二氯甲烷生物法降解

1、二氯甲烷的生物法處理研究二氯甲烷的生物法處理研究 Your site hereLOGO 主要內(nèi)容主要內(nèi)容擬解決關(guān)鍵問(wèn)題擬解決關(guān)鍵問(wèn)題五五課題創(chuàng)新之處課題創(chuàng)新之處六六課題進(jìn)度安排課題進(jìn)度安排七七研究方案研究方案四四研究?jī)?nèi)容研究?jī)?nèi)容三三Click to add TitleClick to add Title二二國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀二二一一課題研究意義課題研究意義Your site hereLOGO課題研究意義課題研究意義二氯甲烷的污染現(xiàn)狀二氯甲烷的污染現(xiàn)狀 二氯甲烷二氯甲烷(DCM)是是一種被廣泛應(yīng)用于一種被廣泛應(yīng)用于工業(yè)中的有機(jī)溶劑工業(yè)中的有機(jī)溶劑，它主要用作生產(chǎn)，它主要用作生產(chǎn)三醋酸纖

2、維膠片（三醋酸纖維膠片（即電影膠片、照相即電影膠片、照相片、片、X光片）的原光片）的原料，其次用作脫漆料，其次用作脫漆劑和醫(yī)藥生產(chǎn)的萃劑和醫(yī)藥生產(chǎn)的萃取劑、金屬脫脂脫取劑、金屬脫脂脫漆、粘合劑、農(nóng)藥漆、粘合劑、農(nóng)藥、化工生產(chǎn)等領(lǐng)域、化工生產(chǎn)等領(lǐng)域1 。隨著城市化、工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，二氯甲烷的需求量日益增加。DCM具有生物積累性和生物毒性，及可能導(dǎo)致紅細(xì)胞發(fā)生癌變，美國(guó)等將二氯甲烷列為可疑致癌物(A2)2 ，已被美國(guó)環(huán)保署（EPA）列為129種優(yōu)先控制的有毒污染物名單之中3。Your site hereLOGO課題研究意義課題研究意義由于DCM在環(huán)境中具有累積性和可持續(xù)性，對(duì)人類生活的環(huán)境產(chǎn)

3、生重大的負(fù)面影響，近年來(lái)越來(lái)越受到人們的關(guān)注，已被美國(guó)環(huán)保署（EPA）列為129種優(yōu)先控制的有毒污染物名單之中4。研發(fā)出經(jīng)濟(jì)又有實(shí)效的處理DCM方法已經(jīng)成為國(guó)際上環(huán)境污染控制技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)，也是當(dāng)前和未來(lái)我國(guó)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需要解決的重要和迫切的科學(xué)技術(shù)問(wèn)題。Your site hereLOGO國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀處理方法處理方法優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)缺點(diǎn)參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)物理化學(xué)物理化學(xué)操作簡(jiǎn)便操作簡(jiǎn)便去除效率低，消耗大量的材料。去除效率低，消耗大量的材料。Feitz 2002 L.Huang 2001催化氧化催化氧化法法去除率高去除率高工藝流程復(fù)雜，成本較高，工藝工藝流程復(fù)雜，成本較高，工

4、藝要求高要求高樓基中樓基中 2004化學(xué)法化學(xué)法反應(yīng)快、去除率高反應(yīng)快、去除率高運(yùn)行成本高、有機(jī)物礦化程度低運(yùn)行成本高、有機(jī)物礦化程度低張立慶張立慶 1996生物降解生物降解成本低，節(jié)省能源，成本低，節(jié)省能源，環(huán)境友好環(huán)境友好仍處于起步階段，影響因素多而仍處于起步階段，影響因素多而復(fù)雜復(fù)雜於建明於建明 2002Brunner 1980二氯甲烷降解技術(shù)比較二氯甲烷降解技術(shù)比較Your site hereLOGO國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀好氧顆粒污泥微生物在特定環(huán)境下自凝聚、增殖形成的高活性的粒狀聚集體特點(diǎn)沉降性能優(yōu)異生物量豐富豐富的微生物相，形成高效代謝網(wǎng)絡(luò)將好氧顆?；夹g(shù)應(yīng)用于氯苯胺類有毒物

5、質(zhì)的高效降解具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，有望實(shí)現(xiàn)該類有毒物質(zhì)的高效生物降解。Your site hereLOGO國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀除氮方面的應(yīng)用除磷方面的應(yīng)用有毒有機(jī)物降解的應(yīng)用在高有機(jī)負(fù)荷條件下顆粒污泥通過(guò)水力剪切力與傳質(zhì)作用的增強(qiáng)來(lái)維持緊湊、致密的結(jié)構(gòu)，COD去除率穩(wěn)定在85%以上。(Tay et al.,2004)具有一定粒徑的顆粒污泥內(nèi)部存在DO濃度梯度，可依次形成好氧/缺氧獲厭氧環(huán)境，構(gòu)成同步硝化和反硝化的微觀環(huán)境。(Beun et al.,2001)顆粒污泥結(jié)構(gòu)致密，顆粒平均磷吸收率遠(yuǎn)高于普通EBPR工藝的除磷污泥。(Cassidy et al.,2005)以葡萄糖為共代謝基質(zhì)，用序

