论文部分内容阅读
医药化合物对环境和生态的水生毒性、遗传毒性、内分泌干扰等负效应已引起广泛关注,该类化合物的排放控制已成为污染控制领域的一个研究热点。目前,扑热息痛类医药废水的处理方法主要包括电化学和臭氧氧化法等。研究表明,生物降解技术具有具有高效、低耗、反应条件温和、二次污染小等优点。因此,利用生物降解技术处理这类废水具有广阔的应用前景。本研究在SBR反应器中成功培养出可降解扑热息痛的好氧颗粒污泥,成熟颗粒污泥表面微生物群落主要以杆状菌和球菌为主;颗粒污泥能够有效降解高达5000 mg/L的扑热息痛,降解速率符合Michaelis-Menten方程,其中最大降解速率值为0.31 g-paracetamol/(g-VSS·h)。PCR-DGGE指纹图分析表明反应器内主要优势菌群分别属于Ensifer、Pseudomonas、Cupriavidus、Lysobacter、Sinorhizobium、Ochrobactrum等。从稳定的SBR反应器中分离纯化得到可降解扑热息痛的菌株,根据其生理生化特征、16S rRNA序列和Biolog等鉴定手段,确定菌株F1、F2和fg-2分别属于Cupriavidus、Lysobacter和Pseudomonas。实验结果表明,菌株F1、菌株F2及菌株fg-2降解扑热息痛的温度为25~35℃,最佳pH均在7~8;耐受浓度分别为:400 mg/L、2500 mg/L和2000 mg/L,且碳的回收率均可达到90%以上,表明其降解扑热息痛较高的矿化度;在扑热息痛降解过程中,利用GC-MS和LC-MS等方法检测到其主要的中间产物为对苯二酚和对氨基苯酚;推测菌株降解扑热息痛的可能代谢途径为:菌株首先脱掉扑热息痛乙酰基形成对氨基苯酚,对氨基苯酚进一步脱氨基转化为对苯二酚,继而裂解开环进入TCA循环。实验结果表明,菌株F1、菌株F2及菌株fg-2均具有对苯二酚1,2双加氧酶及邻苯二酚1,2双加氧酶活性。实验结果表明,菌株F1具有良好的自凝聚性能,自凝聚指数高达70.6%,菌株F1和F3,F1和fg-2,F2和fg-2,F3和fg-2具有较好的共凝聚力性能,表明各菌株在好氧颗粒污泥形成和稳定中的作用模式;通过分析比较各菌株、复合菌株及好氧颗粒污泥的降解速率、矿化率、最大比生长速率、最大比降解速率及比耗氧速率,可知,复合菌株和好氧颗粒污泥对目标污染物的降解性能均明显高于各纯菌株,这可能是由于各菌株在复合菌株及好氧颗粒污泥体系中具有协同效应,强化了其对扑热息痛的降解。