苯酚是一種造紙、塑料、煉焦生產(chǎn)行業(yè)中的常見有機(jī)污染物，具有致癌、致畸的毒性。當(dāng)前在基于微生物固定辦法實施苯酚工業(yè)廢水處理時主要采用包埋法，但是包埋法在實踐運用時受質(zhì)子傳送效應(yīng)的影響，其酶分子空間自由度遭到限制，無法實施對工業(yè)廢水的高效處置，因而急需對其工藝實施改良。

　　1、資料與辦法

　　1.1 苯酚降解菌制備與培育基

　　從某污水處置廠中提取活性污泥樣品，以苯酚作為獨一碳源和能源，選取500mg/L苯酚添加到樣品中，經(jīng)過1個月后從活性污泥中馴化培育出混合菌群，采用平板涂布法挑選出1株JS菌株作為苯酚降解菌，完成對菌株的別離與純化，并分別完成無機(jī)鹽培育基、固體培育基與富集培育基的配制。

　　1.2 磁固定化細(xì)胞的制備

　　搜集JS菌液，將其以8000r/min的轉(zhuǎn)速離心5min，搜集菌體、棄去上清液，應(yīng)用三羥甲基氨基甲烷將其洗濯3次，用無菌去離子水配制成2g菌懸液。選取0.75g結(jié)冷膠溶于65℃以上的37.5mL無菌去離子水中，依次向溶液中參加10mL菌懸液與1.2mg的r-Fe2O3，待將溶液平均混合后，應(yīng)用注射器滴入0.2mol/L磁性物質(zhì)GaCl2中，在4℃溫度條件下交聯(lián)反響120min，即可制備出磁固定化細(xì)胞。

　　1.3 耦合體系的樹立與實驗

　　設(shè)計進(jìn)水水質(zhì)成分包含500mg/L苯酚、7.1g/L硫酸鈉、2g/L硫酸銨，曝氣量設(shè)為0.2L/min，將制備出的磁固定化細(xì)胞參加到無電極反響器中，反響器容積為1L，采用高效液相色譜儀測定苯酚濃度，并選取多個時間節(jié)點記載苯酚降解率。選取7×4cm的石墨板與7×4cm的不銹鋼網(wǎng)分別作為陽極和陰極，將組建好的電極體系放置到反響器中，應(yīng)用導(dǎo)線將其與直流穩(wěn)壓電源PS-303D相連，分別檢測出磁固定化細(xì)胞、電芬頓體系與耦合體系的苯酚降解率，并剖析電壓、溫度、pH值等變量對苯酚降解率的影響。待完成反響器實驗后，應(yīng)用磁鐵提取出耦合體系中的磁固定化細(xì)胞，將磁固定化細(xì)胞置入無菌去離子水中洗濯2次，隨后重新進(jìn)水，并針對苯酚降解率實施測定，共循環(huán)6次。

　　1.4 酶活性與菌株濃度的檢測

　　在反響12h后，針對苯酚羥化酶的活性實施檢測，將磁固定化細(xì)胞置于5%檸檬酸鈉溶液中，待充沛溶解后離心處置、棄去上清液，應(yīng)用三羥甲基氨基甲烷將其洗濯3次后懸浮，將懸浮液放入超聲破碎儀中破碎0.5h，在4℃條件下以22000r/min的轉(zhuǎn)速離心0.5h，提取其上清液作為粗酶液，并分別采用紫外-可見分光光度計與qPCR儀完成酶活性與菌株濃度的測定。

　　2、結(jié)果與討論

　　2.1 磁固定化細(xì)胞的苯酚降解特性剖析

　　為研討耦合體系的苯酚降解率，首要前提是針對磁固定化細(xì)胞的苯酚降解特性實施測定，選取游離細(xì)胞、非磁固定化細(xì)胞與磁固定化細(xì)胞作為對照組，記載隨同反響時間推移三種物質(zhì)的苯酚降解率變化狀況。經(jīng)過察看反響結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)，在反響時間抵達(dá)15h時，三種物質(zhì)對苯酚的降解率分別為85.3%、77.6%和90.7%，其中非磁固定化細(xì)胞的降解率最低，主要受制于質(zhì)子傳送效應(yīng)的影響，結(jié)冷膠與菌株分離后影響到苯酚在細(xì)胞內(nèi)部的傳達(dá)效果;游離細(xì)胞對苯酚的降解率低于磁固定化細(xì)胞，其主要緣由是高濃度污染物在接觸到游離細(xì)胞后將對細(xì)胞活性產(chǎn)生抑止作用，削弱其關(guān)于苯酚的降解速率;磁固定化細(xì)胞對苯酚的降解率最高，主要緣由是r-Fe2O3納米顆粒關(guān)于結(jié)冷膠與菌株的分離起到了有效的分散作用，可促使苯酚順利進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)部，有效優(yōu)化苯酚降解效果[2]。

