固定化生物活性炭中優(yōu)勢(shì)菌群生物穩(wěn)定性的控制研究.pdf

1、國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TU991.2國(guó)際圖書分類號(hào)：628.1工學(xué)博士學(xué)位論文固定化生物活性炭中優(yōu)勢(shì)菌群生物穩(wěn)定性的控制研究博士研究生：王廣智導(dǎo)師：李偉光教授申請(qǐng)學(xué)位：工學(xué)博士學(xué)科、專業(yè)：市政工程所在單位：市政環(huán)境工程學(xué)院答辯日期：2008年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)摘要I摘要摘要隨著飲用水水源污染日益嚴(yán)重，以生物活性炭為核心的飲用水深度處理技術(shù)受到人們廣泛關(guān)注。采用人工培養(yǎng)優(yōu)勢(shì)菌群強(qiáng)化生物降解作用的固定化生物活性炭（IBAC）技術(shù)具有

2、顯著的優(yōu)勢(shì)，活性炭吸附作用和優(yōu)勢(shì)菌群生物降解作用大大提高了除污染效率。但由于是一個(gè)開放式的系統(tǒng)，IBAC在實(shí)際應(yīng)用過程中易受到水質(zhì)、水量沖擊以及環(huán)境因素等影響，產(chǎn)生優(yōu)勢(shì)菌群生物穩(wěn)定性受到破壞的問題，從而限制了其在供水行業(yè)推廣應(yīng)用。本研究針對(duì)北方某市原水水質(zhì)狀況，從影響IBAC工藝中優(yōu)勢(shì)菌群穩(wěn)定性的各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)入手，重點(diǎn)研究了優(yōu)勢(shì)菌群優(yōu)化固定工藝條件、在活性炭表面的生長(zhǎng)特性、活性炭性質(zhì)和工藝條件對(duì)優(yōu)勢(shì)菌群穩(wěn)定性的影響作用與優(yōu)化控制、優(yōu)勢(shì)菌

3、群的安全性控制等內(nèi)容，為IBAC技術(shù)的實(shí)際工程應(yīng)用提供技術(shù)支持。采用不同濃度梯度營(yíng)養(yǎng)基質(zhì)對(duì)優(yōu)勢(shì)菌群的生物活性進(jìn)行了反復(fù)強(qiáng)化，提出了以生物活性達(dá)到300μgmL作為優(yōu)勢(shì)菌群生物活性強(qiáng)化的指示終點(diǎn)。通過采用超聲波預(yù)處理方法評(píng)價(jià)優(yōu)勢(shì)菌群在活性炭表面固定化性能，研究了優(yōu)勢(shì)菌群的優(yōu)化固定條件，結(jié)果表明優(yōu)勢(shì)菌群最優(yōu)固定化條件為：停留時(shí)間30min，循環(huán)4h、間歇2h的間歇式固定化方式，循環(huán)3次。將優(yōu)勢(shì)菌群固定于活性炭表面，通過采用PCRDGGE和掃

4、描電鏡等技術(shù)，對(duì)優(yōu)勢(shì)菌群生長(zhǎng)特性進(jìn)行了深入研究，結(jié)果表明在啟動(dòng)初期優(yōu)勢(shì)菌群生物量與生物活性需經(jīng)過約一周快速降低的過程，而后逐漸保持穩(wěn)定，菌群生物活性保持在200μgmL以上，生物量保持在106CFU(g炭)量級(jí)，初期優(yōu)勢(shì)菌群在活性炭表面是以單個(gè)菌體的方式，附著在活性炭表面孔隙較多的粗糙部分；經(jīng)過長(zhǎng)期運(yùn)行后，IBAC表面微生物的種類從初期8種，一年后增加到16種，且菌量均有不同程度的增加，但人工固定的優(yōu)勢(shì)菌仍然占據(jù)主導(dǎo)地位，優(yōu)勢(shì)菌群在活性