6、批式氣提生物反應(yīng)器處理氯苯胺類有機(jī)廢水,氯苯胺的去除率能達(dá)到99.9%以上。(朱亮等，2005) Your site hereLOGO研究?jī)?nèi)容研究?jī)?nèi)容體系微生物群落變化分析 好氧顆粒污泥系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行過(guò)程中微生物菌群的多樣性及穩(wěn)定性。不同負(fù)荷培養(yǎng)下好氧顆粒污泥微生物群落結(jié)構(gòu)的變化。 高效降解菌選育及特性研究 好顆粒污泥的形成及其特性顆粒污泥評(píng)價(jià)指標(biāo) (微生物量濃度、污泥體積指數(shù)、沉降速度、顆粒污泥直徑變化）氯苯胺去除效果評(píng)價(jià)（氯苯胺的進(jìn)出水濃度、反應(yīng)器內(nèi)pH值Cl-、TOC值的變化)篩選氯苯胺類混合物的高效降解菌菌株種屬及降解特性分析檢測(cè)菌株降解氯苯胺過(guò)程的中間產(chǎn)物、雙加氧酶活性，分析氯苯胺可能

7、的降解途徑。Your site hereLOGO實(shí)驗(yàn)方案實(shí)驗(yàn)方案反應(yīng)器尺寸：反應(yīng)器尺寸：工作容積：工作容積：4 L 內(nèi)徑：內(nèi)徑：8 cm 總高度：總高度：92 cm運(yùn)行參數(shù)：運(yùn)行參數(shù)：進(jìn)水：進(jìn)水：5 min排水：排水：5min沉淀：沉淀：10 min 曝氣：曝氣：2140min 接種污泥：接種污泥：中石化鎮(zhèn)海煉化曝氣池活性污泥中石化鎮(zhèn)海煉化曝氣池活性污泥 廢水廢水:人工配制模擬廢水人工配制模擬廢水,進(jìn)水濃度為進(jìn)水濃度為400mg/L (對(duì)氯苯胺對(duì)氯苯胺:間氯苯胺間氯苯胺 :鄰氯苯胺質(zhì)量比鄰氯苯胺質(zhì)量比=2：3：3)1：空氣泵；2：氣體流量計(jì)；3：反應(yīng)器；4：恒溫水??；5：蠕動(dòng)泵；6、7：儲(chǔ)水罐

8、；8：恒流泵；9：PLC時(shí)間控制器實(shí)驗(yàn)裝置示意圖實(shí)驗(yàn)裝置示意圖1、反應(yīng)器啟動(dòng)Your site hereLOGO研究方案研究方案2、好氧顆粒污泥培養(yǎng)及氯苯胺降解評(píng)價(jià)污泥外觀觀察：污泥外觀觀察：顏色、形狀、粒度分布顏色、形狀、粒度分布生物量：生物量：混合液懸浮固體混合液懸浮固體(MLSS) (MLSS) 濃度、混合液揮發(fā)性懸濃度、混合液揮發(fā)性懸 浮固體浮固體(MLVSS) (MLVSS) 濃度濃度沉降性能：沉降性能：污泥體積指數(shù)污泥體積指數(shù)(SVI) (SVI) 、沉降速度、沉降速度反應(yīng)器污泥馴化 污泥評(píng)價(jià)污泥評(píng)價(jià)氯苯胺降解及礦化情況氯苯胺降解及礦化情況污泥顆?；^(guò)程中氯苯胺進(jìn)出水污泥顆粒化過(guò)程

9、中氯苯胺進(jìn)出水濃度、濃度、Cl-及及TOC變化情況。變化情況。運(yùn)行至不同時(shí)期一個(gè)周期內(nèi)氯苯運(yùn)行至不同時(shí)期一個(gè)周期內(nèi)氯苯胺、胺、TOC、Cl-、NH4+-N及及NO3-變變化規(guī)律。化規(guī)律。氯苯胺類混合物的降解模式，考氯苯胺類混合物的降解模式，考察在一元、二元或三元混合底物中察在一元、二元或三元混合底物中 好氧顆粒污泥對(duì)該類物質(zhì)的降解優(yōu)好氧顆粒污泥對(duì)該類物質(zhì)的降解優(yōu)先順序。先順序。 Your site hereLOGO研究方案研究方案3.3.不同時(shí)期好氧顆?；w系微生物群落變化分析不同時(shí)期好氧顆?；w系微生物群落變化分析提取不同時(shí)期的污泥樣品提取不同時(shí)期的污泥樣品提取總提取總DNA16s rDNA

