摘要：针对生物降解过程容易受到外界不利环境影响及低浓度下动力学效率不高的问题,制备了具有吸附功能的微生物固定化载体并研究了对间甲酚的降解. 在聚乙烯醇（polyvinyl alcohol, PVA）固定化载体中加入海藻酸钠（sodium alginate, SA）、聚羟基丁酸酯（poly-3-hydroxybutyrate, PHB）和粉末活性炭（activated carbon, AC）,采用循环冷冻-解冻结合硼酸法制备了具吸附功能的PVA-SA-PHB-AC复合载体,并用其包埋固定化1株间甲酚优势降解菌Lysinibacillus cresolivorans,考察了载体微观结构、稳定性及扩散性对固定化微生物降解间甲酚的影响. 结果表明,PVA-SA-PHB-AC载体比表面积和平均孔径分别为15.30 m2·g-1和33.68 nm,对间甲酚的吸附容量和扩散系数分别为3.86 mg·g-1和5.62×10-8 m2·min-1,可稳定使用60 d以上; 固定化L. cresolivorans的间甲酚去除为吸附-降解的耦合,去除速率由载体传质速率与微生物降解速率共同决定,间甲酚浓度低于350 mg·L-1时,载体传质速率小于微生物降解速率,间甲酚去除速率由传质速率决定,浓度高于380 mg·L-1时相反; 添加了吸附剂的载体扩散系数会减小,但能耐受更高的底物浓度,且在更宽的浓度范围可以实现高效的降解作用. 间甲酚的降解规律及其差异性显示出经吸附功能改性的载体因传质作用的加强而实现反应动力学的提高,并且存在一个合理的浓度区间.

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