分散染料neocron black(NB)的生物降解特性

在好氧、厌氧、好氧/厌氧交替条件下,采用活性污泥系统生物处理分散染料neocron black(NB),研究分散染料NB在需氧或者厌氧状态下的生物降解特性以及外加碳源对其生物降解特性的影响,并全波段扫描和气相色谱-质谱联用(GC-MS),初步探讨该染料的生物降解过程.结果表明,NB染料在好氧条件下降解效率最高,厌氧/好氧交替条件次之,厌氧条件下染料降解效率最低.随着NB染料浓度的增加,由于染料和中间代谢产物的抑制作用,微生物对染料的降解效率逐渐下降.添加易生物降解碳源可以促进NB染料的生物降解过程,并改变生物降解过程的动力学特征.全波段扫描和GC-MS测定结果显示,NB染料经过生物降解作用后,发色基团得到较彻底降解,NB染料生物降解中间产物有2,4-二硝基苯胺、2-氰基-4-硝基苯胺、对硝基苯胺等.     

固定化好氧菌和厌氧颗粒污泥在不同供氧条件下降解氯酚的研究

将厌氧颗粒污泥和4种氯酚的高效降解菌种固定化后,通过批处理实验较系统地研究了其在有限供氧、完全厌氧及好氧条件下在初始浓度为28和87μmol·L-1五氯苯酚(PCP)的降解过程.结果表明,完全厌氧过程尽管能有效降解低初始浓度PCP,但在高初始浓度下由于厌氧微生物本身缺乏吸收、同化其代谢产物单氯酚(MCP)和二氯酚(DCP)的能力,而导致了有毒代谢产物的积累,阻碍了其完全降解;在有限供氧条件下,通过厌氧颗粒中的厌氧菌群与好氧或兼性菌的协同作用,借助于好氧或兼性菌消除五氯苯酚厌氧过程中产生的抑制性的低氯酚等中间产物,从而使其较完全降解;与完全厌氧过程相比,混合固定化颗粒污泥在有限供氧系统具有较低的残留TOC值.厌氧好氧微生物菌群通过固定化在微环境中有效的结合在有限供氧条件下能完全彻底降解高氯代芳香化合物.     

污泥细菌偶氮呼吸机制与偶氮染料降解矿化机理

利用污泥细菌生物降解矿化偶氮染料,已成功用于偶氮染料废水处理,并将成为该领域研究开发的热点和发展趋势。综述了好氧、厌氧细菌的两种偶氮呼吸机制,并总结了偶氮呼吸直接产物芳香胺类在好氧、厌氧条件下进一步降解与矿化机理的异同,同时提出在偶氮染料废水处理中厌氧-好氧串联式生物反应器能有效用于偶氮化合物的降解矿化。     

驯化污泥厌氧还原脱氯促进2,4,6-三氯酚矿化及胞外呼吸脱氯途径

厌氧条件下,以乳酸钠为电子供体,2,4,6-三氯酚为电子受体对活性污泥进行驯化,考察了驯化污泥厌氧脱氯的代谢特性.结果发现,污泥可对2,4,6-三氯酚进行高效脱氯,乳酸钠、2,4,6-三氯酚初始浓度为20 mmol·L-1、40~80μmol·L-1时,9~24 h内可实现2,4,6-三氯酚100%初始性降解.中间产物有2,4-二氯酚,但检出浓度较低(4.22μmol·L-1),4-氯酚和苯酚为主要产物.驯化污泥以脱邻位氯(2,4,6-三氯酚,2,4-二氯酚)降解菌为优势种群,对4-氯酚和苯酚的进一步转化有限.厌氧代谢残留物经好氧污泥处理后,4-氯酚(初始浓度33μmol·L-1)2 h实现100%去除.驯化污泥可快速将Fe(Ⅲ)还原为Fe(Ⅱ),并具有较强的腐殖质(AQDS)还原能力,说明驯化污泥中富集了异化铁还原菌.电子介体[Fe(Ⅲ)和AQDS]明显地加速了脱氯速率,在电子介体的介导作用下,污泥可同步进行胞外呼吸脱氯.     

乙二胺四乙酸(EDTA)生物降解特性

研究EDTA作为单一碳源以及在乙酸钠、葡萄糖共基质条件下EDTA的厌氧、好氧生物降解特性.静态试验厌氧采用厌氧间歇试验法,好氧采用瓦呼仪测试法.单基质条件时,好氧、厌氧情况下EDTA均难以生物降解;而共基质可促进EDTA降解.动态试验采用活性污泥法,结果表明:污泥经过30d的驯化,EDTA去除率可达到50%左右,加入10mg/L乙酸钠,HRT=160,EDTA去除率可达到80%;当HRT=20h,EDTA去除率可达到92.5%～95.1%.污泥龄是影响EDTA降解的主要因素.乙酸钠本身易生物降解,同时它与EDTA具有相似结构,这种官能团共享促进了EDTA的生物降解.乙酸钠的加入还改善了污泥性能.     

