Methylibium petroleiphilum PM1對(duì)甲基叔丁基醚的降解特性、機(jī)理及去除工藝研究
發(fā)布時(shí)間:2021-08-21 04:22
甲基叔丁基醚(MTBE)作為一種汽油添加劑以增加汽油的辛烷值、減輕空氣污染,在過(guò)去的30年被廣泛使用。然而,由于儲(chǔ)油罐頻繁泄漏導(dǎo)致的MTBE對(duì)地下水和地表水的污染已引起人們密切關(guān)注。由于MTBE具有較高的水溶性,較難吸附于土壤,而且不易被生物降解,因而已成為一種蔓延性污染物。本論文以Methylibiumpetroleiphilum PM1降解MTBE,從降解特性、降解途徑與機(jī)理出發(fā),尋求高效降解MTBE的方法,在此基礎(chǔ)上對(duì)細(xì)胞進(jìn)行固定,并成功地采用固定床反應(yīng)器連續(xù)降解水相中的MTBE。論文首先探討了貧營(yíng)養(yǎng)溶液中M.petroleiphilum PM1降解MTBE的可行性。結(jié)果表明,0.12g/L及更高濃度的PM1細(xì)胞可降解貧營(yíng)養(yǎng)溶液中的MTBE,K+和Ba2+對(duì)PM1細(xì)胞降解MTBE有明顯的促進(jìn)作用,較適宜的pH值為7.0,磷酸緩沖液對(duì)MTBE降解有抑制作用,降解過(guò)程需要有氧氣參與。PM1細(xì)胞降解MTBE的動(dòng)力學(xué)參數(shù)Km、Ks’、Vmax分別為0.73m...
【文章來(lái)源】:浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:148 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 甲基叔丁基醚簡(jiǎn)介
1.2 MTBE的毒性及環(huán)境效應(yīng)
1.3 MTBE的應(yīng)用與污染現(xiàn)狀
1.3.1 MTBE的應(yīng)用
1.3.2 MTBE的污染現(xiàn)狀
1.4 物化法去除MTBE
1.4.1 物理吸附法
1.4.2 吹脫法
1.4.3 高級(jí)氧化法
1.4.4 膜法處理
1.5 植物修復(fù)去除MTBE
1.6 微生物降解 MTBE
1.6.1 直接代謝降解 MTBE
1.6.2 共代謝降解 MTBE
1.6.3 MTBE的厭氧降解
1.6.4 生物降解 MTBE的代謝機(jī)理
1.6.5 MTBE異位生物修復(fù)
1.6.6 MTBE原位生物修復(fù)
1.7 本論文的選題意義與研究?jī)?nèi)容
1.7.1 選題意義
1.7.2 研究?jī)?nèi)容
參考文獻(xiàn)
第二章 環(huán)境因素對(duì)M. petroleiphilum PM1降解 MTBE的影響
2.1 材料與方法
2.1.1 菌種
2.1.2 培養(yǎng)基
2.1.3 試劑與儀器
2.1.4 菌體培養(yǎng)
2.1.5 生物量測(cè)定
2.1.6 PM1細(xì)胞降解 MTBE
2.1.7 分析方法
2.2 結(jié)果與討論
2.2.1 M. petroleiphilum PM1降解去離子水中的MTBE
2.2.2 金屬離子對(duì) MTBE降解的影響
2.2.3 不同pH值對(duì) MTBE降解的影響
2.2.4 不同供氧條件對(duì) MTBE降解的影響
2.2.5 PM1細(xì)胞濃度對(duì) MTBE降解的影響
2.2.6 BTEX對(duì) MTBE降解的影響
2.2.7 動(dòng)力學(xué)參數(shù)考察
2.2.8 MB和實(shí)際污染地下水中降解 MTBE
2.3 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第三章 M. petroleiphilum PM1降解 MTBE的途徑與機(jī)理
3.1 材料與方法
3.1.1 MTBE降解過(guò)程考察
3.1.2 MTBE對(duì)可能的中間產(chǎn)物的降解
3.1.3 MTBE和TBA的相互影響
3.1.4 不同細(xì)胞濃度降解 MTBE和 TBA
3.1.5 PM1全細(xì)胞蛋白電泳分析
3.1.6 降解酶抑制實(shí)驗(yàn)
3.1.7 PM1細(xì)胞降解吲哚試驗(yàn)
3.1.8 分析方法
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 MTBE降解過(guò)程考察
