基于处理煤化工难降解污水的双亲性复合材料固定微生物体系的设计与应用

This project is aiming to resolve the problem that the Ningxia region of microorganism sewage treatment and reproduction of the domesticated carrier for the small capacity, poor biological populations and active suitability,using good biocompatibility of inorganic nanoparticles as nucleus, with the guidance of hydrophobic and hydrophilic functional groups and stereospecificity implanted in structure characteristics, to parents of orderly molecular self-assembly fixed microorganism material for shell, controllable preparation of the parents of core - shell structure and orderly aggregation, and as a carrier to further build based on molecular recognition mechanisms of microorganisms with core - shell structure of parental sexual orderly aggregation formation of the micelle immobilized microorganism such as complex; By simulating microbial structure characteristics of materials characteristics of biological systems such as probe protein and its constructing method research, explore the organic - inorganic hybrid material formed by immobilized microorganism degradation especially difficult to deal with the chemical wastewater of high COD, high phenol wastewater micro reactor performance, degradation of the active material biocompatibility and sewage (toxic substances to eliminate) between the structure-activity relationship, parents sex fixed microorganism composite materials in the role of phenolic wastewater treatment such as high toxicity mechanism, response mechanism and so on, is will the catalytic technology of immobilized microorganism to expand application to coal chemical industrial wastewater toxicity degradation governance for a useful exploration.

本项目针对宁夏煤化工污水处理中微生物训化及繁殖中载体的容量偏小、生物种群数量及活性适宜性差的问题，以纳米生物相容性良好的无机粒子为核，以疏水性及亲水性官能团的导向性与定向性植入为结构特征，以双亲性分子有序自组装的固定微生物材料为壳，可控制备出核-壳结构的双亲性有序聚集体，并以此为载体进一步构筑以分子识别为机制的微生物与核-壳结构的双亲性有序聚集体形成的胶束性复合体等固定化微生物体系；通过模拟微生物结构特征的探针蛋白质等超分子生物体系的材料特征及其构筑方法研究，探究无机-有机杂化材料固定化微生物而形成的降解难处理化工污水尤其是高COD\高酚类污水的微反应器性能，揭示材料的生物相容性与污水降解的活性之间（毒性物质消除）的构效关系，阐明双亲性复合材料固定微生物体系在高毒性酚类等污水处理中的作用机理、响应机制等，是将固定化微生物催化技术拓展应用到煤化工工业废水的毒性物降解治理进行的一种有益探索。

本项目针对宁夏煤化工污水处理中微生物训化及繁殖中载体的容量偏小、生物种群数量及活性适宜性差的问题，以纳米生物相容性良好的无机粒子为核，以疏水性及亲水性官能团的导向性与定向性植入为结构特征，以双亲性分子有序自组装的固定微生物材料为壳，可控制备出核-壳结构的双亲性有序聚集体，并以此为载体进一步构筑以分子识别为机制的微生物与核-壳结构的双亲性有序聚集体形成的胶束性复合体等固定化微生物体系；其中有特殊结构的多种新型双亲分子，具有配位功能的有机金属双亲分子，突破了以往双亲分子的传统分子结构模式，为双亲性分子有序组合体规律性的研究提供了更广泛的分子设计与结构调控的可能。特别是多孔金属有机框架化合物即又被称为多孔配位聚合物，通常是指有机配体和金属离子通过配位键自组装形成的具有周期性网络结构的多孔金属有机框架晶态材料。由于具有丰富、新颖的结构、良好的稳定性以及结构、孔道的可调控性，使其在污水处理中发挥重要作用。另外，通过模拟煤化工污水体系特征及其构筑方法，探究无机-有机杂化材料固定化微生物而形成的降解难处理化工污水尤其是高COD\高酚类污水的微反应器性能，针对糠醛渣工业废渣应用与载体材料的研究，揭示材料的生物相容性与污水降解的活性之间（毒性物质消除）的构效关系，阐明生物质废渣及其复合材料固定微生物体系在高毒性酚类等污水处理中的作用机理、响应机制等，将固定化微生物催化技术拓展应用到煤化工工业废水的毒性物降解治理进行的一种有益探索。