活性翠蓝生物降解性能的试验研究

通过试验比较了厌氧、好氧条件下活性污泥对活性翠蓝的生物降解机理、降解能力及受葡萄糖浓度影响的情况.结果表明厌氧菌不能单独降解活性翠蓝,只能通过共代谢作用降解活性翠蓝;而好氧菌既可以单独降解活性翠蓝(以活性翠蓝为唯一碳源时,20mg/L活性翠蓝的24h好氧降解率为37.4%),也可以通过共代谢作用降解活性翠蓝.葡萄糖浓度的升高对提高活性翠蓝的厌氧、好氧生物降解率均有利,当葡萄糖浓度为1200mg/L时,20mg/L活性翠蓝的24h厌氧、好氧降解率分别达到81.5%、73.6%.活性翠蓝浓度对厌氧菌、好氧菌的生物降解能力也有影响.当葡萄糖浓度分别为800mg/L、1200mg/L,活性翠蓝(浓度为20～100mg/L)的厌氧降解率比好氧降解率高4.9%～27.2%,说明厌氧菌对活性翠蓝的降解能力比好氧菌更强.     

降解2-氯酚的厌氧污泥驯化及降解性能评价

以降解2-氯酚(2-CP)的厌氧污泥为研究对象,探讨驯化过程对污泥降解能力的影响,并采用多种指标全面评价驯化后污泥的降解特性.结果表明,经68d驯化,污泥对2000mg/LCOD和25mg/L2-CP的去除率均>95%,2-CP的降解速率达0.3mg/(L·h).对于浓度<140mg/L的2-CP,降解速率随浓度增加而升高;浓度为200～300mg/L的2-CP,污泥能较快恢复降解能力,但不耐受600mg/L的2-CP.2-CP厌氧降解产物包括苯酚、苯甲酸、正丁酸、乙酸、H₂、CO₂和CH₄.氯酚脱氯是整个降解环节中的限速步骤,速率仅为0.1mg/(gVSS·d).     

间歇式生物反应器中PHACs的吸附降解性及动力学特性

利用间歇反应器考察了非那西丁(PNT)、吉非罗齐(GFZ)、咖啡因(CAF)、双氯芬酸(DCF)和胆固醇(CH)5种医药类污染物分别在厌氧、缺氧及好氧条件下的吸附与降解特性,并通过动力学拟合深入考察目标物的降解速率及所符合的反应级数.研究表明,PNT在4 h内就能得到100%的降解,GFZ与CH能通过吸附与降解得到部分或全部去除.好氧条件下目标物的泥水分配系数kp值与降解速率均高于缺氧与厌氧条件,好氧条件下CAF的去除率达到99%以上.5种目标物除PNT外都有不同程度的吸附,目标物的污泥吸附能力为CHDCFGFZCAF;动力学拟合结果表明,生物降解动力学一级反应速率PNTCAF,二级反应速率CHGFZ;DCF几乎不能被生物降解,但符合二级吸附动力学模型,其平衡吸附量最高可达总投加量的71%.     

邻氯酚厌氧降解血清瓶试验的误差分析

采用自制的厌氧血清瓶,以2-氯酚(以下简称2-CP)为主要降解基质,研究了各种可能因素对试验试验结果的影响,并进行了误差分析。结果表明氮气吹脱、定容过程和滤膜过滤等试验操作所引起的试验误差很小,而基质挥发、污泥吸附导致的水样中2-氯酚浓度的降低量远小于微生物的降解量。因此利用血清瓶对2-氯酚进行厌氧生物降解的试验研究,可以较好地反应厌氧生物降解的基本规律,结果准确可靠,重现性好。     

纳米四氧化三铁对2,4-D的脱氯降解

采用纳米四氧化三铁(Fe3O4)降解水溶液中的2,4-二氯苯氧乙酸(2,4-D),考察了2,4-D初始浓度、纳米Fe3O4投加量、溶液pH和温度等因素对2,4-D降解率的影响.结果表明,纳米Fe3O4对2,4-D有显著的降解效果,初始浓度为10 mg/L的2,4-D, 48 h内降解率可达48%.纳米Fe3O4对2,4-D的降解是一个还原脱氯过程,反应体系中氯离子浓度随2,4-D浓度降低而升高.LC/MS分析表明,2,4-D降解的主要产物是苯酚,其他中间产物是2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)、4-氯苯酚(4-CP)和2-氯苯酚(2-CP).溶液中2,4-D的降解符合准一级反应动力学,产物4-CP、2,4-DCP和苯酚的反应速率常数K分别为0.0043、0.0026和0.0032 h -1.环境条件对降解效率有显著影响,2,4-D初始浓度在0～10 mg/L、纳米Fe3O4投加量0～300 mg/L的范围内,2,4-D降解率随初始浓度和纳米Fe3O4投加量的增加而增大;pH对2,4-D的脱氯降解有显著影响,在pH为3.0时,纳米Fe3O4对2,4-D的还原脱氯效果最好;温度升高,可以提高脱氯反应速率.     