　　2.2 電壓對苯酚降解性能的影響

　　將反響時間設(shè)為12h，電壓分別取值為0V、0.5V、1V、1.5V和2V，試剖析不同電壓條件下苯酚降解率的變化。經(jīng)過察看實驗結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)，在電壓為0-1V時，耦合體系的苯酚降解率呈不時提升趨向，待反響抵達(dá)12h時降解率到達(dá)100%;但在電壓為1-2V時，耦合體系的苯酚降解率呈逐步降落趨向，待反響時長為12h時降解率降至53.7%。由此能夠推斷出，在電壓超越一定數(shù)值時將削弱磁固定化細(xì)胞的降解性能，并且還將增加能耗問題，因而該耦合體系的最佳電壓數(shù)值應(yīng)設(shè)為1V。

　　同時，JS菌株中的苯酚羥化酶是促進(jìn)苯酚生物降解的關(guān)鍵酶，苯酚羥化酶的活性將直接影響到微生物降解效果。經(jīng)過察看電壓對苯酚羥化酶活性的影響結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)，在電壓處于0～1V范圍內(nèi)時，苯酚羥化酶的活性增加了0.101U/mg;在電壓處于1～2V范圍內(nèi)時，苯酚羥化酶的活性降低了0.208U/mg。由此能夠推斷出，假使電壓值過高也會對苯酚羥化酶的活性產(chǎn)生抑止作用，該耦合體系在電壓為1V時苯酚羥化酶活性到達(dá)最大值。

　　2.3 pH值對苯酚降解性能的影響

　　在反響時間為12h、電壓為1V的條件下，將pH值分別取值為2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5和7，試剖析不同pH值關(guān)于耦合體系的苯酚降解性能的影響。從中能夠看出，當(dāng)pH值為2.5時，苯酚降解率為最低值61.7%;當(dāng)pH值逐步升高至3.5時，苯酚降解率增至86.75%;爾后在pH值由3.5升至7期間，苯酚降解率一直堅持穩(wěn)定值，無明顯變化。由此能夠推斷出，耦合體系在酸性條件下的降解性能到達(dá)最優(yōu)，但過酸條件下也將限制鐵離子參與電芬頓反響、抑止磁固定化細(xì)胞的降解效果，因而宜將耦合體系反響的最佳pH值設(shè)為3.5。

　　2.4 溫度對苯酚降解性能的影響

　　在反響時間為12h、電壓為1V、pH值為3.5的條件下，將反響溫度分別取值為16℃、20℃、24℃、28℃、32℃、36℃、40℃、44℃，試剖析不同溫度關(guān)于耦合體系的苯酚降解性能的影響。從中能夠看出，在反響溫度由16℃升高至24℃過程中，苯酚降解率處于逐步攀升趨向;在反響溫度處于24～32℃范圍內(nèi)時，苯酚降解率攀升幅度較大;在反響溫度由32℃增至44℃期間，苯酚降解率呈降落趨向，并且在溫度超越40℃后溫度急劇降落。由此能夠推斷出，溫度變化將影響到耦合體系關(guān)于苯酚的降解性能，溫渡過高或較低均會抑止苯酚降解效果，宜將該耦合體系反響的最適合溫度設(shè)為32℃。

　　2.5 其他外緣要素的影響效果

　　除電壓、pH值、溫度等反響條件外，培育基的配方也將影響到菌株關(guān)于苯酚的降解性能。將酵母粉、蛋白胨、葡萄糖的質(zhì)量分?jǐn)?shù)設(shè)為0.4%，硫酸銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.05%，經(jīng)過察看實驗結(jié)果能夠發(fā)現(xiàn)，以葡萄糖、硫酸銅作為培育基配方時，菌株關(guān)于苯酚的降解性能較低;以葡萄糖和重金屬銅離子作為培育基配方時，菌株的苯酚降解率分別為85.1%和70.8%;以酵母膏、蛋白胨作為培育基配方時，菌株的苯酚降解率分別為93.3%和99.2%。由此能夠推斷出，以培育基配方為代表的外緣要素也將影響到耦合體系的苯酚降解性能。

　　3、結(jié)論

　　本文從活性污泥中挑選出1株JS菌株制備磁固定化細(xì)胞，將其與電芬頓體系分離構(gòu)成耦合體系。實驗結(jié)果標(biāo)明，在電壓為1V、溫度為32℃、pH值為7～7.5的反響條件下，該耦合體系對苯酚的降解率到達(dá)最優(yōu)值，并且隨反復(fù)應(yīng)用率的增加，其降解性能呈現(xiàn)出顯著提升，可完成對苯酚廢水降解效果的有效優(yōu)化