固态复合菌剂的构建及其在混合VOCs净化中的生物强化效应

来源 :浙江工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lialiaoliao
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挥发性有机物(Volatile Organic Compounds,VOCs)的净化在近年来逐步成为了废气净化难题及研究热点。出于生物净化技术广阔的前景,针对目前缺少废气处理用高效菌剂,提出利用实验室已获得的降解菌构建复合菌剂的研究思路,以期获得混合VOCs的生物强化去除效果。本研究首先分别利用单菌多底物、多菌单底物和多菌多底物三种不同的混合体系来考察菌株的降解性能,证明乙酸丁酯降解菌Aspergillus sp.HD2(真菌)、α-蒎烯降解菌Ophiostoma sp.LLC(真菌)和邻二甲苯降解菌Zoogloea sp.HJ(细菌)在混合体系中各自的降解活性不会受到影响。按活性炭:麦麸:锯末比例分别为1:1:1、2:1:1、1:2:1和1:1:2四种配比(编号分别为14)构建了能够降解α-蒎烯、乙酸丁酯和邻二甲苯的“真菌-细菌”复合固态菌剂。对四种菌剂的持续性降解性能测试结果表明3号菌剂具有最佳的降解性能,对三种底物最佳的比降解率均在初始浓度为120mg·L-1时获得,分别为5.26 mgα-蒎烯·g蛋白-1·d-1,12.81mg乙酸丁酯·g蛋白-1·d-1,以及7.57mg邻二甲苯L-1·g蛋白-1·d-1。对比菌剂与活菌液在饥饿期后的降解效果发现,菌剂对α-蒎烯及邻二甲苯的比降解率为活菌接种液的2.85倍和36.45倍。该阶段利用扫描电镜及高通量测序表明,菌剂在经历制备过程后,微生物的种群丰富度大幅提升,但接种菌在构建的菌剂中依旧为优势菌株。接着,本研究对菌剂的存储稳定性进行了考察,在室温存储后,3号菌剂降解性能保持最佳,经历180天存储后,其对α-蒎烯、乙酸丁酯及邻二甲苯的降解率(初始浓度为120mg·L-1)分别为48.2%,95.1%及57.3%。在4℃冷藏条件下存储后,4号菌剂最佳。180天冷藏存储后,其对α-蒎烯、乙酸丁酯及邻二甲苯的降解率(初始浓度为120mg·L-1)分别为41.8%,88.9%和42.1%;远高于同条件下存储后的菌悬液(分别为20.4%,79.7%和18.9%)。该结果表明通过制备菌剂可更好得保持其中微生物的存活率及降解活性。而在两种条件下存储180天后依旧保持较高的降解效果也表明其于应用上的优势。最后,3号菌剂被接种于生物滤塔(1号塔)考察并其降解效果,并将其与活性污泥接种的生物滤塔(2号塔)进行对比研究。对三种污染物的去除负荷上,1号塔对α-蒎烯、乙酸丁酯及邻二甲苯的最高去除负荷分别为149.65g·m-3·d-1,170.55g·m-3·d-1及146.98g·m-3·d-1,明显要高于2号塔,其差值分别在57g·m-3·d-1,10g·m-3·d-1及62g·m-3·d-1左右。上述结果表明通过制备固态菌剂可缩短反应器启动期,提升稳定性和降解效果。
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