蘋果酸和微量元素改善光合細(xì)菌處理制糖廢水

1、蘋果酸和微量元素改善光合細(xì)菌處理制糖廢水摘 要 為了提高光合細(xì)菌對制糖廢水的處理效果,爭辯了投加小分子物質(zhì)及微量元素對廢COD 去除效果有明顯促進(jìn)作用,COD 去除率從 20%提高至 85%;微量元素 Zn 和 Fe 能促進(jìn)光合細(xì)菌處理制糖廢水的效果,COD去除率從85%分別提高到90%和95Fe 共同作用下,COD去除率提高了75%, 效果顯著。關(guān)鍵詞 光合細(xì)菌 制糖廢水 蘋果酸 微量元素Adding of Malic Acid and Trace Elements to Improve the Effect of SugarWastewater Treatment by Photosynt

2、hetic BacteriaAbstract In order to improve the effects of sugar wastewater treatment byphotosynthetic bacteria, the influences of smallmoleculesandtraceelementsonsugarwastewatertreatmentbyphotosyntheticbacteriaare studied. Results showthat: malicacidcansignificantlypromotepollutantsremoval,andthecor

3、respondingCODremovalrate can be increased from 20% to85%; Fe and Zn is efficient in the sugar wastewater treatment by photosyntheticbacteria, and the COD removal rate in-creasedfrom85%to95%and90%respectively.MalicacidcombinedwithFecanincreasethe COD removal rate by75%, which is remarkable.Key Words

4、photosynthetic bacteria sugar wastewater malic acid trace elements引言光合細(xì)菌(PSB)是一類能在厭氧條件下進(jìn)展光合作用、且不產(chǎn)生氧氣的細(xì)菌,廣泛分布于各種環(huán)境中1。2060PSB 凈化污水進(jìn)展了爭辯,結(jié)果說明,PSB濃度有機(jī)廢水,且菌體無毒,含豐富的蛋白質(zhì)、多種維生素以及輔酶Q10、聚羥基脂肪酸酯、5-氨基乙 酰丙酸及類胡蘿卜素等高價值物質(zhì),具有很高的回 收利用價值。因此,PSB 廢水處理法可以在去除污染物的同時實現(xiàn)菌體資源回收利用,具有寬闊的應(yīng) 用前景。我國制糖工業(yè)廢水年排放量達(dá)數(shù)千萬噸,COD、氮、磷等濃度高,與其他生物處

5、理法相比,承受PSB 處理制糖廢水,不僅可以去除有機(jī)物,且菌體可回收利用,無需額外的污泥處理。然而PSB糖廢水效果差,因此,爭辯如何提高PSB 處理制糖廢水的去除效果具有現(xiàn)實意義。爭辯說明,投加少量小分子物質(zhì)能促進(jìn)PSB外,微量元素也可能影響PSB果2。因此,本文爭辯了小分子物質(zhì)及微量元素對PSBPSBPSB材料與方法試驗材料試驗菌種為本課題組從土壤中富集分別出的一株球形紅假單胞菌(Rhodopseudomonas sphaeroides),命名為Z081。制糖廢水以蔗糖為碳源、(NH4)2SO4KH2PO43,其組分與實際廢水接近,廢水根本性質(zhì)如下:COD2 650 mg/L,糖質(zhì)量1 85

6、0 mg/L,BOD1 400 mg/L,pH6.95,TKN27 mg/L13 mg/L。試驗所用藥品均為分析純。試驗方法小分子物質(zhì)篩選爭辯中,各小分子物質(zhì)種類及投量如下:葡萄糖(693.3 mg/L),蘋果酸(907.9 mg/L), 乙醇(395.0 mL/L),琥珀酸鈉(1 097.2 mg/L),酒石酸鉀鈉(3 821.9 mg/L),各組小分子物質(zhì)產(chǎn)生的COD*基金工程:國家自然科學(xué)基金(50978072)。#8#工業(yè)安全與環(huán)保Industrial Safety and Environmental Protection2022年第39卷第2期February 2022相等,空白組不

