紫外輻射加速有機物的生物降解.pdf

1、本文采用氣升式內(nèi)循環(huán)反應器將紫外光解和生物氧化有機結合起來，形成紫外光解/生物氧化同步耦合反應器，充分利用紫外光解降低有機物的毒性，提高有機物的可生化性的長處和生物氧化成本低與礦化徹底的優(yōu)點。本實驗利用該反應器對苯酚和磺胺甲惡唑進行處理，研究了單獨紫外光解(P)、單獨生物降解(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，并利用分子生物學技術對方法B和方法P&B中生物膜中的微生物群落進行分析。結果表明

2、，在三種方法中，方法P&B對兩種物質(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。
　　 在苯酚的降解過程中，方法P對苯酚的降解率很低，但符合一級反應動力學，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，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，而當苯酚初始質(zhì)量濃度高于300mg/L時，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的降解過程中發(fā)現(xiàn)，SMX對微生物具有很強的抑制作用，方法B下SMX降低率很低；而紫外光可以破壞SMX的結構，P&B對SMX的降解速率和降解率都遠遠高于方法P和方法B，且方法P對SMX的降解初速率受SMX初始質(zhì)量濃度的影響很??；初始質(zhì)量濃度為60mg/L的SMX在方法P&B下反應6h，TOC的去除率最高，為57.3％，遠遠高于方法B的26％和方法P的6.8％；SMX在紫外光輻射下，結構被破壞，其中32.3％的氮素以氨氮形式釋放

4、出來，這部分可以作為生物生長的氮源，卻不能滿足微生物生長代謝的需要；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SMX的生物降解。
　　 利用分子生物學技術對方法B和方法P&B中生物膜上的微生物種類和數(shù)量進行研究發(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，由于對紫外光較敏感和反應底物的變化，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，以降解大分子有機物為主的菌群Rhodopirellula baltica和M

6、ethylibium petroleiphilum PM1為優(yōu)勢菌種，在菌群中分別占26％和14％；而在方法P&B中，由于SMX結構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在降解過程中消失；降解小分子有機物的菌種