[發明專利]一種在MBR系統中包埋微生物強化降解DEHP的方法

在審

• 申請號: 202011253655.1
• 申請日: 2020-11-11
• 公開（公告）號: CN112358038A
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發明（設計）人: 張可;趙洲;陳佳;羅鴻兵;吳香伶;楊斯喬;王婷婷;曹慧玲;郭靜悅
• 申請（專利權）人: 四川農業大學
• 主分類號: C02F3/12
• 分類號: C02F3/12;C02F3/34;C12N11/10;C12N11/04;C12N1/20;C12R1/125;C02F101/34
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 郭艷艷

本發明公開了一種在MBR系統中包埋微生物強化降解DEHP的方法，包括如下步驟：(1)制作固定化菌株；(2)接種固定化菌株；(3)降解DEHP，其有效解決了DEHP降解效率低的問題。

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種在MBR系統中包埋微生物強化降解DEHP的方法。

背景技術

鄰苯二甲酸酯(PAEs)是一種重要的內分泌干擾化學物質，在工業上被廣泛地用作增塑劑，每年的生產和消費量超過250萬噸，占增塑劑總產量的80％。PAEs與塑料分子的結合主要通過氫鍵和范德華力，沒有化學鍵的直接連接，很容易在工業產品生產、儲存、使用和加工的過程中進入環境。研究表明，目前我國的工農業地區正遭受著不同程度的PAEs污染。PAEs有機污染物在自然狀況下的水解和光解速度非常緩慢，其在中性條件下的水解速率幾乎可以忽略不計，其半衰期范圍從約3年的鄰苯二甲酸二甲酯(DMP)到約為2000年的鄰苯二甲酸二辛酯(DEHP)，屬于難降解有機污染物。人工降解PAEs的方法主要分別生物降解和非生物降解兩類，其中非生物降解法包括物理吸附法和化學法；生物降解即指環境中微生物、植物對PAEs進行降解，該方法被認為是PAEs礦化降解的主要途徑，微生物降解因為其高效、清潔、成本低等特點，被認為是降解PAEs最有效的方法。

鄰苯二甲酸二辛酯簡稱DEHP是應用范圍最廣的PAEs，近年來在全球各地被廣泛檢出，對環境和人類的安全造成了巨大威脅。Wang等在南京中心市區及郊區大氣中檢測到DEHP含量為20.3ng/m³，略高于巴黎大氣中DEHP的含量(18.9ng/m³)。隨著DEHP不斷被重視，關于其對生物學危害的研究也在近年內不斷深入，已有多項研究證明DEHP具有強烈的毒性作用，其中主要包括致癌性、致畸性、生殖毒性、肝毒性、誘變性和內分泌干擾毒性等。DEHP作為PAEs的重要組成部分，具有污染范圍廣，對環境及人類健康存在巨大威脅的特點，尋找能高效降解DEHP的方法是降低PAEs環境風險的關鍵措施之一。

DEHP可通過非生物降解和生物降解這兩種途徑去除。其中非生物降解主要包括水解、光解、吸附和氧化等。報告顯示，DEHP在自然條件下的光解和水解速率非常緩慢，在酸堿條件為中性的情況下，DEHP的水解速率幾乎可忽略，半衰期長達2000年左右，且由于非生物降解法操作困難、成本較高、容易造成二次污染，目前得到應用較多的還是生物降解法。而在生物降解法中，微生物降解由于其生長周期快、去除率高且成本低等，得到較多的應用。目前，已從不同環境中分離篩選出多種DEHP高效降解菌，如分枝桿菌、諾卡氏菌、假單胞菌、芽孢桿菌等，但是，DEHP生物降解效率還有待進一步提高。

微生物菌體包埋固定化技術是指通過化學或物理方法將游離細胞限制在特定的空間區域，以保持細胞活性，近年來主要出現在污水脫氮、脫氨等的研究中。常用的包埋方式有截留、吸附、包裹、合成聚合物等。目前關于固定化技術對DEHP降解效果的研究還鮮有報道，其作用效果尚不清楚。

膜-生物反應器(Membrane Bio-Reactor,MBR)是一種由膜分離單元與生物處理單元相結合的新型水處理技術，以膜組件取代二沉池在生物反應器中保持高活性污泥濃度減少污水處理設施占地，并通過保持低污泥負荷減少污泥量，但MBR在使用中通常會吸附菌株和有害物質，大量的吸附會導致通水量降低，容易造成二次污染，減少使用壽命；另外，MBR技術用于降解DEHP的研究也鮮有報道。

綜上所述，DEHP研究大多集中在厭氧條件下，而好氧條件下的研究相對較少，鮮有用MBR和固定化菌株技術共同降解DEHP的報道，對其降解途徑也尚不十分清楚，且DEHP作為難降解有機物質，一般采用生物降解法，但DEHP生物降解效率還有待進一步提高。

發明內容

針對現有技術中存在的上述問題，本發明提供一種在MBR系統中包埋微生物強化降解DEHP的方法，其有效解決了DEHP降解效率低的問題。

為實現上述目的，本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：