7、添加小分子物質(zhì)。微量元素爭辯中,Zn、Fe、Cu 分別以ZnSO4#7H2O、FeSO4#7H2O、CuSO4#5H2O度均為:0.5,1.0,1.5,2.0 mmol/L。制糖廢水本身含少量微量元素,試驗中依據(jù)實際狀況進(jìn)展調(diào)整,調(diào) 整后微量元素濃度到達(dá)設(shè)計水平,比照組不添加。 1 000 mL121e30 min。PSB400 mg/L,反響在自然140 r/min。分析方法COD法4,總糖承受蒽酮比色法測定5,每組試驗重復(fù) 3次,取平均值。主要試驗儀器:磁力攪拌器(SXJQ, 北京世紀(jì)森朗試驗儀器),紫外可見分光光度計(T6(TGL-16G,上海安亭科學(xué)儀器廠)。結(jié)果與爭辯小分子物質(zhì)篩選添

8、加各小分子物質(zhì)經(jīng)PSB72 h 后的COD1質(zhì)能提高制糖廢水的處理效果,其中蘋果酸組效果最好,COD85%65%。菌體干重與COD1250.9 mg/L,比空白組提12%。投加不同小分子物質(zhì),處理效果差異較大,這是 由于碳原子數(shù)少的化合物一般更簡潔被PSB 利用,因此,四碳化合物蘋果酸、琥珀酸鈉、酒石酸鉀鈉比六碳化合物葡萄糖更有利于提高PSB水的效果;盡管乙醇為二碳化合物,但由于乙醇濃度過高會毒害菌體,故其促進(jìn)效果并不佳。四碳化合 物中,蘋果酸對PSB 處理制糖廢水的促進(jìn)作用更為明顯這是由于蘋果酸為三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物,可 以直接進(jìn)入三羧酸循環(huán),比琥珀酸鈉、酒石酸鉀鈉更簡潔轉(zhuǎn)化成有利于三羧酸循

9、環(huán)正向運行的草酰乙酸。1 小分子物質(zhì)對PSB不同微量元素對PSB 處理制糖廢水效果的影響72 hCOD397 mg/L56(GB21909)2022)限值。為進(jìn)一步提高PSB制糖廢水的效果,連續(xù)爭辯了微量元素的影響。以下試驗均在投加蘋果酸的根底上進(jìn)展。微量元素Zn、Fe、Cu 對PSB 的生長具有重要作用,是細(xì)菌體內(nèi)多種酶的組成元素,參與一系列生物代謝活動1,故針對Zn、Fe、Cu 三種微量元素進(jìn)展處理效果的優(yōu)化爭辯。COD2 知,各濃度的Zn 和Fe 均能提高PSB理制糖廢水的效果,而投加CuPSB水產(chǎn)生抑制作用。2(a)顯示,在各時間點,COD 去除率隨Zn2.0 mmol/L 好,72

10、h 時COD902(b)知,Fe1.5 mmol/L,72 h 時其COD除率為 95%。從圖 2(c)可以看出,投加各濃度Cu 1.0 mmol/LCOD81%。2 微量元素對PSB 處理制糖廢水COD#9# 因此,對于PSBCOD說,COD:FeZn比照組 Cu。就CODFePSB制糖廢水具有最正確促進(jìn)作用?？偺侨コ首兓铺菑U水中糖分含量高,是主要的碳源物質(zhì),故 可用總糖去除率代表制糖廢水中主要污染物的去除。3 可知,添加不同濃度Zn、Fe去除率均比比照組高,且同一微量元素濃度不同時,總糖去除率接近;添加Cu比比照組低。從總體上看,總糖去除率與COD 去除率72 h,Fe1.5 mmol

