刚,吴明红,焦正,施文彦,欧阳帅,田玲. 核技术. 2008(03)
[10]基因强化在难降解污染物生物处理和修复中的应用[J]. 刘春,黄霞,杨景亮. 微生物学通报. 2008(02)
博士论文
[1]邻苯二甲酸酯类化合物好氧生物降解的实验研究[D]. 鲁翌.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]臭氧—吸附剂联用工艺去除饮用水中邻苯二甲酸酯中试研究[D]. 余仲勋.重庆大学 2010
[2]微生物固定化技术处理高浓度氨氮废水的研究[D]. 王云.南京理工大学 2008
[3]三峡库区城市给水厂典型有毒有害有机物分布研究[D]. 王侠.重庆大学 2007
[4]长江三峡库区城市给水厂典型持久性有机污染物研究[D]. 熊毅.重庆大学 2005
本文编号：3296725
【文章来源】：中国地质大学(北京)北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：187 页
【学位级别】：博士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 邻苯二甲酸酯的来源及性质
1.1.2 邻苯二甲酸酯的污染及危害
1.2 废水中邻苯二甲酸酯的去除技术
1.2.1 邻苯二甲酸酯在自然界中的降解途径
1.2.2 物理法去除水中的邻苯二甲酸酯
1.2.3 氧化法去除水中的邻苯二甲酸酯
1.3 邻苯二甲酸酯的生物降解
1.3.1 好氧生物降解
1.3.2 厌氧生物降解
1.3.3 影响生物降解的因素
1.4 固定化微生物技术
1.4.1 固定化微生物的定义
1.4.2 微生物固定化的方法
1.4.3 固定化微生物的载体
1.4.4 固定化微生物的优势
1.4.5 固定化微生物存在的问题
1.5 PVA 固定化微生物
1.5.1 利用 PVA 固定化微生物的优势
1.5.2 PVA 固定化微生物的方法
1.5.3 PVA 固定化微生物方法的改进
1.5.4 PVA 固定化微生物的应用
1.6 生物强化技术在污染物降解中的应用
1.6.1 高效降解微生物
1.6.2 生物强化的应用策略
1.6.3 生物强化技术在废水处理中的应用研究
1.6.4 微生物群落结构的分析方法
1.7 研究目的和研究内容
1.7.1 研究目的
1.7.2 研究内容
1.7.3 技术路线
第2章 DBP 高效降解菌的分离及特性研究
2.1 引言
2.2 材料与方法
2.2.1 主要试剂
2.2.2 培养基
2.2.3 灭菌方法
2.2.4 高效降解微生物的富集培养
2.2.5 高效降解微生物的分离纯化
2.2.6 高效降解菌的扩大培养
2.2.7 高效降解微生物的筛选
2.2.8 高效降解微生物的鉴定
2.2.9 分析方法
2.3 高效降解微生物的分离、筛选和鉴定
2.3.1 降高效解微生物的分离
2.3.2 降解菌的筛选
2.3.3 降解菌的鉴定
2.4 Micrococcus sp.利用 DBP 为唯一碳源的验证
2.5 不同初始浓度 DBP 的降解实验
2.6 DBP 与葡萄糖共基质的降解特性
2.6.1 实验方案
2.6.2 葡萄糖对 DBP 降解的影响
2.6.3 DBP 对葡萄糖降解的影响
2.7 微量金属离子的影响
2.8 高效菌降解 DBP 途径的推测
2.9 本章小结
第3章 高效降解菌的固定化方法研究
3.1 引言
3.2 材料与方法
3.2.1 试验材料
3.2.2 微生物固定化方法
3.2.3 固定化微生物活性测量装置
3.2.4 固定化微生物性能分析方法
3.3 不同载体固定化微生物的性能比较
3.3.1 固定化微生物的生物活性
3.3.2 固定化微生物颗粒的机械性能
3.3.3 固定化微生物颗粒的化学稳定性
3.3.4 四种固定化载体的比较
3.4 PVA 固定化微生物方法的改进
3.4.1 PVA 固定化微生物性能比较
3.4.2 PVA 固定化微生物颗粒水溶膨胀性控制
3.5 PVA 固定化微生物的条件优化
3.5.1 PVA 浓度对固定化微生物的影响
3.5.2 海藻酸钠浓度对固定化微生物颗粒的影响
3.5.3 Na_2SO_4浓度对固定化微生物的影响
3.5.4 包埋比对固定化微生物的影响
