调节循环液流量以降低第一个塔出口MT浓度。当流量增加到20 L/h时,出口浓度降至0.1 ppm。在18 L/h的流量下出现液泛点。调节鼓入第一个生物反应器的空气流量以增加液体中的DO,并将液体流量维持在10 L/h。当DO为6.5 mg/L时,无法检测到出口MT浓度。第一个塔出口的氧气浓度在6天内低于3 ppm。第一个生物反应器中循环液的pH约为8.3。使用2号塔处理来自第一个生物反应器的废气。第二个填充塔入口处的MT浓度约为1 ppm;然而,使用第2.4节所述方法无法检测到出口处的MT浓度。
第二个塔中的循环液流量在整个操作过程中保持为6 L/h。串联操作生物滴滤池在RC为960 mmol m-3 h-1(每小时供应的MT总量除以塔体积)下运行。当EBRT为10秒时,R超过99.5%。在两个填充塔的出口处未检测到其他VSC(如DMS)。Pol等人使用Hyphomicrobium物种处理污染空气中的二甲基硫,并使用两种类型的填充材料(火山石和聚氨酯)作为载体。他们研究的结果无法与其他研究比较,因为使用了空间速度(流速除以生物过滤器体积)来表示空气流量,并且研究中忽略了EBRT。Cho等人的研究中也使用氧化硫硫杆菌降解MT。发现氧化硫硫杆菌的最大去除能力为1.16 gS kg-1 d-1;然而,该研究中也忽略了EBRT。本研究的去除能力高于其他研究。
以火山石填充并接种多粘类芽孢杆菌CZ05的串联操作生物滴滤池表现出许多优点,包括启动快、适应快、EBRT低和去除能力强。多粘类芽孢杆菌CZ05是一种兼性厌氧菌;它能在有氧代谢中有效去除MT,但仅限于4号培养基。
3.4.MT降解机制
当串联操作生物滴滤池运行稳定35小时后,进气流的增加(浓度未增加)导致第一个塔出口MT浓度明显增加。第一个塔的进口MT浓度略有增加(气流未增加),但第二个塔的进口MT浓度明显增加。这种现象的发生可能是因为MT从气相到液相的转移在第一个塔中需要30秒;然而,由于存在某种增加MT溶解度的特定物质,溶解平衡未能达到。
尽管多粘类芽孢杆菌CZ05降解MT的机制尚不清楚,但推测产生的碱性物质与MT发生反应是可能的。
该反应增加了MT的溶解度;然而,该反应是可逆的。当液相中MT浓度低时,反应可能向左逆转。空气也可以替代溶解到液相中的MT。
进行傅里叶变换红外光谱以进一步验证该反应。从第一个生物反应器的反应液中分离出一种物质;用Tensor 27获得其FTIR。730-600 cm-1区域对应于C-S伸缩频率,光谱中的峰值为640 cm-1。
当空气鼓入第一个生物反应器时,MT降解率增加。这一结果证明氧气在MT降解中很重要。MT代谢过程的第一步绝对是需氧的。当第一个生物反应器中的DO为6.5 mg/L时,MT被完全氧化。在第一个生物反应器的肉汤中通过GC-MASS检测到甲醛和甲酸;但未检测到硫酸根离子。因此,MT的降解是产生硫的部分氧化过程。在相分离器的分离物中发现了硫颗粒。
来自CZ05的碱性物质在一定程度上促进了MT向液相的转移;因此,降解率很高。如果培养基中存在有机物(特别是葡萄糖),会产生更多的该物质,pH值会更高。这就是为什么在4号培养基中MT去除效率高于1号培养基的原因。
3.5.酶测定
MT氧化酶活性在MT降解过程中非常重要。在本研究中,MT通过MT氧化酶的催化分解为甲醛和硫化氢。MT代谢过程的第一步是完全需氧的。通过测量培养混合物顶空中MT的消失来确定MT氧化酶活性(以细胞内酶或细胞外酶提取物作为接种物)。利用MT的多粘类芽孢杆菌CZ05的细胞内酶提取物显示出高MT氧化酶活性;然而,在细胞外酶提取物中未检测到MT氧化酶活性。因此,MT氧化酶是一种细胞内酶。
3.6.H2S对MT降解的影响
已经研究了MT对H2S生物氧化的影响。然而,H2S对MT生物氧化的影响尚未研究。当串联操作生物滴滤池在EBRT为30秒和MT为60 ppm下稳定时,将H2S加入入口气流中。MT和H2S的降解过程都消耗氧气。MT和H2S竞争溶解在肉汤中的氧气。当DO达到约9.6 mg/L时,竞争趋势消失。一些研究人员提高了H2S去除中的DO。Li等人从生物过滤器底部输入空气以提高H2S的去除效率。在整个实验过程中未检测到DO。Charnnok等人研究了在pH值极高的生物过滤操作中,利用溶解氧氧化沼气中的H2S。在实验中向液体供应O2而不是空气。在本研究中,H2S的添加不影响MT在肉汤中的溶解度,因为第二个塔的入口MT浓度没有变化。
4.结论
成功分离了一株MT利用菌,鉴定为多粘类芽孢杆菌CZ05。该菌株在用于MT去除的串联操作生物滴滤池中表现出良好的性能。当存在足够的DO时,H2S的添加不影响MT的去除。多粘类芽孢杆菌CZ05的优点(兼性厌氧、产生碱性物质、在宽pH范围内生长)可将其应用扩展到其他酸性气体。
相关新闻推荐
1、Annexin V联合PI法、TUNEL法测定:防御素可诱导转染细胞SiHa凋亡(二)
