紫外輻射加速有機(jī)物的生物降解.pdf

1、本文采用氣升式內(nèi)循環(huán)反應(yīng)器將紫外光解和生物氧化有機(jī)結(jié)合起來(lái)，形成紫外光解/生物氧化同步耦合反應(yīng)器，充分利用紫外光解降低有機(jī)物的毒性，提高有機(jī)物的可生化性的長(zhǎng)處和生物氧化成本低與礦化徹底的優(yōu)點(diǎn)。本實(shí)驗(yàn)利用該反應(yīng)器對(duì)苯酚和磺胺甲惡唑進(jìn)行處理，研究了單獨(dú)紫外光解(P)、單獨(dú)生物降解(B)和紫外光解與生物氧化同步耦合(P&B)三種方法下兩種物質(zhì)的降解規(guī)律和礦化情況，并利用分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)方法B和方法P&B中生物膜中的微生物群落進(jìn)行分析。結(jié)果表明

2、，在三種方法中，方法P&B對(duì)兩種物質(zhì)的都有很好的降解效果，降解率也要高于方法P和方法B，礦化程度也要高于方法P和方法B。
　　 在苯酚的降解過(guò)程中，方法P對(duì)苯酚的降解率很低，但符合一級(jí)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)，且降解速率隨著苯酚初始質(zhì)量濃度的升高而降低；在苯酚初始濃度低于300mg/L時(shí)，苯酚的降解速率隨著初始質(zhì)量濃度的升高而升高且高于方法P&B，而當(dāng)苯酚初始質(zhì)量濃度高于300mg/L時(shí)，苯酚的降解速率隨初始質(zhì)量濃度的升高而降低，低于方法P&

3、B。在SMX的降解過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，SMX對(duì)微生物具有很強(qiáng)的抑制作用，方法B下SMX降低率很低；而紫外光可以破壞SMX的結(jié)構(gòu)，P&B對(duì)SMX的降解速率和降解率都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于方法P和方法B，且方法P對(duì)SMX的降解初速率受SMX初始質(zhì)量濃度的影響很小；初始質(zhì)量濃度為60mg/L的SMX在方法P&B下反應(yīng)6h，TOC的去除率最高，為57.3％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于方法B的26％和方法P的6.8％；SMX在紫外光輻射下，結(jié)構(gòu)被破壞，其中32.3％的氮素以氨氮形式釋放

4、出來(lái)，這部分可以作為生物生長(zhǎng)的氮源，卻不能滿足微生物生長(zhǎng)代謝的需要；葡萄糖可以與SMX形成共代謝體系，為SMX的生物降解提供能量，促進(jìn)SMX的生物降解。
　　 利用分子生物學(xué)技術(shù)對(duì)方法B和方法P&B中生物膜上的微生物種類和數(shù)量進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn)：在降解苯酚的生物膜上，方法B中，菌種Beijerinckia、Mesorhizobiun sp.、Thauera sp.MZ1T和Ralstonia eutropha是優(yōu)勢(shì)菌種，在菌群中所占的

5、比例分別為26％，16％，16％和12％；而在方法P&B中，由于對(duì)紫外光較敏感和反應(yīng)底物的變化，菌種Beijerinckia、Mesorhizobiun sp.和Ralstoniaeutropha在菌群中所占的比例降到了4％，4％和6％，而Thauera sp.MZ1T在方法P&B中成為了優(yōu)勢(shì)菌種，在菌群中的比例提高到了40％。在降解SMX的生物膜上，方法B中，以降解大分子有機(jī)物為主的菌群Rhodopirellula baltica和M

6、ethylibium petroleiphilum PM1為優(yōu)勢(shì)菌種，在菌群中分別占26％和14％；而在方法P&B中，由于SMX結(jié)構(gòu)在紫外輻射下的變化，Rhodopirellula baltica和Methylibium petroleiphilum PM1在菌群中的所占的比例急劇降低，Rhodopirellulabaltica只有7％，Methylibium petroleiphilum PM1在降解過(guò)程中消失；降解小分子有機(jī)物的菌種