3.5.5 固定化时间对固定化微生物的影响
3.6 优化条件下固定化微生物颗粒的性能
3.7 本章小结
第4章 固定化微生物降解 DBP 的特性及动力学
4.1 引言
4.2 微生物固定化方法的比较
4.2.1 PVA 固定化微生物制备
4.2.2 固定化微生物降解 DBP 的比较
4.3 固定化微生物降解 DBP 的影响因素
4.3.1 初始 pH 对 DBP 降解的影响
4.3.2 温度对 DBP 降解的影响
4.4 固定化微生物半连续降解 DBP
4.5 固定化微生物颗粒的保藏方式
4.5.1 保藏方案
4.5.2 不同保藏方式对微生物活性的影响
4.5.3 固定化微生物的活化对保藏的影响
4.6 固定化微生物的使用寿命
4.7 固定化微生物降解 DBP 的动力学
4.7.1 生物降解动力学概述
4.7.2 邻苯二甲酸酯生物降解动力学试验
4.8 本章小结
第5章 生物强化处理 DBP 废水及微生物群落分析
5.1 引言
5.2 生物强化处理 DBP 废水的初步实验
5.2.1 活性污泥的驯化
5.2.2 生物强化系统构建
5.2.3 未驯化活性污泥系统的生物强化效果
5.2.4 驯化活性污泥系统的生物强化效果
5.2.5 未驯化和驯化活性污泥系统的效果比较
5.3 生物强化去除生活污水中的 DBP
5.3.1 实验用废水及污泥
5.3.2 生物强化方法
5.3.3 生活污水中 DBP 的强化去除效果
5.4 固定化高效降解菌生物强化系统中 DBP 的去除
5.5 生物强化处理系统中 DBP 降解动力学
5.6 生物强化反应器中微生物群落分析
5.6.1 T-RFLP 检测方法
5.6.2 活性污泥的图谱分析
5.6.3 高效降解菌的图谱分析
5.6.4 生物强化系统中悬浮相微生物的图谱分析
5.6.5 生物强化系统中固定相微生物的图谱分析
5.7 小结
第6章 结论与建议
6.1 结论
6.2 建议
参考文献
致谢
作者简介
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期刊论文
[1]高能辐射去除饮用水中邻苯二甲酸酯的影响因素[J]. 赵永富,郑正,汪昌保,李莉莉,叶庆富. 中国环境科学. 2013(03)
[2]UV/TiO2光催化降解水体中的邻苯二甲酸二甲酯[J]. 景伟文,韩文娟. 环境污染与防治. 2013(01)
[3]耐低温硝化细菌固定化技术及脱氮效果[J]. 张雷,苗月,姜安玺. 化工进展. 2010(08)
[4]厌氧氨氧化微生物的吸附、包埋固定化效果初探[J]. 刘金苓,钟玉鸣,王丽娇,贾晓珊. 环境科学学报. 2010(03)
[5]生物强化和生物刺激对土壤中PAHs降解的影响[J]. 王聪颖,王芳,王涛,尹春芹,卞永荣,蒋新. 中国环境科学. 2010(01)
[6]新型固定化生物小球的研制及其处理模拟苯胺废水的特性[J]. 刘巍,胡中华,刘亚菲,王晓静,陈玉娟. 环境科学学报. 2009(06)
[7]基因工程菌对偶氮染料脱色及生物强化作用[J]. 金若菲,周集体,王竞,张爱丽. 大连理工大学学报. 2008(05)
[8]生物强化工程菌的构建及其在石化废水处理中的应用[J]. 马放,郭静波,赵立军,山丹. 环境科学学报. 2008(05)
[9]邻苯二甲酸二丁酯的电子束辐射降解[J]. 刘宁,徐刚,吴明红,焦正,施文彦,欧阳帅,田玲. 核技术. 2008(03)
[10]基因强化在难降解污染物生物处理和修复中的应用[J]. 刘春,黄霞,杨景亮. 微生物学通报. 2008(02)
博士论文
[1]邻苯二甲酸酯类化合物好氧生物降解的实验研究[D]. 鲁翌.华中科技大学 2009
硕士论文
[1]臭氧—吸附剂联用工艺去除饮用水中邻苯二甲酸酯中试研究[D]. 余仲勋.重庆大学 2010
[2]微生物固定化技术处理高浓度氨氮废水的研究[D]. 王云.南京理工大学 2008
[3]三峡库区城市给水厂典型有毒有害有机物分布研究[D]. 王侠.重庆大学 2007
[4]长江三峡库区城市给水厂典型持久性有机污染物研究[D]. 熊毅.重庆大学 2005
本文编号：3296725
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