混合菌株去除人工合成废水及实际废水中三甲基胺之研究.ppt
上传人:天马****23 上传时间:2024-09-11 格式:PPT 页数:26 大小:288KB 金币:10 举报 版权申诉
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摘要前言三甲基胺可利用物化處理方法予以去除,連氏學者之研究發現三甲基胺加氧照光且二氧化鈦催化下會產生CO2(g),NCO(a)及NHx(a)的產物。學者Erley等人之研究發現,三甲胺於Pt(111)上,是以氮上的電子和表面產生化學吸附,隨著溫度提高到280K,三甲胺會開始產生裂解,先斷一個甲基(CH3產生(CH3)2N(a),斷裂出來的甲基再分解產生碳(C)和氫(H)吸附在表面,當溫度提高至328K,吸附在表面上的氫會開始脫附,到410K時,(CH3)2N(a)再斷一個甲基變成CH3N(a),甲基同樣會再裂解產生碳吸附在表面,氫則變成氫氣脫附出來,直到444K時CH3N(a)則會斷C-H鍵產生CH2N(a),CH2N(a)在溫度到492K時則會完全裂解成碳,氮(N)吸附在表面,氫則早已脫附,到500K以上時,吸附的氮才變成氮氣脫附出來。學者Rappert與Müller等人對三甲基胺之可能生物代謝途徑得知,三甲胺被三甲基胺脫氫酶氧化成二甲胺(DMA),再被二甲基胺單氧氧化酶氧化成甲基胺,最後甲基胺被甲基胺脫氫酶氧化成甲酸及氨氮,詳細代謝流程如圖1所示。圖1、微生物在好氧環境條件下降解三甲基胺可能途徑(RappertandMüller,2005)三甲基胺利用生物處理方面,Calamari等學者亦提及其他胺類(50mg/l)雖可被活性污泥降解,但50mg/l之三乙基胺會抑制活性污泥之生長。學者殷氏等人分別從稻田土壤和城市污水處理廠之活性污泥中分離得到2株三甲胺分解菌22和51,均能於好氧和厭氧條件下利用三甲胺作為唯一碳源,生成中間產物二甲胺和甲胺,最終將其礦化。雖然很多學者利用生物處理方式去除三甲基胺,但效果並不理想。因此,本研究希望從環境中獲得可去除三甲基胺且效果良好之混合菌株,亦即從都市污水處理廠、工業區之廢水處理廠、水性聚氨基甲酸乙酯樹脂製造廠廢水處理廠與水稻田中獲得污泥或土壤,將該污泥或土壤以三甲基胺馴養後,瞭解經三甲基胺馴養之混合菌株對人工合成廢水及實際廢水(都市、工業區、水性聚氨基甲酸乙酯樹脂製造廠廢水處理廠之進流水)中三甲基胺之去除情形。實驗方法2.污泥(土壤)馴養將從都市、工業區、水性聚氨基甲酸乙酯樹脂製造廠廢水處理廠及水稻田中取回之污泥(土壤),直接取適量體積(土壤須先用Tween70萃取微生後,再將適量萃取液加入)裝入懸浮生長式連續流反應槽(化學恆定反應槽)中,並進流含不同濃度三甲基胺(200mg/l-1000mg/l)之人工合成廢水,以分別進行三甲基胺混合菌株馴養。3.實際廢水(都市、工業區、水性聚氨基甲酸乙酯樹脂製造廠廢水處理廠之進流水)之處理若水質非常髒,則由都市、工業區、水性聚氨基甲酸乙酯樹脂製造廠廢水處理廠之實際廢水,先以冷凍離心機(Hitachi20PR-52)於4℃、8000rpm下離心20分鐘,再以極細之濾網去除懸浮固體物(離心機無法去除之部份),接著用孔徑為0.45μm的Nylon濾膜過濾水樣,最後再經由0.2μm之Nylon濾膜和GelmanLaboratory公司製之過濾頭(VacuCapTM90,孔徑0.1μm)過濾而完成水樣的前處理。若水質尚乾淨則忽略冷凍離心機及濾網過濾此二步驟。4.批次實驗(1)混合族群去除人工合成廢水中三甲基胺之批次實驗首先取適量體積之污泥,以PBM作稀釋後,用雙光束分光光度計(HITACHIU-2000)在600nm下調整菌液吸光度(O.D.值),以控制參與反應之菌量。接著取40ml之經馴養菌液加入120ml血清瓶中。然後以Teflon/Silicon之墊片加上鋁蓋予以密封後,依實驗設計加入不同濃度三甲基胺,並定期採樣分析。分析項目包括三甲基胺、酸鹼度(pH值)、吸光度(O.D.600值)。PBM之成份及濃度如表1及表2所述。表1、磷酸鹽緩衝液(PBM)之成份及濃度表2、微量元素之成份及濃度5.分析方法(1)三甲基胺從血清瓶中取出之樣品先以0.22μm過濾頭(Millex®-GV、PVDF)過濾後,再以微量針筒(廠牌HAMILTON、型號80300)抽取濾液0.5μL注入氣相層析儀-火焰離子化偵測器(GC-FID、HewlettPackard(HP)6890)進行三甲基胺分析。分析條件如表3所示。表3、分析三甲基胺之GC-FID操作條件(2)菌群O.D.600值菌群O.D.600值是以單光束分光光度計(廠牌SUNTEX、型號GENESYS10)於波長600nm下監測而得。(3)菌液pH值菌液pH值利用(METTLERTOLEDO、SevenEasy型)監測得到。結果與討論圖2、經三甲基胺馴養之混合菌株對人工合成廢水中200-1000mg/l三甲基胺的去除情形人工合成廢水中200mg/l三甲基胺於19小時被馴養混合菌株去除50.4