典型PPCPs降解菌的篩選及其在曝氣生物濾池中的應(yīng)用.pdf

1、近年來，藥品和個人護理品(Pharmaceuticalandpersonalcareproducts，PPCPs)作為新污染物，成為研究的熱點。常規(guī)的混凝、沉淀、過濾等給水處理工藝不能有效地去除這些有毒有害物質(zhì)。對水源水進行生物預(yù)處理，使PPCPs減量甚至完全去除，不失為一種簡便經(jīng)濟的對策。目前，尚未見有報道結(jié)合生物強化技術(shù)和曝氣生物濾池技術(shù)(BiologicalAeratedFilter，BAF)去除微污染水源水中微量污染物PPCPs

2、。本實驗篩選出降解典型PPCPs的細(xì)菌，并對其應(yīng)用進行研究，為去除水環(huán)境中PPCPs提供技術(shù)支持。
　　 以苯扎貝特（Bezafibrate，BZF）、卡馬西平(Carbamazepine，CBZ)和布洛芬(Ibuprofen，IBU)為典型PPCPs，從上海松江污水處理廠活性污泥中得到BZF降解菌株B-31、CBZ降解菌株DHU-33、IBU降解菌株BL-1。根據(jù)菌株的菌落形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化特征及其16SrRNA基因序列分析鑒

3、定，其分別屬于惡臭假單胞菌、產(chǎn)堿桿菌和粘質(zhì)沙雷氏菌。它們都是通過共代謝機制降解各PPCPs。搖瓶試驗表明降解各PPCPs的最適條件為:培養(yǎng)基初始pH值7.0，溫度30℃。
　　 最適條件下，菌株B-31在含有1％甲醇和30mg/L的BZF的無機鹽培養(yǎng)基中生長5d后，BZF的降解率為48％。菌株DHU-33在含有1％甲醇和25mg/L的CBZ的無機鹽培養(yǎng)基中生長5d后，CBZ的降解率為34％。菌株BL-1在含有1％甲醇和30mg/

4、L的IBU的無機鹽培養(yǎng)基中生長5d后，IBU的降解率為75％。與甲醇相比，酵母粉、蛋白胨、葡萄糖等營養(yǎng)物質(zhì)可以使各PPCPs的降解率明顯增加，尤其是加入5g/L酵母粉后，5d降解率分別達76.67％、54.4％和94.3％。研究了各PPCPs降解與葡萄糖消耗之間的關(guān)系?？傮w上，各PPCPs的降解與葡萄糖消耗呈正相關(guān)。除BZF的降解過程接近零級反應(yīng)動力學(xué)外，CBZ、IBU和葡萄糖消耗過程接近一級反應(yīng)動力學(xué)。
　　 當(dāng)以甲醇為初級基

5、質(zhì)時，GC-MS檢測到BZF有7種降解產(chǎn)物。其中以4-氯苯甲酸為主。根據(jù)降解產(chǎn)物分析，BZF的降解過程包括酰胺鍵水解、伯胺基團氧化、苯環(huán)雙羥基化等重要過程;CBZ的4種降解產(chǎn)物，分別為CBZ-EP、CBZ-DiOH、2-羥基苯甲酸和鄰氨基苯甲酸。IBU的降解產(chǎn)物為2-（4-乙酰苯基）丙酸。另外菌株BL-1在降解IBU過程中會利用初級基質(zhì)產(chǎn)生天然紅色色素。
　　 將PPCPs降解菌和活性污泥混合后分別投加到兩種填料（生物陶粒和高效

6、纖維球）的曝氣生物濾池，接種掛膜。以不加PPCPs菌為對照，分析了曝氣生物濾池掛膜階段CODMn和氨氮的去除率、生物相，結(jié)果表明向曝氣生物濾池添加的工程菌的生物生長量沒有明顯加速掛膜周期。
　　 在進水水溫15.6℃～24.5℃，pH6.88～7.27的條件下，CODMn和氨氮的去除率隨水力負(fù)荷的增大、氣水比的減少而降低。當(dāng)進水負(fù)荷為0.2m3/m2·h，氣水比為1.5∶1時，投加有工程菌的BAF對氨氮和CODMn的處理略微有一

7、定優(yōu)勢，與不加工程菌的生物陶粒BAF和高效纖維球濾料BAF相比，氨氮去除率同比提高0.60％和1.56％，CODMn去除率同比提高1.17％和1.44％。
　　 無論投加工程菌與否，各PPCPs的去除率隨水力負(fù)荷的增大、氣水比的減少而降低。生物陶粒BAF的去除效能要優(yōu)于高效纖維球BAF。當(dāng)進水負(fù)荷為0.2m3/m2·h，氣水比為1.5∶1時，與不加工程菌的生物陶粒BAF和高效纖維球濾料BAF相比，工程菌的使用短期內(nèi)對典型PPCP