标题:鼠李糖脂和Mg(II)对生物滴滤塔(BTF)净化1,3-二氯苯的强化作用
Enhanced removal of gaseous 1,3-dichlorobenzene in biotrickling filters byrhamnolipid and Mg (II)
链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304389418307283
1.实验目的:针对挥发性有机物VOCs的生物净化技术是近年来的研究热点。该实验采用生物滴滤塔(BTF)净化1,3-二氯苯。旨在通过添加生物表面活性剂—鼠李糖脂增强1,3-二氯苯在液相中的溶解度,添加Mg(II)增强挂膜微生物活性,从而强化生物滴滤塔对1,3-二氯苯的净化效率。
2.实验装置图

图2-1 生物滴滤塔实验装置图
3.实验步骤:
1)测定亨利系数和接触角;
2)用傅里叶变换红外光谱(FTIR)测定微生物表面化合键的变化
3)测定鼠李糖脂和Mg(II)对微生物活性的影响
4)测定应用于生物滴滤塔中鼠李糖脂和Mg的最佳浓度
5)测定生物滴滤塔中微生物群落的变化
4.实验结果
1)1,3-二氯苯亨利系数的变化

图4-1 不同鼠李糖脂浓度下1,3-二氯苯/培养基间的1/H
结论:鼠李糖脂作用下,1,3-二氯苯的亨利系数逐步提升,鼠李糖脂浓度大于150mg/L 后,亨利系数增长缓慢。
2)接触角的变化

图4-2 培养基在疏水材料上的接触角(a)无添加;(b)添加150mg/L鼠李糖脂
结论:添加鼠李糖脂后,接触角变小,说明鼠李糖脂增大了无机盐营养液与填料间的湿润性,有利于1,3-二氯苯的传质。
3)鼠李糖脂和Mg对微生物活性的影响

图4-3 添加鼠李糖脂和Mg对微生物活性的影响(a)鼠李糖脂;(b)Mg(II)
结论:0~150mg/L的鼠李糖脂和0~2mg/L的Mg(II)均可以增强微生物的活性
4)鼠李糖脂和Mg应用于生物滴滤塔中的最佳浓度

图4-4 鼠李糖脂和Mg应用于生物滴滤塔中的最佳浓度(a)鼠李糖脂;(b)Mg(II)
结论:应用于生物滴滤塔中的鼠李糖脂的最佳浓度为170mg/L;Mg(II)的最佳浓度为2mg/L.
5)添加鼠李糖脂和Mg后,生物滴滤塔运行性能的强化

图4-5 添加鼠李糖脂和Mg后,生物滴滤塔运行性能的强化
结论:添加鼠李糖脂和Mg后,生物滴滤塔对1,3-二氯苯的净化性能得到强化。去除率大幅提升。
6)添加鼠李糖脂和Mg(II)后,对微生物群落的影响

图4-6 生物膜的电镜扫描图(BTF1:未添加)(BTF2:添加鼠李糖脂和Mg)

图4-7 生物膜中微生物16SrDNA基因序列的相对丰度
结论:鼠李糖脂和Mg的添加,有利于微生物在填料表面的挂膜;并对接种的菌种的生长有明显的促进作用。
5.结果与讨论
鼠李糖脂和Mg的增加了目标污染物1,3-二氯苯在液相中的溶解度,同时增强了微生物活性,强化了生物滴滤塔对1,3-二氯苯的净化效率。该实验对于疏水性有机废气的处理有很好的指导性意义。
(万鹏伟)
