Methylibium petroleiphilum PM1对甲基叔丁基醚的降解特性、机理及去除工艺研究

发布时间：2021-08-21 04:22

　　甲基叔丁基醚（MTBE）作为一种汽油添加剂以增加汽油的辛烷值、减轻空气污染,在过去的30年被广泛使用。然而,由于储油罐频繁泄漏导致的MTBE对地下水和地表水的污染已引起人们密切关注。由于MTBE具有较高的水溶性,较难吸附于土壤,而且不易被生物降解,因而已成为一种蔓延性污染物。本论文以Methylibiumpetroleiphilum PM1降解MTBE,从降解特性、降解途径与机理出发,寻求高效降解MTBE的方法,在此基础上对细胞进行固定,并成功地采用固定床反应器连续降解水相中的MTBE。论文首先探讨了贫营养溶液中M.petroleiphilum PM1降解MTBE的可行性。结果表明,0.12g/L及更高浓度的PM1细胞可降解贫营养溶液中的MTBE,K⁺和Ba²⁺对PM1细胞降解MTBE有明显的促进作用,较适宜的pH值为7.0,磷酸缓冲液对MTBE降解有抑制作用,降解过程需要有氧气参与。PM1细胞降解MTBE的动力学参数K_m、K_s^’、V_max分别为0.73m... 