10、的的PCR擴(kuò)增擴(kuò)增DGGE分析分析取穩(wěn)定運(yùn)行期不同運(yùn)行時(shí)間的污泥樣品，比較不同樣品的DGGE指紋圖，研究顆粒污泥中微生物種群的多樣性和穩(wěn)定性，確定關(guān)鍵微生物群落。不同負(fù)荷培養(yǎng)下好氧顆粒污泥微生物群落結(jié)構(gòu)的變化。Your site hereLOGO研究方案研究方案取單菌落取單菌落檢測(cè)降解效率檢測(cè)降解效率分離純化分離純化馴化后污泥馴化后污泥玻璃珠玻璃珠振蕩振蕩30min稀釋涂布稀釋涂布MM培養(yǎng)基，培養(yǎng)基，氯苯胺氯苯胺為為唯一碳源唯一碳源培養(yǎng)箱培養(yǎng)培養(yǎng)箱培養(yǎng)挑選菌落劃挑選菌落劃線分離線分離4.氯苯胺高效降解菌株的篩選氯苯胺高效降解菌株的篩選Your site hereLOGO研究方案研究方案5、氯苯

11、胺高效降解菌株特性研究、氯苯胺高效降解菌株特性研究高效降解菌16s rDNA 、PCR擴(kuò)擴(kuò)增測(cè)序增測(cè)序;BIOLOG確確定菌株種屬定菌株種屬一元、二元及三一元、二元及三元混合體系中降元混合體系中降解動(dòng)力學(xué)研究解動(dòng)力學(xué)研究不同氯苯胺濃度不同氯苯胺濃度下菌株的生長(zhǎng)曲下菌株的生長(zhǎng)曲線、衰亡系數(shù)及線、衰亡系數(shù)及產(chǎn)率系數(shù)研究產(chǎn)率系數(shù)研究 第二碳源及氮源第二碳源及氮源對(duì)菌株降解氯苯對(duì)菌株降解氯苯胺性能的研究胺性能的研究 鄰苯二酚雙加氧鄰苯二酚雙加氧酶活測(cè)定酶活測(cè)定靜息細(xì)胞法探索菌株的代靜息細(xì)胞法探索菌株的代謝途徑謝途徑Y(jié)our site hereLOGO課題擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題在已有好氧顆粒污泥研究基礎(chǔ)上，通

12、過(guò)控制運(yùn)行條件，培養(yǎng)好氧顆粒污泥在已有好氧顆粒污泥研究基礎(chǔ)上，通過(guò)控制運(yùn)行條件，培養(yǎng)好氧顆粒污泥體系，實(shí)現(xiàn)氯苯胺類混合物的高效降解。體系，實(shí)現(xiàn)氯苯胺類混合物的高效降解。篩選獲得氯苯胺類混合物的高效降解菌株，探討其對(duì)氯苯胺類混合物的篩選獲得氯苯胺類混合物的高效降解菌株，探討其對(duì)氯苯胺類混合物的降解特性。降解特性。 高效降解菌株對(duì)氯苯胺類混合物的代謝途徑的研究。高效降解菌株對(duì)氯苯胺類混合物的代謝途徑的研究。 Your site hereLOGO課題創(chuàng)新之處課題創(chuàng)新之處 首次以氯苯胺類混合物為唯一碳源和氮源，在首次以氯苯胺類混合物為唯一碳源和氮源，在SBR反應(yīng)器中成功實(shí)現(xiàn)好氧反應(yīng)器中成功實(shí)現(xiàn)好氧污泥

13、顆粒化。有望實(shí)現(xiàn)氯苯胺類混合物的高效生物降解。污泥顆?；?。有望實(shí)現(xiàn)氯苯胺類混合物的高效生物降解。 篩選得到氯苯胺類混合物的高效降解菌株，分析菌株的降解特性及對(duì)氯篩選得到氯苯胺類混合物的高效降解菌株，分析菌株的降解特性及對(duì)氯苯胺類物質(zhì)的代謝途徑，為深入探討好氧顆粒污泥體系關(guān)鍵微生物種群苯胺類物質(zhì)的代謝途徑，為深入探討好氧顆粒污泥體系關(guān)鍵微生物種群的功能化模式奠定基礎(chǔ)。的功能化模式奠定基礎(chǔ)。Your site hereLOGO課題研究進(jìn)度安排課題研究進(jìn)度安排 2008年年8月月2008年年10月：月： 試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，反應(yīng)器裝置設(shè)計(jì)及搭建；建立目標(biāo)污染物試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)，反應(yīng)器裝置設(shè)計(jì)及搭建；建立目標(biāo)污染物 的分析測(cè)試方法。的分析測(cè)試方法。 2008年年10月月2009年年2月：月： 馴化污泥作為接種污泥；啟動(dòng)反應(yīng)器并進(jìn)行相關(guān)工藝參數(shù)測(cè)馴化污泥作為接種污泥；啟動(dòng)反應(yīng)器并進(jìn)行相關(guān)工藝參數(shù)測(cè)定；進(jìn)行定；進(jìn)行DNA提取及提取及PCR擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行擴(kuò)增實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行DGGE分析。