內(nèi)源電子供體加速喹啉生物降解與礦化.pdf

1、喹啉是一種典型的含氮雜環(huán)化合物，其分子結(jié)構(gòu)是由一個(gè)苯環(huán)和一個(gè)吡啶環(huán)耦合而成，是一種芳香族化合物。喹啉具有生物毒性，對(duì)動(dòng)植物體會(huì)起到不同程度的毒害作用，如果進(jìn)入人體，會(huì)導(dǎo)致“三致”——致畸、致癌、致突變作用。而隨著喹啉這種化工原料的廣泛使用，許多地區(qū)的土壤、地表水和地下水中都檢測(cè)到了喹啉的存在。因此，對(duì)于含喹啉廢水的處理方式的研究日益受到重視。目前，對(duì)含喹啉廢水的處理技術(shù)主要有：物理化學(xué)法和生物法。單獨(dú)用生物法降解喹啉時(shí),微生物生長(zhǎng)會(huì)受到

2、抑制,影響降解效率。而單獨(dú)使用紫外光解法能耗大，而且降解速率慢。
　　本研究將紫外光解與生物降解分步耦合進(jìn)行研究，使難以生物降解且對(duì)微生物有毒性的喹啉可以得到轉(zhuǎn)化與降解，從而提高喹啉廢水的處理效率。同時(shí)對(duì)喹啉光解中間產(chǎn)物進(jìn)行分析，探索其加速喹啉生物降解的機(jī)理。研究結(jié)合一種折流式內(nèi)循環(huán)生物膜反應(yīng)器，通過反應(yīng)器處理喹啉廢水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　　(1)喹啉在生物降解和紫外光解過程中會(huì)產(chǎn)生很多中間產(chǎn)物，本研究檢測(cè)到的有：在喹啉生物降

3、解過程中會(huì)產(chǎn)生2-羥基喹啉、乙二酸，在紫外光解過程中會(huì)產(chǎn)生乙二酸。
　　(2)喹啉礦化的控制步驟是喹啉轉(zhuǎn)化為2-羥基喹啉，在喹啉轉(zhuǎn)化為2-羥基喹啉的過程中，COD緩慢下降，當(dāng)喹啉完全轉(zhuǎn)化為2-羥基喹啉時(shí)，COD會(huì)隨著2-羥基喹啉的降解而迅速下降。
　　(3)喹啉經(jīng)過光解之后再進(jìn)行生物降解時(shí)，喹啉的降解速率比直接生物降解的速率快。喹啉生物降解的加速是由于紫外光解后中間產(chǎn)物乙二酸的生成，乙二酸進(jìn)一步分解能產(chǎn)生大量胞內(nèi)電子載體，從

4、而推動(dòng)了喹啉生物轉(zhuǎn)化的初始反應(yīng)——單加氧反應(yīng)，即喹啉轉(zhuǎn)化為2-羥基喹啉的步驟。
　　(4)喹啉紫外光解過程中會(huì)產(chǎn)生不止一種有機(jī)羧酸，乙二酸只是其中一種被檢測(cè)到的，因此，在實(shí)驗(yàn)過程中會(huì)發(fā)現(xiàn)，紫外光解后進(jìn)行生物降解的速率會(huì)比直接加入一定量的乙二酸的效果要好。因?yàn)樽贤夤饨猱a(chǎn)生的羧酸會(huì)比直接加入乙二酸提供更多的電子載體。
　　(5)紫外光解的時(shí)間不同，對(duì)喹啉生物降解產(chǎn)生的效果也不同。延長(zhǎng)紫外光照時(shí)間產(chǎn)生的羧酸量會(huì)增加，從而更大程度地

5、加速喹啉的生物降解。但實(shí)際應(yīng)用時(shí)要考慮經(jīng)濟(jì)效率的影響。
　　(6)新馴化好的喹啉活性污泥降解喹啉的速度快，喹啉大量轉(zhuǎn)化為2-羥基喹啉，而新泥降解2-羥基喹啉的速度比較慢，因此會(huì)有大量2-羥基喹啉的積累，反應(yīng)測(cè)得的2-羥基喹啉的濃度就高；反之，馴化后一段時(shí)間的活性污泥降解喹啉速度變慢了，喹啉轉(zhuǎn)化為2-羥基喹啉的速度就很慢，再加上老泥降解2-羥基喹啉特別快，使得2-羥基喹啉一生成就被降解掉了，因此溶液中累積的少，測(cè)出來的濃度也就低了。