3.2.2 MTBE代謝中間產(chǎn)物檢測(cè)及降解途徑分析
3.2.3 TBA對(duì) MTBE降解的影響
3.2.4 MTBE降解酶的初步探索
3.3 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第四章 添加有機(jī)物提高 MTBE降解速率的研究
4.1 材料與方法
4.1.1 菌種
4.1.2 培養(yǎng)基
4.1.3 M. petroleiphilum PM1降解 MTBE
4.1.4 響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)
4.1.5 分析方法
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 添加有機(jī)物對(duì) MTBE降解速率的影響
4.2.2 酵母粉、牛肉膏、胰蛋白胨分別存在的情況下降解 MTBE比較
4.2.3 酵母粉促進(jìn) MTBE降解的主要因素初探
4.2.4 添加物濃度對(duì) MTBE降解速率的影響
4.2.5 其它微生物在酵母粉共存下對(duì) MTBE的降解
4.3 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第五章 固定化M. petroleiphilum PM1降解 MTBE
5.1 材料與方法
5.1.1 菌種
5.1.2 培養(yǎng)基
5.1.3 細(xì)胞固定化方法
5.1.4 海藻酸鈣固定化細(xì)胞降解 MTBE
5.1.5 海藻酸鈉濃度的影響
5.1.6 包埋菌濃度的影響
5.1.7 固定化顆粒尺寸的影響
5.1.8 不同環(huán)境條件下固定化細(xì)胞對(duì) MTBE的降解
5.1.9 固定化細(xì)胞對(duì)不同濃度 MTBE的降解
5.1.10 固定化細(xì)胞儲(chǔ)藏穩(wěn)定性考察
5.1.11 固定化細(xì)胞使用批次的考察
5.1.12 活細(xì)胞計(jì)數(shù)
5.1.13 分析方法
5.2 結(jié)果與討論
5.2.1 包埋載體的選擇
5.2.2 海藻酸鈉濃度的影響
5.2.3 包埋菌液量的影響
5.2.4 固定化顆粒尺寸的影響
5.2.5 pH值對(duì)降解速率的影響
5.2.6 溫度對(duì)降解速率的影響
5.2.7 固定化細(xì)胞對(duì)不同濃度 MTBE的降解
5.2.8 降解活性的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性
5.2.9 固定化細(xì)胞的重復(fù)分批式降解
5.3 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第六章 海藻酸鈣固定化顆粒的強(qiáng)化試驗(yàn)
6.1 材料和方法
6.1.1 固定化凝膠顆粒的強(qiáng)化方法
6.1.2 凝膠顆粒的生物活性測(cè)定
6.1.3 凝膠顆粒的機(jī)械強(qiáng)度考察
6.1.4 強(qiáng)化凝膠顆粒的電鏡分析
6.1.5 PEI強(qiáng)化凝膠顆粒降解 MTBE的關(guān)鍵步驟分析
6.2 結(jié)果和討論
6.2.1 Ca~(2+)對(duì)固定化凝膠顆粒機(jī)械強(qiáng)度的影響
6.2.2 添加活性炭的影響
6.2.3 添加硅藻土的影響
6.2.4 化學(xué)交聯(lián)劑對(duì)固定化凝膠顆粒機(jī)械強(qiáng)度的影響
6.2.5 強(qiáng)化凝膠顆粒的電鏡分析
6.2.6 關(guān)鍵步驟的確定
6.3 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第七章 上流式固定床反應(yīng)器連續(xù)處理含 MTBE的模擬污染水
7.1 材料與方法
7.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器
7.1.2 上流式固定床反應(yīng)器的建立
7.1.3 工藝參數(shù)對(duì)于去除率的影響和穩(wěn)定運(yùn)行期考察
7.1.4 微生物分析
7.1.5 添加酵母粉時(shí)固定床反應(yīng)器對(duì) MTBE的降解
7.2 結(jié)果與討論
7.2.1 溶解氧對(duì)去除率的影響
7.2.2 水力停留時(shí)間對(duì)去除率的影響
7.2.3 進(jìn)水濃度對(duì)于去除效率的影響
