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多食鞘氨醇菌活性污泥法降解水中甾体雌激素机理研究

作　者: 陆源源
导　师: 张丽
学　校: 南京理工大学
专　业: 环境工程
关键词: 甾体雌激素 生物降解 活性污泥
分类号: X703
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 28次
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内容摘要


本文利用南京城东污水厂的活性污泥,研究污泥对雌二醇(E2)的去除作用,分别研究失活污泥对E2的吸附情况和好氧污泥对E2的去除行为,包括去除行为中常见环境因素对去除作用的影响；筛选出高效降解甾体雌激素E2的多食鞘氨醇菌株ED4,并对该菌株的降解特性进行研究。综合文章,得出以下结论：(1)E2的去除受进水E2浓度、污泥浓度与温度影响较大。污泥浓度、温度越高,E2的降解速率越大。在本次试验中,活性污泥的吸附作用较小,可以忽略不计。污泥对E2的降解过程符合一级反应动力学,速率常数3.52h-1。温度系数θ在5-20℃、20-25℃范围内分别为1.069,1.030,当污泥浓度较低时,温度对E2的去除过程影响更大。(2)通过增殖培养和分离筛选,分离出四种能够降解E2的细菌,分别为鞘脂杆菌属(Sphingobacterium)、红球菌属(Rhodococcus)和无色杆菌属(Achromobacte)。四种菌株均能将E2降解为E1,只有多食鞘氨醇(Sphingo.multivorum)ED4,具有进一步降解E1的能力。(3)饥饿效应下,菌株ED4降解E2过程中中均出现E1的积累现象,降解E2速率有所减慢,饥饿时间越长,菌株恢复对E2的降解能力越慢。菌株ED4降解E2的最适温度为30℃,最适pH为8。在一定浓度范围内,Fe3+、Ca2+对菌株ED4降解E2的影响不大,而Sn2+、Zn2+、Al3+、Ba2+对菌株ED4生长和降解E2有一定的抑制作用,降解率明显下降,重金属离子Pb2+,完全抑制了菌株ED4的生长。基质内E2浓度的增加对菌株ED4的生长有一定的抑制作用,ED4对低浓度范围的E2有较好的去除效率。菌株降解E2能较好的符合Monod模型,Km为1.8mg/L,qmax为0.32mg/mgVSSh。(4)利用质谱对E2生物降解过程中的中间产物进行分析,推测得到：E2经过一系列生物催化作用生成E1、2-羟基-2,4-二烯-戊酸2种代谢中间产物,并最终进入三羧酸循环,生成二氧化碳和水。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-22
  1.1 甾体雌激素概述  11-14
    1.1.1 甾体雌激素的种类  11-12
    1.1.2 甾体雌激素的结构和特性  12-14
  1.2 甾体雌激素的来源与污染水平  14-18
    1.2.1 甾体雌激素的来源  14-15
    1.2.2 甾体雌激素的分布  15
    1.2.3 甾体雌激素的环境浓度  15-18
  1.3 甾体雌激素的处理方法  18-19
    1.3.1 物理吸附  18
    1.3.2 生物处理  18-19
    1.3.3 化学氧化  19
  1.4 E2的生物降解  19-20
  1.5 试验研究意义与内容  20-22
    1.5.1 课题来源  20-21
    1.5.2 课题研究意义及主要内容  21-22
2 活性污泥对E2的去除研究  22-32
  2.1 实验材料  22-23
    2.1.1 活性污泥  22-23
    2.1.2 实验试剂  23
    2.1.3 分析方法  23
  2.2 污泥去除实验设计  23-24
    2.2.1 污泥吸附试验  23-24
    2.2.2 污泥降解试验  24
  2.3 结果与讨论  24-31
    2.3.1 污泥吸附试验  24-25
    2.3.2 E2初始浓度对降解的影响  25-26
    2.3.3 不同污泥浓度对降解E2的影响  26-27
    2.3.4 温度对降解E2的影响  27-29
    2.3.5 E2的生物降解动力学  29-31
  2.4 小结  31-32
3 E2降解菌株的分离、鉴定与高效降解菌选择  32-41
  3.1 实验材料与方法  32-33
    3.1.1 实验仪器与药品  32
    3.1.2 培养基组成及实验用缓冲液  32-33
  3.2 实验步骤与方法  33-36
    3.2.1 E2降解菌株富集培养与筛选  33
    3.2.2 菌株生理生化实验及鉴定  33-35
    3.2.3 不同菌株降解E2能力研究  35
    3.2.4 分析方法  35
    3.2.5 VITEK 2全自动微生物鉴定系统鉴定  35-36
  3.3 结果与讨论  36-40
    3.3.1 菌株筛选及形态特征  36
    3.3.2 菌株的生理生化分析  36-37
    3.3.3 高效降解菌的确定  37-38
    3.3.4 高效菌的鉴定  38-40
  3.4 实验小结  40-41
4 高效菌降解E2研究  41-55
  4.1 实验材料与方法  41-42
    4.1.1 实验菌株  41
    4.1.2 培养基  41
    4.1.3 菌悬液  41
    4.1.4 分析方法  41
    4.1.5 代谢产物鉴定  41-42
  4.2 实验方法  42-44
    4.2.1 菌株对E2降解能力保持研究  42
    4.2.2 菌种降解E2最适条件的确定  42-43
    4.2.3 菌体降解动力学  43-44
  4.3 降解菌特性研究  44-48
    4.3.1 饥饿效应对菌株的影响  44-45
    4.3.2 菌株降解影响因素  45-48
    4.3.3 反应动力学  48
  4.4 E2降解途径初探  48-54
    4.4.1 微生物代谢产物鉴定  48-50
    4.4.2 微生物降解途径探讨  50-54
  4.5 实验小结  54-55
5 结论与建议  55-57
  5.1 结论  55-56
  5.2 建议  56-57
致谢  57-58
参考文献  58-67
附录  67

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中图分类: > 环境科学、安全科学 > 废物处理与综合利用 > 一般性问题 > 废水的处理与利用
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