【文章来源】：浙江工业大学浙江省

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 甲基叔丁基醚简介
    1.2 MTBE的毒性及环境效应
    1.3 MTBE的应用与污染现状
        1.3.1 MTBE的应用
        1.3.2 MTBE的污染现状
    1.4 物化法去除MTBE
        1.4.1 物理吸附法
        1.4.2 吹脱法
        1.4.3 高级氧化法
        1.4.4 膜法处理
    1.5 植物修复去除MTBE
    1.6 微生物降解 MTBE
        1.6.1 直接代谢降解 MTBE
        1.6.2 共代谢降解 MTBE
        1.6.3 MTBE的厌氧降解
        1.6.4 生物降解 MTBE的代谢机理
        1.6.5 MTBE异位生物修复
        1.6.6 MTBE原位生物修复
    1.7 本论文的选题意义与研究内容
        1.7.1 选题意义
        1.7.2 研究内容
    参考文献
第二章 环境因素对M. petroleiphilum PM1降解 MTBE的影响
    2.1 材料与方法
        2.1.1 菌种
        2.1.2 培养基
        2.1.3 试剂与仪器
        2.1.4 菌体培养
        2.1.5 生物量测定
        2.1.6 PM1细胞降解 MTBE
        2.1.7 分析方法
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 M. petroleiphilum PM1降解去离子水中的MTBE
        2.2.2 金属离子对 MTBE降解的影响
        2.2.3 不同pH值对 MTBE降解的影响
        2.2.4 不同供氧条件对 MTBE降解的影响
        2.2.5 PM1细胞浓度对 MTBE降解的影响
        2.2.6 BTEX对 MTBE降解的影响
        2.2.7 动力学参数考察
        2.2.8 MB和实际污染地下水中降解 MTBE
    2.3 本章小结
    参考文献
第三章 M. petroleiphilum PM1降解 MTBE的途径与机理
    3.1 材料与方法
        3.1.1 MTBE降解过程考察
        3.1.2 MTBE对可能的中间产物的降解
        3.1.3 MTBE和TBA的相互影响
        3.1.4 不同细胞浓度降解 MTBE和 TBA
        3.1.5 PM1全细胞蛋白电泳分析
        3.1.6 降解酶抑制实验
        3.1.7 PM1细胞降解吲哚试验
        3.1.8 分析方法
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 MTBE降解过程考察
        3.2.2 MTBE代谢中间产物检测及降解途径分析
        3.2.3 TBA对 MTBE降解的影响
        3.2.4 MTBE降解酶的初步探索
    3.3 本章小结
    参考文献
第四章 添加有机物提高 MTBE降解速率的研究
    4.1 材料与方法
        4.1.1 菌种
        4.1.2 培养基
        4.1.3 M. petroleiphilum PM1降解 MTBE
        4.1.4 响应面法优化试验设计
        4.1.5 分析方法
    4.2 结果与讨论
        4.2.1 添加有机物对 MTBE降解速率的影响
        4.2.2 酵母粉、牛肉膏、胰蛋白胨分别存在的情况下降解 MTBE比较
        4.2.3 酵母粉促进 MTBE降解的主要因素初探
        4.2.4 添加物浓度对 MTBE降解速率的影响
        4.2.5 其它微生物在酵母粉共存下对 MTBE的降解
    4.3 本章小结
    参考文献
第五章 固定化M. petroleiphilum PM1降解 MTBE
    5.1 材料与方法
        5.1.1 菌种
        5.1.2 培养基
        5.1.3 细胞固定化方法
        5.1.4 海藻酸钙固定化细胞降解 MTBE
        5.1.5 海藻酸钠浓度的影响
        5.1.6 包埋菌浓度的影响
        5.1.7 固定化颗粒尺寸的影响
        5.1.8 不同环境条件下固定化细胞对 MTBE的降解
        5.1.9 固定化细胞对不同浓度 MTBE的降解
        5.1.10 固定化细胞储藏稳定性考察
        5.1.11 固定化细胞使用批次的考察
        5.1.12 活细胞计数
        5.1.13 分析方法
    5.2 结果与讨论
        5.2.1 包埋载体的选择
        5.2.2 海藻酸钠浓度的影响
        5.2.3 包埋菌液量的影响
        5.2.4 固定化颗粒尺寸的影响
        5.2.5 pH值对降解速率的影响
        5.2.6 温度对降解速率的影响
        5.2.7 固定化细胞对不同浓度 MTBE的降解
        5.2.8 降解活性的储藏稳定性
        5.2.9 固定化细胞的重复分批式降解
    5.3 本章小结
    参考文献
第六章 海藻酸钙固定化颗粒的强化试验
    6.1 材料和方法
        6.1.1 固定化凝胶颗粒的强化方法
        6.1.2 凝胶颗粒的生物活性测定
        6.1.3 凝胶颗粒的机械强度考察
        6.1.4 强化凝胶颗粒的电镜分析
        6.1.5 PEI强化凝胶颗粒降解 MTBE的关键步骤分析
    6.2 结果和讨论
        6.2.1 Ca~(2+)对固定化凝胶颗粒机械强度的影响
        6.2.2 添加活性炭的影响
        6.2.3 添加硅藻土的影响
        6.2.4 化学交联剂对固定化凝胶颗粒机械强度的影响
        6.2.5 强化凝胶颗粒的电镜分析
        6.2.6 关键步骤的确定
    6.3 本章小结
    参考文献
第七章 上流式固定床反应器连续处理含 MTBE的模拟污染水
    7.1 材料与方法
        7.1.1 实验仪器
        7.1.2 上流式固定床反应器的建立
        7.1.3 工艺参数对于去除率的影响和稳定运行期考察
        7.1.4 微生物分析
        7.1.5 添加酵母粉时固定床反应器对 MTBE的降解
    7.2 结果与讨论
        7.2.1 溶解氧对去除率的影响
        7.2.2 水力停留时间对去除率的影响
        7.2.3 进水浓度对于去除效率的影响
        7.2.4 反应器稳定运行
        7.2.5 微生物分析
        7.2.6 添加酵母粉对 MTBE降解的影响
        7.2.7 与其它文献报道的比较
    7.3 本章小结
    参考文献
第八章 结论与展望
    8.1 结论
    8.2 展望
攻读博士学位期间发表的主要学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]共代谢基质对甲基叔丁基醚降解的影响[J]. 张瑞玲,廉景燕,黄国强,欧志龙,李鑫钢.  天津大学学报. 2007(04)
[2]MTBE降解菌的分离及降解动力学分析[J]. 张瑞玲,李鑫钢,欧志龙,姜斌,廉景燕.  农业环境科学学报. 2007(01)
[3]甲基叔丁基醚降解菌的驯化与筛选[J]. 张瑞玲,李鑫钢,欧志龙,廉景燕,姜斌.  环境工程学报. 2007(01)
[4]UV/H2O2氧化降解甲基叔丁基醚（MTBE）的试验研究[J]. 胡勤海,王志荣,陈艳,唐先进,蔡灵琳,陈献明.  浙江大学学报(理学版). 2006(04)
[5]甲基叔丁基醚的污染治理技术研究进展[J]. 路佳,徐芳,蔡伟民.  环境污染与防治. 2006(05)
[6]甲基叔丁基醚微生物降解研究进展[J]. 路争,钟卫鸿,陈建孟,陈效,楼坚.  微生物学通报. 2006(01)
[7]甲基叔丁基醚（MTBE）的环境生态效应[J]. 胡勤海,陈艳,管丹蓉,陈晓燕,毛柯辉,王志荣,陈献明.  农业环境科学学报. 2005(S1)
[8]UV/Fenton氧化降解水溶液中甲基叔丁基醚的试验研究[J]. 胡勤海,王志荣,陈艳,范婷婷.  环境污染与防治. 2005(08)
[9]固定化脱硫菌性能改进的研究[J]. 曹桂萍,黄兵,孙珮石.  常州工学院学报. 2005(03)
[10]固定化优势菌种降解2,6-二叔丁基酚[J]. 张志刚,徐德强,李光明,张亚雷,方振纬.  中国环境科学. 2005(01)



本文编号：3354865