氯酚厭氧降解及其微生物種群結構研究.pdf

1、由于大規模的工業應用和巨大的排放量，PBT(持久性、生物積累和毒性)物質已經對自然環境和人類健康構成了嚴重的威脅。本課題以氯酚為代表性PBT物質作為主要研究對象，建立了四套小試規模的UASB和EGSB厭氧生物反應器，培養馴化具有降解氯酚功能的厭氧顆粒污泥。對水力停留時間和進水pH值等運行指標對厭氧降解氯酚效果的影響進行了研究，發現水力負荷變化沒有引起EGSB和UASB反應器對2-氯酚(2-CP)降解速率以及COD去除效果上有很大差別；酸

2、性條件的厭氧反應器對氯酚降解效果比中性條件差，說明厭氧產酸階段不能有效地分解氯酚，同時對COD去除效果也不穩定。 利用UASB反應器分別馴化出具有降解2-CP和4-氯酚(4-CP)能力的厭氧污泥，并通過混合不同比例兩種污泥降解單氯酚的搖瓶試驗考察了混合污泥對單氯酚同步降解的協同作用，結果表明增加某種氯酚馴化污泥比例能夠增加降解該氯酚的能力，如2-CP馴化污泥比例提高后，2-CP降解量和降解速度有所提高，證實在一定程度上混合不同

3、氯酚馴化污泥仍是一種降解混合氯酚的有效途徑；另外，4-CP是先吸附在污泥中，再進行生物降解；而污泥對2-CP的吸附作用不明顯，主要是被生物降解。 通過搖瓶試驗考察了用混合單氯酚馴化的厭氧污泥對2,4-二氯酚(2,4-DCP)的降解特性，結果表明馴化的污泥能夠強化脫氯過程，尤其是強化了鄰位脫氯作用，單氯酚馴化的污泥比原始污泥對2,4-DCP降解速率顯著提高。反應時間為501：時，經馴化的污泥已基本將2,4-DCP降解完畢，到75

4、h時降解完全，但出現了4-CP的積累，其濃度在反應時間為75h時達到最高值，其后4-CP逐步緩慢降解。未經馴化的污泥對2,4-DCP的降解十分緩慢，在初始的30h內，2,4-DCP濃度降低很快，從15mg/L減低到5mg/L，但之后的70h內2,4-DCP處于穩定的不降解階段，在第100～180h后才緩慢降解，同時出現4-CP大量積累。將兩種污泥等量混合接種到厭氧污泥-懸浮載體反應器(ASSCB)中，處理混合單氯酚的結果表明，2-CP處

5、理效率高于4-CP，表現出鄰位脫氯比對位脫氯較容易進行的現象。ASSCB反應對2,4-DCP的處理試驗表明，經混合單氯酚馴化的厭氧顆粒污泥對2,4-DCP具有較強適應性和去除效果。在2,4-DCP進水濃度為6mg/L時，去除率在90﹪～100﹪；在濃度提高到30mg/L，后，去除率仍能維持在75﹪以上，ASSCB反應器對2,4-DCP具有較強的抗沖擊能力。另外，ASSCB對2,4-DCP的降解中間產物4-CP也不能有效去除，這一現象同搖

6、瓶試驗的結果是一致的。在成功地建立了厭氧手套箱法培養厭氧細菌的基礎上，確定了4種培養基(硫乙醇酸鈉、Tj、薩布和馬丁培養基)合適的接種濃度。染色試驗發現，每種培養基中生長的細菌大小和形態不同，包括了桿菌、絲狀菌、球菌等。在對四種培養基中細菌進行篩選具有氯酚降解功能的單菌方面，著重研究了Tj培養基中一株對2-CP的降解和菌體增長曲線，發現該株細菌能夠在氯酚環境生長并對氯酚有較好的降解能力。通過16S rDNA分析推測該菌可能是Ralsto

7、nia sp．，而該菌株被報道具有降解萘、2,4-DCP和2,4,6-TCP等功能。從幾種工況下的厭氧污泥和培養菌樣品提取了DNA，使用了通用引物進行PCR(Polymerase Chain Reaction)擴增16S rDNA。PCR產物用DGGE(Denatured Gradient Gel Electrophoresis)分析種群的多樣性。分析發現4種培養基培養出的細菌種類存在差異性，并且和厭氧污泥樣品的細菌種群也不完全一樣，培

8、養基中加入氯酚后比沒有加入氯酚的培養基上的細菌種類數反而增加。 為了彌補DGGE割膠測序的不穩定等缺點，使用了以T載體和T4連接酶的分子克隆技術?；诨驇斓男蛄蟹治霰砻?，馴化后的污泥中主要菌種有Comamonas sp．，Estrogen-degrading bacterium，Gamma proteobacterium，Shigellaboydii，Shigella sp．，Escherichia．sp．，Ralstoni