【摘要】：甲醛作為一種重要的化學(xué)溶劑和化工生產(chǎn)原料,被非常廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥、造紙、木材加工、有機(jī)合成、塑料、樹脂生產(chǎn)等行業(yè),產(chǎn)生大量含甲醛廢水造成環(huán)境污染。含甲醛廢水的處理方法一般分物理法、化學(xué)法和生物法三大類,而生物法因其經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的特點(diǎn)而備受關(guān)注。但是甲醛具有高致癌、致畸性,高濃度甲醛對生物具有很強(qiáng)的毒害作用,導(dǎo)致普通的活性污泥法能處理的甲醛濃度有限。投加對目標(biāo)污染物具有高效降解性能的菌種或菌群進(jìn)行生物強(qiáng)化的方法,成為提高生物對難降解污染物處理能力的一個可行途徑。本研究以提高微生物對甲醛廢水降解能力為目的,篩選降解甲醛的高效菌株,對其降解特性及機(jī)理進(jìn)行研究,并探討其對甲醛廢水降解生物強(qiáng)化的可行性。從聚甲醛廠污水的活性污泥及新鮮土壤中各分離出一株能以甲醛為唯一碳源生長的菌株,分別命名為J1和P1。通過形態(tài)學(xué)和分子生物學(xué)的鑒定,確定菌株J1為麥芽糖假絲酵母(Candida maltosa),P1為惡臭假單胞菌(Pseudomonsa putida)。對C.maltosa和P.putida的甲醛降解性能研究表明,C.maltosa和P.putida降解甲醛的最適溫度均為30℃;最適p H對C.maltosa是5,對P.putida是8,并且C.maltosa對p H的適應(yīng)性極強(qiáng);對1200mg/L及以下濃度的甲醛,P.putida能在48h內(nèi)將其完全降解,降解速率顯著快于C.maltosa的120h,但其對1400mg/L以上的甲醛濃度的適應(yīng)期較C.maltosa長,但適應(yīng)后的降解速率仍然高于C.maltosa,顯示出優(yōu)良的可馴化性;葡萄糖的加入并未對C.maltosa和P.putida降解甲醛產(chǎn)生抑制,反而促進(jìn)了菌體的生長而加快了甲醛的去除且提高了兩株菌耐受甲醛濃度的上限,甲醛為單一碳源時,C.maltosa能在168h內(nèi)降解62%的2000mg/L甲醛,P.putida能在240h內(nèi)完全降解1800mg/L的甲醛,加入葡萄糖后兩株菌均能完全降解2000mg/L甲醛。與國內(nèi)外甲醛降解菌的降解能力相比,本研究所篩選菌株C.maltosa和P.putida對甲醛的降解能力較高,尤其P.putida降解甲醛的速率高于許多報道菌株,具有進(jìn)一步研究應(yīng)用價值。對C.maltosa和P.putida甲醛降解機(jī)理的初步探究表明,C.maltosa和P.putida體內(nèi)均存在依靠甲醛脫氫酶的甲醛氧化途徑,甲醛的存在可強(qiáng)烈誘導(dǎo)C.maltosa和P.putida體內(nèi)甲醛脫氫酶的表達(dá)。以P.putida進(jìn)行的甲醛廢水處理生物強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)表明,接種的P.putida能成功定殖于污泥中,對1060mg/L以下濃度的甲醛廢水都能實(shí)現(xiàn)很好地去除,提高了反應(yīng)器對甲醛及COD的去除率;從反應(yīng)器甲醛去除率及污泥狀態(tài)變化情況分析,強(qiáng)化反應(yīng)器的較佳甲醛濃度為720mg/L以下,可接受甲醛濃度為1060mg/L以下,而未強(qiáng)化反應(yīng)器的較佳甲醛濃度為300mg/L以下,可接受甲醛濃度為420mg/L以下,生物強(qiáng)化提高了反應(yīng)器可接受的甲醛濃度以及抗沖擊負(fù)荷的能力。利用P.putida進(jìn)行甲醛廢水的生物強(qiáng)化是可行的。采用PCR-TGGE技術(shù)對污泥群落結(jié)構(gòu)的分析表明,P.putida的接入并未破壞原始污泥的群落結(jié)構(gòu),反而由于該菌高效的甲醛降解率而解除了部分微生物受到的甲醛脅迫,延緩了甲醛濃度不斷沖擊的過程中群落多樣性的降低,起到了穩(wěn)健系統(tǒng)的作用。變形菌門中的三個亞綱:α-Proteobacteria、β-Proteobacteria和γ-Proteobacteria在系統(tǒng)運(yùn)行前后的優(yōu)勢地位突出,說明該類群的微生物在普通污水及含有生物異質(zhì)性物質(zhì)的污水處理上都有重要作用。
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【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X172;X703

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