7.2.4 反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行
7.2.5 微生物分析
7.2.6 添加酵母粉對(duì) MTBE降解的影響
7.2.7 與其它文獻(xiàn)報(bào)道的比較
7.3 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第八章 結(jié)論與展望
8.1 結(jié)論
8.2 展望
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的主要學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]共代謝基質(zhì)對(duì)甲基叔丁基醚降解的影響[J]. 張瑞玲,廉景燕,黃國(guó)強(qiáng),歐志龍,李鑫鋼. 天津大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(04)
[2]MTBE降解菌的分離及降解動(dòng)力學(xué)分析[J]. 張瑞玲,李鑫鋼,歐志龍,姜斌,廉景燕. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2007(01)
[3]甲基叔丁基醚降解菌的馴化與篩選[J]. 張瑞玲,李鑫鋼,歐志龍,廉景燕,姜斌. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2007(01)
[4]UV/H2O2氧化降解甲基叔丁基醚(MTBE)的試驗(yàn)研究[J]. 胡勤海,王志榮,陳艷,唐先進(jìn),蔡靈琳,陳獻(xiàn)明. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2006(04)
[5]甲基叔丁基醚的污染治理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 路佳,徐芳,蔡偉民. 環(huán)境污染與防治. 2006(05)
[6]甲基叔丁基醚微生物降解研究進(jìn)展[J]. 路爭(zhēng),鐘衛(wèi)鴻,陳建孟,陳效,樓堅(jiān). 微生物學(xué)通報(bào). 2006(01)
[7]甲基叔丁基醚(MTBE)的環(huán)境生態(tài)效應(yīng)[J]. 胡勤海,陳艷,管丹蓉,陳曉燕,毛柯輝,王志榮,陳獻(xiàn)明. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2005(S1)
[8]UV/Fenton氧化降解水溶液中甲基叔丁基醚的試驗(yàn)研究[J]. 胡勤海,王志榮,陳艷,范婷婷. 環(huán)境污染與防治. 2005(08)
[9]固定化脫硫菌性能改進(jìn)的研究[J]. 曹桂萍,黃兵,孫珮石. 常州工學(xué)院學(xué)報(bào). 2005(03)
[10]固定化優(yōu)勢(shì)菌種降解2,6-二叔丁基酚[J]. 張志剛,徐德強(qiáng),李光明,張亞雷,方振緯. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2005(01)
本文編號(hào):3354865
【文章來(lái)源】:浙江工業(yè)大學(xué)浙江省
【文章頁(yè)數(shù)】:148 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 甲基叔丁基醚簡(jiǎn)介
1.2 MTBE的毒性及環(huán)境效應(yīng)
1.3 MTBE的應(yīng)用與污染現(xiàn)狀
1.3.1 MTBE的應(yīng)用
1.3.2 MTBE的污染現(xiàn)狀
1.4 物化法去除MTBE
1.4.1 物理吸附法
1.4.2 吹脫法
1.4.3 高級(jí)氧化法
1.4.4 膜法處理
1.5 植物修復(fù)去除MTBE
1.6 微生物降解 MTBE
1.6.1 直接代謝降解 MTBE
1.6.2 共代謝降解 MTBE
1.6.3 MTBE的厭氧降解
1.6.4 生物降解 MTBE的代謝機(jī)理
1.6.5 MTBE異位生物修復(fù)
1.6.6 MTBE原位生物修復(fù)
1.7 本論文的選題意義與研究?jī)?nèi)容
1.7.1 選題意義
1.7.2 研究?jī)?nèi)容
參考文獻(xiàn)
第二章 環(huán)境因素對(duì)M. petroleiphilum PM1降解 MTBE的影響
