《大孔樹脂吸附劑與假單胞菌的生物相容性研究》是依託昆明理工大學，由胡學偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：大孔樹脂吸附劑與假單胞菌的生物相容性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：胡學偉
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
針對有毒難降解有機工業廢水處理難的現狀，提出採用大孔樹脂吸附劑對廢水中有毒難降解有機污染物進行選擇性吸附去除，然後採用專效微生物通過濃差推動的方式，對大孔樹脂吸附的有毒難降解有機物進行脫附和高效降解處理的新方法，其中大孔樹脂吸附劑與微生物之間的生物相容性規律成為該方法的核心與關鍵。.本研究以假單胞菌為專效降解微生物，考察其在與不同微觀物理結構與表面化學性質大孔樹脂吸附劑接觸條件下，假單胞菌的降解活性、胞外聚合物（EPS）、溶解性微生物產物（SMP）的變化規律，研究降解代謝過程中假單胞菌所產生的EPS和SMP對大孔樹脂吸附性能的影響，闡明假單胞菌生理活動對大孔樹脂理化性質的作用機理，歸納總結大孔樹脂吸附劑與假單胞菌的生物相容性規律，為合成具有特定生物相容性的大孔樹脂吸附劑提供理論指導。
結題摘要
大孔樹脂吸附劑的綠色脫附是一個備受關注的課題，採用生物強化菌株對大孔樹脂吸附劑所吸附的目標污染物進行生物脫附和再生是一個有潛力的方向，本項目對假單胞菌與大孔樹脂吸附劑之間的生物相容性進行了實驗研究和理論分析。在樹脂吸附劑的微生物降解的研究發現，苯乙烯骨架樹脂耐生物降解優於丙烯酸骨架，大孔樹脂優於凝膠型樹脂。離子交換樹脂對菌株有較大的附著量，吸附樹脂附著量最小。大孔樹脂吸附劑的微觀結構與化學性質對微生物附著在接觸初期有一定的影響，但隨著接觸時間延長，微生物代謝產物在樹脂表面形成累積層，其微觀理化性質對微生物影響逐漸弱化。對假單胞菌降解代謝過程分析發現，胞外聚合物（EPS）主要成分為多聚糖、蛋白質等物質，其成分比例受提取方法、培養環境和環境毒物應急等影響較大，依據營養源不同而出現比例的較大變化。因多聚糖為親水性，蛋白質為疏水性，苯乙烯骨架的大孔樹脂吸附劑對蛋白質等產生優先吸附，並在樹脂表面形成凝膠層，導致後續親水性有機吸附質難以排開疏水層，進而使得脫附較為困難，直接導致樹脂的吸附速率和吸附容量不斷下降。採用離子交換樹脂可一定程度改善再生效果。在貧營養生物脫附環境下，微生物的溶解性代謝產物分子量呈現明顯的雙峰分布，大分子量的胞溶產物與小分子量的降解代謝產物共存，大分子量的微生物胞溶產物在樹脂吸附劑表面形成多點吸附，在樹脂表面形成凝膠層，且脫附較為困難。針對生物強化再生環境中有機物分子量雙峰分布的特徵，系統研究了吸附劑粒徑與吸附有機物分子量之間的作用規律，發現小分子量有機物吸附以孔內吸附為主，中分子量有機物吸附以外表面吸附為主，大分子量有機物吸附以表層絮凝堆積為主，通過減小吸附劑的粒徑可提高對中分子量有機物的吸附量3~10倍。該結論在企業生化處理出水的深度處理獲得初步成功，有效延長離子交換樹脂的更換周期。
