苯酚废水污染是当前工业生产中主要污染之一。国内外关于苯酚废水处理的研究很多,而其中生物降解的方法是比较可行且很有前途的方法。但目前许多工业废水含重金属盐,其对苯酚降解菌有很强的抑制作用,大大限制了生物降解法在各种含酚废水中的应用。R.metallidurans CH34作为可以满足耐重金属且降酚条件的候选菌株,本文对其生长及降酚等几个方面的特性进行了考察。 固定化技术解决了游离微生物降解效率低,控制困难等一系列问题。在含苯酚废水的生物降解中有许多人尝试过固定化技术,并取得很好的效果。本课题将耐抗重金属的降酚菌R.metallidurans CH34固定化,对其固定化方法及操作条件进行优化,并对其效果进行了考察: 1.R.metallidurans CH34生理特性基本参数的确定。在对R.metallidurans CH34的各种特性进行进一步考察之前,对其基本特性及生长条件进行摸索与确定是很有必要的,比如菌的培养基选取、生长曲线测定以及一系列培养条件(温度、pH值、溶氧)等。确定了使用M9无机培养基;作出了菌种的生长曲线;确定了最适生长温度为30℃,最适pH值为7,最适溶氧(装液量)为20%(v/v)。 2.R.metallidurans CH34的驯化及降酚特性研究。研究了用平板及改变一级种子培养方式来驯化R.metallidurans CH34的效果,表明驯化能够提高菌种的降酚性能。对菌种一系列降酚特性进行了研究,从而为菌种的固定化做好了准备,并作为固定化后菌种各方面性能改变的参照。 3.R.metallidurans CH34固定化细胞的制备。首先通过初选确定了海藻酸钠、聚乙烯醇及其混合载体作为固定化的载体;而后进一步比较确定了用海藻酸钠作为固定化载体;还进一步确定了模拟废水的条件;通过正交实验法确定了制备固定化细胞的最优操作条件为:湿菌体量4.8g/L(湿菌体质量/海藻酸钠体积),氯化钙质量浓度为2%,海藻酸钠质量浓度5%。正交实验的直观分析与方差分析表明氯化钙质量浓度这一因素是对固定化影响较大的因素。正交实验的动力学初步分析结果也与正交实验中最佳方案选取结果相一致。同时,研究了用海藻酸钠作为固定化载体时对苯酚的吸附性能。 4.R.metallidurans CH34固定化细胞的性能。降酚性能方面,固定化之后的菌种较游离态菌有了较大的提高;在连续降酚过程中表现出了良好的活性,降酚上限也由游离态时的10mM左右提高到15mM左右且降酚速度也得到较大提高;使用电镜对培养后的载体表面进行观察,从而体现出了在整个培养过程中载体中菌种的生长状况,很好地与固定化后菌种降酚情况对应起来。固定化后的菌种相比于游离态菌在重金属环境中抗重金属能力更强、降酚更快。固定化后的R.metallidurans CH34降酚时抗其它额外碳源干扰能力也有了较大提高。