2.1 材料與方法
2.1.1 菌種
2.1.2 培養(yǎng)基
2.1.3 試劑與儀器
2.1.4 菌體培養(yǎng)
2.1.5 生物量測(cè)定
2.1.6 PM1細(xì)胞降解 MTBE
2.1.7 分析方法
2.2 結(jié)果與討論
2.2.1 M. petroleiphilum PM1降解去離子水中的MTBE
2.2.2 金屬離子對(duì) MTBE降解的影響
2.2.3 不同pH值對(duì) MTBE降解的影響
2.2.4 不同供氧條件對(duì) MTBE降解的影響
2.2.5 PM1細(xì)胞濃度對(duì) MTBE降解的影響
2.2.6 BTEX對(duì) MTBE降解的影響
2.2.7 動(dòng)力學(xué)參數(shù)考察
2.2.8 MB和實(shí)際污染地下水中降解 MTBE
2.3 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第三章 M. petroleiphilum PM1降解 MTBE的途徑與機(jī)理
3.1 材料與方法
3.1.1 MTBE降解過(guò)程考察
3.1.2 MTBE對(duì)可能的中間產(chǎn)物的降解
3.1.3 MTBE和TBA的相互影響
3.1.4 不同細(xì)胞濃度降解 MTBE和 TBA
3.1.5 PM1全細(xì)胞蛋白電泳分析
3.1.6 降解酶抑制實(shí)驗(yàn)
3.1.7 PM1細(xì)胞降解吲哚試驗(yàn)
3.1.8 分析方法
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 MTBE降解過(guò)程考察
3.2.2 MTBE代謝中間產(chǎn)物檢測(cè)及降解途徑分析
3.2.3 TBA對(duì) MTBE降解的影響
3.2.4 MTBE降解酶的初步探索
3.3 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第四章 添加有機(jī)物提高 MTBE降解速率的研究
4.1 材料與方法
4.1.1 菌種
4.1.2 培養(yǎng)基
4.1.3 M. petroleiphilum PM1降解 MTBE
4.1.4 響應(yīng)面法優(yōu)化試驗(yàn)設(shè)計(jì)
4.1.5 分析方法
4.2 結(jié)果與討論
4.2.1 添加有機(jī)物對(duì) MTBE降解速率的影響
4.2.2 酵母粉、牛肉膏、胰蛋白胨分別存在的情況下降解 MTBE比較
4.2.3 酵母粉促進(jìn) MTBE降解的主要因素初探
4.2.4 添加物濃度對(duì) MTBE降解速率的影響
4.2.5 其它微生物在酵母粉共存下對(duì) MTBE的降解
4.3 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第五章 固定化M. petroleiphilum PM1降解 MTBE
5.1 材料與方法
5.1.1 菌種
5.1.2 培養(yǎng)基
5.1.3 細(xì)胞固定化方法
5.1.4 海藻酸鈣固定化細(xì)胞降解 MTBE
5.1.5 海藻酸鈉濃度的影響
5.1.6 包埋菌濃度的影響
5.1.7 固定化顆粒尺寸的影響
5.1.8 不同環(huán)境條件下固定化細(xì)胞對(duì) MTBE的降解
5.1.9 固定化細(xì)胞對(duì)不同濃度 MTBE的降解
5.1.10 固定化細(xì)胞儲(chǔ)藏穩(wěn)定性考察
5.1.11 固定化細(xì)胞使用批次的考察
5.1.12 活細(xì)胞計(jì)數(shù)
5.1.13 分析方法
5.2 結(jié)果與討論
5.2.1 包埋載體的選擇
5.2.2 海藻酸鈉濃度的影響
5.2.3 包埋菌液量的影響
5.2.4 固定化顆粒尺寸的影響
5.2.5 pH值對(duì)降解速率的影響
5.2.6 溫度對(duì)降解速率的影響
5.2.7 固定化細(xì)胞對(duì)不同濃度 MTBE的降解
5.2.8 降解活性的儲(chǔ)藏穩(wěn)定性
5.2.9 固定化細(xì)胞的重復(fù)分批式降解
5.3 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第六章 海藻酸鈣固定化顆粒的強(qiáng)化試驗(yàn)
6.1 材料和方法
6.1.1 固定化凝膠顆粒的強(qiáng)化方法
6.1.2 凝膠顆粒的生物活性測(cè)定
6.1.3 凝膠顆粒的機(jī)械強(qiáng)度考察
