污泥中多环芳烃的降解讲述.pptx

污泥堆肥过程中多环芳烃（PAHs）的降解 日期：2016.4.5 目录 PAHs的性质 污泥堆肥过程中PAHs的降解机理 污泥堆肥过程中影响PAHs降解的因素 1.PAHs的性质 基本单位是苯环 无色或淡黄色的结晶 熔点和沸点较高 蒸汽压很小 溶液具有一定荧光 2.污泥堆肥过程中PAHs的降解机理 污泥中的PAHs通过挥发、光降解、化学降解和微生物降解等方式减少，但微生物降解是主要的方式。 微生物降解PAHs一般有2种方式： ☆一种是以PAHs为唯一碳源和能源； ☆一种是将PAHs与其他有机质进行代谢。 微生物降解PAHs的2种机理： 一种是真菌氧化：真菌在其胞内单加氧酶作用下先将一个氧原子加到PAHs的C-C键上形成C-O键，然后再以同样的方式加入另外一个氧原子，从而生成芳烃氧化物，芳烃氧化物在非酶促结构重组中失去一个氧原子变成酚类，并在环氧化物水解酶作用下还原形成反-二醇； 另一种是氧分子在细菌双加氧酶作用下同时将两个氧原子加到PAHs上，将PAHs氧化成芳烃过氧化物，在芳烃过氧化物上加H得到顺-二醇。 不同的途径有不同的中间产物，但普遍的中间产物是：邻苯二酚，2,5-二羟基苯甲酸，3,4-二羟基苯甲酸。 这些代谢产物经过5种相似的途径降解：环碳键断裂，丁二酸，反丁烯二酸，丙酮酸，乙酸或乙醛。这些物质都能被微生物利用合成细胞蛋白，最后产物是二氧化碳和水。 常见的细菌包括假单胞菌类（Pseudomonas）、土壤杆菌类(Agrobacteriums)和芽胞杆菌类（Bacillus）等。 真菌中研究较多的是白腐真菌（White rotfungi）。 污泥的性质 污泥来源不同，其污泥中的有机污染物含量、组分和分布等也不同。污泥好氧堆肥过程中，污泥颗粒的大小、污泥中有机质含量等，都会影响PAHs的降解。 PAHs的特性 非线性排列的较线性排列的难降解； 高浓度的比低浓度的难降解； 大分子（多环）的不易降解，而小分子（环数少）的易降解。 3.污泥堆肥过程中影响PAHs降解的因素 C /N 比 研究表明，物料的最佳初始C /N 比为25-35，且C /N 值变化对4-6 环芳烃降解有一定影响，适宜的C /N 值范围为25:1—40:1，且C /N 值为25∶1 时对多环芳烃的降解效果优于C /N 值为40∶1 的处理效果。氮作为细胞生长的营养物质和电子受体影响PAHs 的降解。 温度 温度对PAHs 生物降解的影响主要表现在其对PAHs 的理化性质、化学组成、微生物对PAHs 的代谢以及微生物群落结构等的影响。低温下由于酶活性的降低使PAHs 的生物降解受到抑制。在30—40℃范围内，高温可以使PAHs 代谢率达到最大值。但超过这个温度范围，PAHs 的膜毒性会增高。多环芳烃的降解主要有生物降解和挥发。 氧气 一般而言，发酵温度在55℃时，氧气浓度以5%—15%为宜，微生物降解多环芳烃的活性与氧气含量、水分含量密切相关，当氧气含量少( ＜18%) 、水分含量高( ＞75%) 时，发酵就从好氧条件转化为厌氧条件。好氧发酵水分过高以及含氧量不足时不利于多环芳烃的完全降解，而通气方式尤其是间歇通气的供氧充足且有效性高，因而多环芳烃降解效果更佳。 pH 值 污泥中多环芳烃的降解受物料pH 值的影响，环境中的pH 值可影响微生物酶反应的速度。如果介质中的H+或OH-的质量浓度不在微生物生存的适宜范围内，可能导致微生物的细胞膜和质膜上的电荷发生变化，影响物质的通透性和吸收转化，从而影响酶活性及降解性能。为了适应微生物的生长，pH 值必须处于一个适当的水平，变化范围在6.1—6.9，随着pH 值的增加，PAHs 的去除率非常明显，主要原因在于酸度的降低可能刺激微生物的降解活动。 水分 大量研究表明，含水率低于30%时，微生物在水中提取营养物质的能力降低，有机物分解缓慢; 当水分低于12%-15%时，微生物的活动几乎停止。反之，含水率超过65%时，水就会充满物料颗粒间的间隙，堵塞空气的通道，使空气含量大量减少，发酵由好氧状态向厌氧转化，温度急剧下降，其结果是形成发臭的中间产物，影响有机污染物的降解效果。一般认为含水率为50%-65%为最佳条件。 谢 谢！ 常见的细菌包括假单胞菌类（Pseudomonas）、土壤杆菌类(Agrobacteriums)和芽胞杆菌类（Bacillus）等。 真菌中研究较多的是白腐真菌（White rotfungi）。 微生物降解PAHs的可能反应机理，是通过一个含有二氢醇的中间体把羟基结合到芳环上，再经过一系列酶解作用使PAHs转化为顺式二氢醇中间体，从而被生物进一步利用 3.污泥堆肥过程中影响PAHs降解的因素 5． 1 污泥的性质 污泥来源不同，其污泥中的有机污染物含量、组