粪产碱杆菌降解苯酚、间甲酚的特性及其动力学研究

本课题利用从活性污泥中分离得到的粪产碱杆菌(Alcaligenes faecalis),研究了该菌在不同培养条件下对底物的生物降解特性,确定了该菌降解苯酚、间甲酚的最佳条件为:培养温度30℃,pH7.0。在最佳培养条件下确定该菌对苯酚的最大降解能力为1600mg/L,对间甲酚的最大降解能力为250mg/L。 分别以苯酚、间甲酚作为菌体生长的唯一碳源和能源,在初始苯酚浓度为0-1600mg/L、初始间甲酚浓度为0-250mg/L的范围内,利用Haldane模型分别研究了单底物的细胞生长和底物降解动力学。在模拟底物降解时,不但考虑了底物降解对于菌体生长的贡献,还考虑到细胞维持和生成产物所需要的能量。利用Matlab软件对实验数据进行非线性回归,回归结果表明,该模型可以很好地描述菌体生长和苯酚、间甲酚的降解行为。 由于含酚工业废水成份的多样性,单一底物的研究具有明显的局限性,因此,本课题进一步考察了粪产碱杆菌在苯酚和间甲酚混合双底物生物降解系统中的细胞生长及底物降解特性。在较宽的底物浓度范围内(苯酚初始浓度0-1400mg/L,间甲酚浓度0-200mg/L)进行了混合双底物的动力学研究,本文由酶动力学相关理论和拟稳态假设进行模型构建和非线性多参数回归,从而得到混合双底物体系下菌体生长和底物降解的动力学模型。模型回归结果证实该模型与实验数据吻合较好。