藻菌共培养对小球藻生长及苯酚降解的影响

工业苯酚废水无序排放会对环境造成极大危害,构建既能去除苯酚又能积累微藻生物质的藻菌组合对实现苯酚废水净化及其资源化利用具有重要意义。首先,研究了小球藻对苯酚的耐受性和降解性能;然后,构建了其与简单芽胞杆菌Bacillus simplex的共培养体系;最后,测试了藻菌比、藻菌接种浓度和苯酚浓度等对小球藻生长及苯酚降解的影响。结果表明:小球藻能耐受400 mg·L~(-1)的苯酚,但其对100～600 mg·L~(-1)苯酚的降解率仅为1.21%～11.66%;对于藻菌共培养体系,在固定小球藻接种浓度为0.2 g·L~(-1)、藻菌比为1∶4～4∶1条件下,3～5 d完全降解了400 mg·L~(-1)的苯酚,小球藻叶绿素(a+b)含量较单藻组增加了0.14～2.21倍,且随着藻菌比降低,苯酚降解效率及小球藻生物量逐步提高;在固定藻菌比为1∶1、小球藻初始接种浓度为0.05～0.4 g·L~(-1)条件下,4～5 d完全降解400 mg·L~(-1)苯酚,且在藻接种浓度为0.2 g·L~(-1)条件下,小球藻具有最高的比生长速率;在藻菌接种浓度0.2 g·L~(-1)、藻菌比1∶1条件下,6 d内完全降解500 mg·L~(-1)的苯酚,且在各苯酚浓度(200～600 mg·L~(-1))下,小球藻叶绿素(a+b)含量较初始接种值增加了1.54～4.71倍。与简单芽胞杆菌共培养可以促进小球藻生长并提高其苯酚降解能力,在苯酚废水净化及资源化利用领域展现了一定的应用潜力。     

嗜联苯红球菌B403对酚类污染物的降解特性及动力学分析

为提高降酚菌株的降酚能力,实验测定了嗜联苯红球菌B403对6种酚的最小抑菌浓度,考察了该菌在不同碳源条件下的生长与降酚特性及其关联,进而研究其降解动力学规律。结果表明,菌株B403对苯酚、间甲酚、邻苯二酚、对硝基苯酚、2,4-二氯苯酚和2,4,6-三氯苯酚的最小抑菌浓度分别为1 190、630、700、140、70、48 mg·L~(-1),菌株B403对苯酚、间甲酚、邻苯二酚表现出较强的耐受性。分别以这3种酚为唯一碳源,该菌株能有效降解苯酚和间甲酚,无机盐培养基中处理30h后,苯酚、间甲酚、邻苯二酚的降解率分别为97.85%、100%、56.54%;当有其他有机碳源存在时,菌株B403的生物量大幅度提高,3种酚的降解效率也显著提高,处理15 h后LB-无机盐混合培养基中苯酚、间甲酚、邻苯二酚的降解率分别为98.92%、99.93%、94.35%。菌株B403的降酚动力学过程符合Haldane模型,菌株B403降解苯酚的动力学参数为q_m=0.503 h~(-1),K_s=270.9 mg·L~(-1),K_I=69 mg·L~(-1);降解间甲酚时,q_m=0.672 h~(-1),K_s=171.9 mg·L~(-1),K_I=23.74 mg·L~(-1);降解邻苯二酚时,q_m=1.749 h~(-1),K_s=541.9 mg·L~(-1),K_I=42.61 mg·L~(-1)。根据动力学方程,推论降解苯酚、间甲酚、邻苯二酚的最佳浓度分别为136.4、87.4、116.1 mg·L~(-1)。综合上述结果,其他有机碳源的存在可以显著提高该菌株降酚能力和降解效率,在工业含酚废水治理及有机质丰富的酚类污染土壤修复领域具有一定的应用潜力。     