11、/L97%。3 微量元素對PSB菌體干重變化4,PSB不同濃度Zn 和Fe 時,都能提高菌體產(chǎn)量。由4(a)可見,菌體干重隨Zn2.0 mmol/L72 h1 401.8 mg/L4(b)顯示,各濃度Fe間差異較大: 1.5 mmol/L2.0 mmol/L1.0 mmol/L0.5 mmol/L比照組,72 h,1.5 mmol/L1635.4 mg/L30%。由4(c)可知,適當(dāng)濃度的Cu投加則會對菌體生長產(chǎn)生明顯抑制作用。當(dāng)濃度不超1.0 mmol/L1.5 mmol/L4 微量元素對PSB菌體產(chǎn)率(Biomass yield)定義為菌體增量與COD 去除量的比值,可以表達(dá)細(xì)菌將水中有機(jī)

12、物轉(zhuǎn)化為菌體的力量,是重要的化學(xué)參數(shù)172 h時,比照組以及添加各最正確濃度Zn、Fe、Cu 試驗組的菌0.378、0.420、0.491、0.561(mg量/mgCOD于提高菌體產(chǎn)率具有較大促進(jìn)作用。FeFe生物體內(nèi)具有重要功能,它是胞內(nèi)氧化復(fù)原反響電子傳遞體系中重要的電子載體,Fe的合成,阻礙微生物生長代謝過程,還會導(dǎo)致糖酵解過程的變化。因此,在PSB 處理制糖廢水時,投加Fe1.5 mmol/L。結(jié)論PSB分子物質(zhì)可以促進(jìn)其處理效果,蘋果酸為最正確的小分子物質(zhì),能將COD2085%,提高65%12%。微量元素Zn、Fe、Cu 各自最正確的投加濃度分2.0,1.5,1.0 mmol/L。1

13、6#10#2.6 溫度對去除率的影響620e93.2%,溫度上升,去除率降低,分析緣由可能是因溫度過高,不利于體系中#OH氧化強度。綜合經(jīng)濟(jì)因素考慮,最正確反響溫度為20e。6 溫度對去除率的影響2.7 優(yōu)化試驗影響降解效果的關(guān)鍵因素為H2O2 量、硫酸亞鐵量、pH 值、氧化時間、反響溫度。在單因素試驗的根底上,承受正交軟件對試驗優(yōu)化,選定L16(45)正交表,進(jìn)展優(yōu)化試驗。優(yōu)化試驗可知,5 種考察因素對鄰苯二甲酸二丁酯去除率的影響挨次依次為:H2O2硫酸亞鐵量溫度時間pH藝條件為H2O215 mL(30%)2.5 g50 g/L),pH545 min、25e,此條件下體系的氧化力量最強,去除

14、率效率最正確。并進(jìn)展優(yōu)化試驗驗證,降解后廢0.4 mg/L,去除率為99%。3 結(jié)語鄰苯二甲酸二丁酯是增塑劑污水中的主要成分 之一,試驗確定了UV/Fenton 氧化法的最正確工藝條件,工藝操作簡潔,本錢低,降解率高,進(jìn)一步完善了鄰苯二甲酸酯類污水的處理理論,具有重要的參考價值和良好的應(yīng)用前景。參考文獻(xiàn)Van Wezel Ap,Van Vlaardingen,Posthumus R,et al.Environ-metal risk limits fortwo phthalates,with special emphasis on em-phasis on endocrine propertie

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16、ace modification of conventio nally and nonconventionally plasticizedpoly(vinyl chloride)-based flexible films:global and specific migration of additives intoIsooctaneJ. Appl Polym Sci, 2022, 79(8):1384-1393.靳秋梅.鄰苯二甲酸酯類化合物的生殖發(fā)育毒性J.天津醫(yī)科大學(xué)學(xué)報, 2022,10(增刊):15-18.莫測輝,蔡全英,吳啟堂,等.我國城市污泥中鄰苯二甲酸酯的爭辯J.中國環(huán)境科學(xué), 2

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