甲醛降解菌FDBS1与炉渣提硅尾渣联用处理甲醛废水的研究

作     者：樊云云 

作者单位：内蒙古工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王翠艳

授予年度：2018年

学科分类：083002[工学-环境工程] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 0713[理学-生态学] 

主      题：FDBS1 甲醛降解 醛酸脱氢酶 炉渣吸附 

摘      要：醛类物质已广泛的应用于生产生活的各个领域中,但一些醛类例如甲醛、乙醛等对生物体有严重危害,且会造成环境污染。本课题组前期从活性污泥(内蒙古自治区呼和浩特市某印染厂曝气池)中分离筛选出一株甲醛降解菌FDBS。当甲醛浓度为500 mg/L时,在24 h内对甲醛的降解率为60.54%。在此基础上本文研究包括驯化该菌株以提高其甲醛降解能力和对甲醛的耐受能力;甲醛代谢途径的初探;驯化后菌株与炉渣提硅尾渣结合处理甲醛等。主要研究内容如下:(1)通过三种不同的方法(直接将低浓度甲醛作为唯一碳源、添加含硫化合物驯化、甲醛降解菌培养后耐受不同甲醛浓度)对FDBS进行驯化以提高降解甲醛的能力。经驯化,FDBS降解甲醛的能力从24 h降解302.7 mg/L提高到8 h降解1232mg/L;(2)测定甲醛代谢过程中涉及到的关键酶—甲醛脱氢酶和甲酸脱氢酶酶活,分析不同处理时间甲醛脱氢酶和甲酸脱氢酶酶活间的差异,结果表明FDBS代谢甲醛的途径中存在异化作用,甲醛在甲醛脱氢酶的作用下与辅酶I(NAD)形成甲酸,甲酸在甲酸脱氢酶的作用下生成CO和HO;(3)为了确定影响FDBS降解甲醛效果的因素,引入了Placket-Burman实验和单因素实验,选出的三种显著因素,分别是牛肉膏、氯化钠和初始pH值。在Box–Burman实验中通过不同因素间的交互作用,在最优条件下即牛肉膏含量1.0 g/L,氯化钠含量5.0 g/L,初始pH值为8.0时,8 h内对1232 mg/L的甲醛溶液最高降解率为98.37%;(4)用炉渣提硅尾渣吸附甲醛,研究甲醛吸附过程的动力学模型,用两种吸附模型对吸附过程进行拟合,吸附等温线拟合结果表明吸附过程容易进行,且对甲醛的吸附量随甲醛浓度的增加先增加后减小。(5)利用炉渣提硅尾渣与FDBS联合处理甲醛,方法一是先用炉渣提硅尾渣作为吸附剂吸附甲醛,再用FDBS降解被吸附剂吸附的甲醛。两者结合提高了材料对甲醛的吸附量,最大吸附量可达19.83 mg/g,材料能实现重复利用,且FDBS在60 min内能完全降解材料吸附的甲醛;方法二是先用FDBS降解甲醛,然后将FDBS及甲醛混合液通过炉渣提硅尾渣进行过滤,材料可100%滤除残余的甲醛及FDBS。本论文研究结果表明FDBS作为一株微生物,具有较为突出的甲醛降解能力,在醛类污染治理具有较大的应用潜力。甲醛脱氢酶和甲酸脱氢酶的测定为该菌株的进一步改造提供了理论依据,炉渣提硅尾渣对甲醛的吸附及其与该菌株的联合利用在甲醛污染治理方面提供了一种可行性较高的方案,为该菌株的实际应用及炉渣提硅尾渣的资源化利用提供了重要依据。