RuO_2-IrO_2/Ti修饰阳极的制备及电催化降解苯酚的研究

采用涂刷法制备铱、钌摩尔比(Ir∶Ru)分别为1∶2、1∶1和2∶1的3种RuO2-IrO2/Ti修饰电极。5g/L苯酚溶液中循环伏安(CV)曲线测试结果表明,Ir∶Ru为1∶2的RuO2-IrO2/Ti修饰电极没有出现明显的氧化峰,而Ir∶Ru分别为1∶1、2∶1的RuO2-IrO2/Ti修饰电极分别在0.83、0.90V处出现明显的氧化峰。0.5mol/L硫酸溶液中的极化曲线测试结果表明,Ir∶Ru分别为1∶2、1∶1、2∶1的3种RuO2-IrO2/Ti修饰电极的析氧电位分别为1.20、1.25、1.35V。一定条件下的苯酚降解试验结果表明,160min后Ir∶Ru分别为1∶2、1∶1、2∶1的3种RuO2-IrO2/Ti修饰电极的苯酚去除率分别达到74.3%、82.3%和94.6%。可见,Ir∶Ru为2∶1的RuO2-IrO2/Ti修饰电极的析氧电位最高,苯酚去除率最高,电催化效果最好。     

电-Fenton法处理制药中间体废水的研究

采用电-Fenton法对麻醉药瑞芬太尼合成过程中的中间体1-苄基-4-氨甲酰基-4-苯胺基哌啶(简称酰胺,AMIDE)模拟废水进行了降解研究,结果表明,在以石墨为阴极、铁为阳极的模式下,当pH为3、电解电压为3 V、投加H_2O_2浓度为10 mmol/L时,室温下电解浓度为20 mg/L的酰胺废水60 min后,酰胺的去除率高于99%,TOC去除60%。通过紫外光谱(UV)、红外光谱(IR)及HPLC检测酰胺的降解产物,说明电-Fenton法能使废水中目标化合物的环结构破坏,快速而完全地转化为小分子,但不能使其全部矿化。本研究可为电-Fenton法在处理该类药物合成废水中的实际应用提供重要的理论依据。     

头孢菌素制药行业水污染物特征成分谱解析

以某大型头孢菌素制药企业为研究对象,通过测定生产废水中常规污染物、金属污染物和有机污染物等,以开展水污染物的特征成分谱解析。结果表明,参照《发酵类制药工业水污染物排放标准》(GB 21903—2008)、《地表水环境质量标准》(GB3838—2002),发现头孢菌素制药行业的水污染物特征成分谱为挥发酚、COD、石油类、总氮、氨氮、总磷、Zn、Mn、Cr、Se、甲基异丁基酮、乙酸乙酯、四氢呋喃、甲苯、丙酮、二苯基甲醇、4-甲基苯酚、3-甲基苯酚、乙醇、苯酚、α-苯基苯甲醇乙酸酯、乙酸甲酯、苯甲酮等;头孢菌素制药废水中大部分金属以溶解态形式存在,但总体来说悬浮态金属的去除率比溶解态金属高;在该行业的水污染物减排工艺选择时,要关注总磷,总氮,溶解态Zn、Mn、Cr、Se的减排,并要考虑甲基异丁基酮、乙酸乙酯、四氢呋喃等难生物降解有机物的可去除性。     

二硫化碳萃取毛细管柱气相色谱法测定水质的苯系物

采用二硫化碳萃取，DB—WAX毛细管柱分离，测定水中的苯系物，可在12min内有效分离7种苯系物，校准曲线线性好（r〉0．999），检测限可达0．002mg／L，与二硫化碳萃取填充柱气相色谱法检测限0．05mg／L相比，检测限有较大幅度降低，适用于地面水及废水监测。     

