降解紅霉素工程菌的構(gòu)建及其在水源水曝氣生物濾池預(yù)處理中的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，新型微量污染物藥品和個(gè)人護(hù)理用品(Pharmaceuticaland personal care products，PPCPs)對(duì)飲用水水質(zhì)的影響引起了世界各國(guó)的高度重視。如何避免PPCPs進(jìn)入飲用水中是目前研究的重點(diǎn)。對(duì)飲用水源水進(jìn)行生物預(yù)處理，使PPCPs在飲用水的前端處理環(huán)節(jié)減量甚至完全去除，不失為一種經(jīng)濟(jì)、安全、簡(jiǎn)便的方法。
　　 本課題結(jié)合生物強(qiáng)化技術(shù)和曝氣生物濾池工藝(Biological Aerated F

2、ilter，BAF)預(yù)處理微污染水源水，篩選出降解紅霉素的菌株，并對(duì)其在曝氣生物濾池中的應(yīng)用進(jìn)行研究，為實(shí)際工程的應(yīng)用提供一定的理論依據(jù)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　 本課題建立了固相萃取-高效液相色譜法檢測(cè)水環(huán)境中的紅霉素，并對(duì)固相萃取和液相色譜條件進(jìn)行優(yōu)化。最優(yōu)固相萃取條件為：水樣pH為7.0、萃取速度為5mL/min、洗脫液體積V為6mL、洗脫液甲醇比例為100％。此條件下，紅霉素富集效果良好，平均回收率為97.90%，RS

3、D為1.81%(n=7)。最優(yōu)液相色譜條件為：AgilentZORBAX Eclipse XDB-C18小柱(150×4.6mm，5μm)；流動(dòng)相為磷酸鹽緩沖溶液(0.02mol/L磷酸氫二鉀溶液用磷酸調(diào)節(jié)pH至7.0)：乙腈=35:65(V：V)；檢測(cè)波長(zhǎng)為210 nm；流速為0.6 mL/min；柱溫為50℃；進(jìn)樣量20μL。此條件下紅霉素出峰時(shí)間大約為5min，紅霉素濃度與色譜峰面積呈良好的線性關(guān)系，紅霉素濃度標(biāo)準(zhǔn)曲線方程為y=2

4、.263x+0.521(其中y表示峰面積，x表示紅霉素濃度)，線性相關(guān)系數(shù)R為0.9994，線性關(guān)系良好。對(duì)應(yīng)信噪比為3時(shí)，方法檢出限0.8μg/L。
　　 以紅霉素為目標(biāo)污染物，從上海市松江污水處理廠的二沉池污泥中篩選分離出一株紅霉素高效降解菌Ery-E。根據(jù)菌株的菌落形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化特征及其16S rDNA基因序列分析鑒定，菌株Ery-E屬惡臭假單胞菌。菌株Ery-E降解紅霉素特性研究結(jié)果顯示菌株Ery-E對(duì)紅霉素最優(yōu)降解

5、條件為：pH為7.0-7.5、溫度為30℃、初始紅霉素濃度為30mg/L。此條件下，菌株Ery-E在以紅霉素為唯一碳源的無(wú)機(jī)培養(yǎng)基溶液中生長(zhǎng)5天后，紅霉素降解率達(dá)到76.6%。另外，試驗(yàn)表明，外加碳源有利于菌株Ery-E降解紅霉素，在外加碳源為酵母粉、牛肉膏和葡萄糖時(shí)，都能提高紅霉素的降解率，尤其在外加碳源為酵母粉時(shí)，菌株Ery-E在5天內(nèi)對(duì)紅霉素的降解率達(dá)到83.9%。
　　 將紅霉素降解菌和活性污泥混合后分別投加到兩種填料(

6、生物陶粒和火山巖)的曝氣生物濾池，接種掛膜。研究降解菌在曝氣生物濾池內(nèi)對(duì)水源水中微量紅霉素的去除效果。實(shí)驗(yàn)表明，進(jìn)水溫度在14.8-19.6℃，pH6.46-7.81條件下，生物陶粒曝氣生物濾池的掛膜周期為12天，火山巖濾料BAF為13天，附著有工程菌的生物陶粒BAF為12天，附著有工程菌的火山巖濾料BAF為12天。BAF最佳工藝條件為：氣水比為4:1，HRT為4h。在此條件下，其中陶粒BAF對(duì)氨氮、CODMn、濁度的平均去除效率分別為

7、87.1%、26.2%、89.8；火山巖BAF對(duì)氨氮、CODMn、濁度的平均去除效率分別為89.1%、25.6%、88.4%；強(qiáng)化陶粒BAF對(duì)氨氮、CODMn、濁度的平均去除效率分別為86.8%、26.1%、89%；強(qiáng)化火山巖BAF對(duì)氨氮、CODMn、濁度的平均去除效率分別為89.4%、26%、88.2%。四組BAF均達(dá)到了較好的去除效果。紅霉素添加濃度為50μg/L時(shí)。陶粒BAF對(duì)紅霉素的平均去除效率為27.3%；火山巖BAF對(duì)紅霉素