6.1.4 強(qiáng)化凝膠顆粒的電鏡分析
6.1.5 PEI強(qiáng)化凝膠顆粒降解 MTBE的關(guān)鍵步驟分析
6.2 結(jié)果和討論
6.2.1 Ca~(2+)對(duì)固定化凝膠顆粒機(jī)械強(qiáng)度的影響
6.2.2 添加活性炭的影響
6.2.3 添加硅藻土的影響
6.2.4 化學(xué)交聯(lián)劑對(duì)固定化凝膠顆粒機(jī)械強(qiáng)度的影響
6.2.5 強(qiáng)化凝膠顆粒的電鏡分析
6.2.6 關(guān)鍵步驟的確定
6.3 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第七章 上流式固定床反應(yīng)器連續(xù)處理含 MTBE的模擬污染水
7.1 材料與方法
7.1.1 實(shí)驗(yàn)儀器
7.1.2 上流式固定床反應(yīng)器的建立
7.1.3 工藝參數(shù)對(duì)于去除率的影響和穩(wěn)定運(yùn)行期考察
7.1.4 微生物分析
7.1.5 添加酵母粉時(shí)固定床反應(yīng)器對(duì) MTBE的降解
7.2 結(jié)果與討論
7.2.1 溶解氧對(duì)去除率的影響
7.2.2 水力停留時(shí)間對(duì)去除率的影響
7.2.3 進(jìn)水濃度對(duì)于去除效率的影響
7.2.4 反應(yīng)器穩(wěn)定運(yùn)行
7.2.5 微生物分析
7.2.6 添加酵母粉對(duì) MTBE降解的影響
7.2.7 與其它文獻(xiàn)報(bào)道的比較
7.3 本章小結(jié)
參考文獻(xiàn)
第八章 結(jié)論與展望
8.1 結(jié)論
8.2 展望
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的主要學(xué)術(shù)論文
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]共代謝基質(zhì)對(duì)甲基叔丁基醚降解的影響[J]. 張瑞玲,廉景燕,黃國(guó)強(qiáng),歐志龍,李鑫鋼. 天津大學(xué)學(xué)報(bào). 2007(04)
[2]MTBE降解菌的分離及降解動(dòng)力學(xué)分析[J]. 張瑞玲,李鑫鋼,歐志龍,姜斌,廉景燕. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2007(01)
[3]甲基叔丁基醚降解菌的馴化與篩選[J]. 張瑞玲,李鑫鋼,歐志龍,廉景燕,姜斌. 環(huán)境工程學(xué)報(bào). 2007(01)
[4]UV/H2O2氧化降解甲基叔丁基醚(MTBE)的試驗(yàn)研究[J]. 胡勤海,王志榮,陳艷,唐先進(jìn),蔡靈琳,陳獻(xiàn)明. 浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(理學(xué)版). 2006(04)
[5]甲基叔丁基醚的污染治理技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 路佳,徐芳,蔡偉民. 環(huán)境污染與防治. 2006(05)
[6]甲基叔丁基醚微生物降解研究進(jìn)展[J]. 路爭(zhēng),鐘衛(wèi)鴻,陳建孟,陳效,樓堅(jiān). 微生物學(xué)通報(bào). 2006(01)
[7]甲基叔丁基醚(MTBE)的環(huán)境生態(tài)效應(yīng)[J]. 胡勤海,陳艷,管丹蓉,陳曉燕,毛柯輝,王志榮,陳獻(xiàn)明. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報(bào). 2005(S1)
[8]UV/Fenton氧化降解水溶液中甲基叔丁基醚的試驗(yàn)研究[J]. 胡勤海,王志榮,陳艷,范婷婷. 環(huán)境污染與防治. 2005(08)
[9]固定化脫硫菌性能改進(jìn)的研究[J]. 曹桂萍,黃兵,孫珮石. 常州工學(xué)院學(xué)報(bào). 2005(03)
[10]固定化優(yōu)勢(shì)菌種降解2,6-二叔丁基酚[J]. 張志剛,徐德強(qiáng),李光明,張亞雷,方振緯. 中國(guó)環(huán)境科學(xué). 2005(01)
本文編號(hào):3354865
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