【摘要】：針對(duì)膜生物反應(yīng)器(membrane bioreactor,MBR)中膜生物污染問題,本文基于微生物的群體感應(yīng)淬滅(quorum quenching,QQ)作用來控制膜生物污染。以對(duì)群體感應(yīng)(quorum sensing,QS)信號(hào)分子具有高效生物降解作用的群體感應(yīng)淬滅菌Rhodococcus sp.BH4為固定化對(duì)象,選擇聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)和海藻酸鈉(sodium alginate,SA)為固定化基質(zhì),添加少量的粉末活性炭(powdered activated carbon,PAC)作為固定化改良劑,與硼酸-氯化鈣、硫酸鈉交聯(lián)后完成對(duì)淬滅菌的包埋固定�？疾炝薖AC對(duì)固定化淬滅菌復(fù)合凝膠小球的影響,進(jìn)行了固定化淬滅菌復(fù)合凝膠小球去除QS信號(hào)分子C8-HSL(N-octanoyl-DLhomoserine lactone)的實(shí)驗(yàn),探究了固定化淬滅菌復(fù)合凝膠球的抗膜污染效果。以固定化淬滅菌復(fù)合凝膠小球的成球性、機(jī)械強(qiáng)度、彈性以及分散性為考察指標(biāo)確定了固定化基質(zhì)中PVA和SA的最佳濃度分別為10%和0.9%(w/v)。固定化淬滅菌復(fù)合凝膠小球中PAC濃度為1%(w/v)時(shí),其機(jī)械強(qiáng)度提高了11.3%。PAC濃度為1.5%時(shí),其傳質(zhì)性能提高了30%。此外,PAC濃度為1%時(shí),固定化淬滅菌復(fù)合凝膠小球?qū)8-HSL的去除率在90%以上,綜合得到PAC的最佳濃度為1%。采用多壁碳納米管(multiwalled carbon nanotubes,MCNTs)作為改良劑的固定化淬滅菌復(fù)合凝膠小球,因其生物活性受到了MCNTs的抑制,對(duì)C8-HSL的去除效果不明顯。C8-HSL去除實(shí)驗(yàn)表明,固定化淬滅菌復(fù)合凝膠小球(1%PAC-PVA淬滅菌小球)對(duì)C8-HSL的去除能力明顯高于游離型淬滅菌。其去除C8-HSL的最適溫度為20-30℃,最適宜pH值為7.0左右,在反應(yīng)開始前60min內(nèi),C8-HSL的去除率大于80%。淬滅菌的固定化一定程度提高了Rhodococcus sp.BH4對(duì)環(huán)境溫度和pH值變化的耐受能力,使得固定化淬滅菌復(fù)合凝膠小球在廢水處理應(yīng)用中適應(yīng)性更強(qiáng)。通過一個(gè)濾膜實(shí)驗(yàn),研究了1%PAC-PVA淬滅菌小球的抗膜污染效果。結(jié)果表明,與未加淬滅的空白對(duì)照組相比,1%PAC-PVA淬滅菌小球維持膜通量,減緩膜通量的下降效果明顯。另外,在固定化淬滅菌復(fù)合凝膠小球的淬滅作用下,生物膜的生長(zhǎng)也受到了明顯抑制,與前者表現(xiàn)出了一致的抗膜污染效果。在本實(shí)驗(yàn)周期內(nèi),1%PAC-PVA淬滅菌小球的微生物活性在實(shí)驗(yàn)前2天內(nèi)有所下降,隨著實(shí)驗(yàn)繼續(xù)進(jìn)行固定化微生物活性逐漸恢復(fù)至初始水平,并且活性恢復(fù)速度要比未添加PAC的固定化淬滅菌小球更快,這表明了1%PAC-PVA淬滅菌小球具有更好活性穩(wěn)定性
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：X703
【圖文】：

圖 2.1 PVA 混合 SA 凝膠小球的基本形態(tài)示，以 PVA 和 SA 為固定化載體制作的凝膠得其直徑在 3.5mm 左右，該小球具有一定的表 2.4 不同濃度 PVA 與 SA 制成的凝膠小球基（w/v） SA（w/v） 成球性 手感6% 2% 差 低6% 3% 差 低8% 1.2% 好 中10% 0.9% 好 高11% 0.9% 一般 高12% 0.8% 差 高14% 0.8% 差 高知，隨著 PVA 的濃度增大，小球的彈性逐聯(lián)形成的凝膠強(qiáng)度要優(yōu)于海藻酸鈉與氯化

群體感應(yīng)淬滅菌的固定化及其抗膜污染性能研究對(duì)群體感應(yīng)淬滅菌進(jìn)行包埋，并用 X-Ga凝膠小球?qū)?AHL 的去除效率。PVA、SA 混菌凝膠小球的表觀形態(tài)分別如圖 2.2 和圖 25 所示。

末活性炭（PAC）對(duì)群體感應(yīng)淬滅菌進(jìn)行包埋，并用 X-Gal 生物顯色法測(cè)定其固定化淬滅菌復(fù)合凝膠小球?qū)?AHL 的去除效率。PVA、SA 混合 PAC、MCNTs 固定化群體感應(yīng)淬滅菌凝膠小球的表觀形態(tài)分別如圖 2.2 和圖 2.3 所示，其相應(yīng)的 AHL去除能力如表 2.5 所示。圖 2.2 PAC-PVA 凝膠小球的基本形態(tài)圖 2.3 MCNTs-PVA 凝膠小球的基本形態(tài)從圖 2.2和 2.3可知，固定化群體感應(yīng)淬滅菌凝膠小球在添加了 PAC和 MCNTs以后，外觀任然是均勻的球體，球體大小基本沒有變化，其直接仍為 3.5mm 左右。但是二者的顏色發(fā)生了變化，PAC-PVA 固定化淬滅菌復(fù)合凝膠小球和 MCNTs-PVA 固定化淬滅菌復(fù)合凝膠小球的顏色分別均為灰黑色。這是因?yàn)?PAC 和MCNTs 均為黑色粉末，將它們作為添加劑加入 PVA 和 SA 的混合載體基質(zhì)后，

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前5條

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本文編號(hào)：2783102