低強度超聲波干預(yù)固定化細胞降解直鏈十二烷基苯磺酸鈉的研究.pdf

1、本文利用低強度超聲波具有促進傳質(zhì)等特點，將超聲波作為外界環(huán)境因子引入固定化細胞降解污水過程中，以陰離子表面活性劑中主要成分直鏈十二烷基苯磺酸鈉(簡稱LAS)為對象，研究超聲波與固定化銅綠色假單孢菌相結(jié)合對LAS的降解，探索高效降解LAS的最優(yōu)參數(shù)條件，并建立了超聲干預(yù)固定化細胞降解LAS的動力學(xué)模型，為超聲波在固定化細胞技術(shù)上的應(yīng)用提供參考。 本文的主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下：1.對四種較常用的包埋法固定化銅綠色假單孢菌(AS1.

2、860)進行了比較研究。第一種是海藻酸鈉-氯化鈣型，第二種是海藻酸鈉，碳酸鈣-氯化鈣型，第三種是常規(guī)的聚乙烯醇(PVA)硼酸法，第四種海藻酸鈉-聚乙烯醇包埋法(采用了成分較復(fù)雜的聚乙烯醇硼酸加石英、鐵粉和少許海藻酸鈣、碳酸鈣的處理方法)。結(jié)果表明：第二種方法制備的小球不但硬度和強度最好，操作簡單可行，原料成分少、廉價易得，而且對LAS的降解活性較高，是最適宜的方法(見表2-3，圖2.4)。 2.研究各因素(包括LAS初始濃度、

3、溶液初始pH值、通氧量以及菌體接種量等)對低強度超聲波干預(yù)固定化AS1.860降解LAS的影響。超聲波干預(yù)條件為：頻率24kHz，功率2W，超聲間歇時間與超聲刺激時間分別為30s和30s，超聲全程時間20min。結(jié)果表明：1)LAS濃度在116mg/L以下時，超聲波加載固定化細胞能夠較好促進LAS的去除；2)溶液pH值在5～9時對LAS的去除率較穩(wěn)定且去除效果較好；3)通氧量(以搖床轉(zhuǎn)速計)控制在200～250r/min較適宜；4)菌體

4、接種量(以載體包埋量計)控制在2～4g濕菌體/100mL載體溶液較適宜(見圖3.1～圖3.3，表3-4)。 3.在各最適影響參數(shù)條件下(即LAS初濃度50mg/L，pH值中性，通氧200r/min，菌體接入量2g/100mL)，對超聲波加載固定化銅綠色假單孢菌降解LAS的參數(shù)條件進行了優(yōu)化。通過正交實驗研究了超聲波頻率(A)、強度(B)、超聲時間/間歇時間(C)和超聲全程時間(D)對LAS降解的影響，結(jié)果表明：1)各因素對LA

5、S的降解有不同的影響，其影響降解的趨勢為C＞D＞B＞A；2)超聲波干預(yù)固定化細胞的最優(yōu)條件：超聲波頻率24kHz，強度8W，超聲時間/間隙時間10s/30s，超聲全程時間20min。此時超聲組比固定組的LAS降解率提高約14％(見表3-6，圖3.5)。 4.在各最適影響參數(shù)和優(yōu)化超聲條件下，對固定化細胞降解LAS的動力學(xué)模型進行了推導(dǎo)，并對動力學(xué)模型參數(shù)進行估計，得到LAS濃度在30～100mg/L范圍內(nèi)，超聲波干預(yù)固定化細胞