沙雷氏苯酚降解菌固定化条件优化及降解性能研究

从首都钢铁集团焦化厂曝气池中的活性污泥中分离出一株沙雷氏菌属,利用聚乙烯醇(PVA)-卡拉胶混合载体对该菌种进行固定化,并对实际焦化废水进行降解。结果表明:(1)以PVA为包埋材料,添加卡拉胶为辅助载体后,使得固定化苯酚降解菌小球在制备过程中不易出现凝集的现象,易于操作,固定化苯酚降解菌小球颗粒综合性能有所提高。(2)最佳的固定化条件:PVA质量分数为8%,卡拉胶质量分数为0.5%,KCl为0.4mol/L,菌体化包埋比(菌液和混合载体的体积比)为1.0∶5.0,固定化时间为24h。新制备的固定化苯酚降解菌在使用前需进行活化,以提高降解性能。(3)在焦化废水的实际降解中,固定化苯酚降解菌的降解性能明显优于游离苯酚降解菌,固定化的载体对固定于其中的菌种起到了保护作用。     

三波长分光光度法测定磷霉素制药废水中α-苯乙胺含量

建立了快速、精确的三波长分光光度法测试制药废水中α-苯乙胺浓度的方法。根据三波长分光光度法的原理,选择270、257和235 nm 3个波长,利用α-苯乙胺计算式得出制药废水中α-苯乙胺的浓度。该方法的标准曲线的线性范围为100~500 mg·L~(-1),相关系数为0.999 0。3个磷霉素制药废水中α-苯乙胺浓度为0.31、0.33和0.31 mg·L~(-1)的样品的加标回收率为82.0%~94.5%,标准偏差为1%~6%。该法准确度与精密度均令人满意。     

盐析-冰冻法预处理高浓度酚醛树脂废水

对于COD值为131 200 mg·L~(-1),苯酚浓度值为45 600 mg·L~(-1),甲醛浓度值为1 500 mg·L~(-1)的酚醛树脂废水,通过显微镜观察得知以苯酚为主的有机组分以稳定乳化状态存在。采用盐析-冰冻法对酚醛树脂废水进行破乳处理的实验研究表明,添加35%Na Cl、在-7℃条件下进行冰冻处理后,废水COD值和苯酚浓度值、甲醛浓度值分别降至28 720、6 310和1 359 mg·L~(-1),去除率分别为78.11%、86.16%和9.40%,实验证明盐析-冰冻法预处理酚醛树脂废水可行。     

A/O系统处理低C/N奶牛场废水中的抗生素

为处理奶牛场废水中常检出抗生素,考察了小试规模缺氧/好氧(A/O)系统对低C/N奶牛场废水中常规污染物和抗生素的处理效果。当进水COD、总氮、氨氮和总磷分别在1 242～4 350、830～1 367、818～1 291和6～12 mg·L~(-1), A池和O池水力停留时间(HRT)分别为3～4 d和2.05～5.4 d时,系统出水COD400 mg·L~(-1)、氨氮10 mg·L~(-1)、总氮去除率为40%～60%(无外加碳源)、总磷基本没有去除;通过调节硝化液回流比(1.0∶1～1.3∶1)可在进水COD/总氮≥3.1时实现碱度的自给自足;对11种磺胺类和8种β-内酰胺类抗生素研究发现,共检出9种磺胺类和1种β-内酰胺类抗生素(总浓度为5.89～17.31μg·L~(-1)),系统对抗生素的总去除率大于93%;先后2次向进水中人为添加8种磺胺类抗生素(每种浓度先后为50μg·L~(-1)和200μg·L~(-1))不会影响系统运行的稳定性,且抗生素的总去除率大于90%,A池和O池的抗生素去除率分别为15.0%～34.2%和69.1%～91.4%;在O池中的HRT降低50%时,系统对抗生素的总去除率基本不变。除甲氧苄啶外,其余7种磺胺类抗生素主要在O池中均得到去除,这与其分子结构中的S—N键有关。以上结果对奶牛场废水处理后还田具有重要的参考价值。