针铁矿、磁铁矿和石膏对2,4-二氯苯酚厌氧降解的影响

2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,2,4-DCP)常用于农药生产,在水体和土壤中广泛分布,具有难降解、高毒性的特点.通过模拟自然过程,在厌氧反应体系中投加铁氧化物和硫酸盐矿物,重点考察了不同矿物对2,4-DCP降解的影响.结果发现,厌氧体系中针铁矿、磁铁矿和石膏对2,4-DCP均没有明显的吸附作用;质量衡算结果表明所有反应体系中仅发生2,4-DCP向4-氯苯酚(4-chlorophenol,4-CP)的转化;与无外加碳源组相比,乙酸钠的加入使得2,4-DCP的还原脱氯反应速率增大一倍.分析表明针铁矿和磁铁矿加入可刺激脱氯功能菌的生长或活性,进而提高微生物的电子传递能力和2,4-DCP的降解速率;石膏加入强烈抑制脱氯功能菌的生长或活性,进而抑制2,4-DCP的降解.研究结果对认识难生化降解卤代酚在厌氧环境中的迁移转化及环境工程中此类物质的处理具有潜在意义.     

不同电子供体下三氯苯酚的还原脱氯机制研究

研究了葡萄糖、乳酸钠、丙酮酸钠、乙酸钠这4种电子供体条件下,2,4,6-三氯苯酚(2,4,6-trichlorophenol,2,4,6-TCP)的降解效果及其还原脱氯途径.结果表明,与葡萄糖的作用相比,乳酸钠、丙酮酸钠、乙酸钠均可有效提高2,4,6-TCP的脱氯效果,其中乳酸钠能作为一类缓释氢物质持续供给2,4,6-TCP还原脱氯所需电子.外加电子供体可提高微生物体内基质代谢脱氢酶活性,反应240 h后,4种电子供体体系中脱氢酶活性增长依次为21.49%、25.78%、136.85%和139.3%.2,4,6-TCP还原脱氯的主要产物包括2,4-二氯苯酚(2,4-dichlorophenol,2,4-DCP)、4-氯苯酚(4-chlorophenol,4-CP)和苯酚,其中乙酸钠作为电子供体时,4-CP为其主要降解产物,转化率达到22%以上.     

降解多氯联苯的微生物特性研究进展

综述了多氯联苯（ＰＣＢｓ）需氧降解，包括共代谢的需氧微生物，需氧降解途径和微生物降解环境中持久存在的阿罗克尔（Ａｒｏｃｌｏｒ）商业混合物的特性等；厌氧还原脱氯包括淡水和港湾沉积物中厌氧微生物降解ＰＣＢｓ的特性以及一些脱氯方式（过程）和还原脱氯过程的促进发法。     

纳米Fe0颗粒对三种单氯酚的降解

采用化学还原法制备了纳米Fe0颗粒,研究了不同条件下纳米Fe0对3种单氯酚(2-CP, 3-CP, 4-CP)的去除作用.结果表明,纳米Fe0对单氯酚具有良好的去除效果,主要降解途径为先脱氯后开环,实现氯酚分子与Fe原子间的电子转移,达到还原脱氯的效果.3种单氯酚的脱氯难易程度为2-CP＞3-CP＞4-CP,脱氯反应活性与其分子最低空轨道能量(ELUMO)有关.随着氯酚初始浓度的增大,其相对去除率略有降低, 但绝对降解量有较大提高.温度不仅影响脱氯速率,而且影响氯酚去除的途径,温度较高时,氯酚先脱氯后开环;温度低时,较易产生氧化产物.     

典型污染物包覆层中氯仿的沿程生物转化机制

为明晰氯仿（CF）在包覆层中的降解过程,构建了模拟覆盖层系统（SLCS）,并结合高通量测序技术首次系统分析了CF在SLCS中的沿程生物转化机制,结果表明,覆盖层可根据氧气含量分为有氧区（0~20cm）、缺氧区（20~40cm）和无氧区（>40cm）.高通量测序分析表明,有氧区的优势菌为甲烷氧化菌,其中I型菌Methylobacter（甲基杆菌属）及Ⅱ型菌Methylosinus（甲基弯菌属）居多,缺氧区甲烷氧化菌的相对丰度为13%左右,缺氧和无氧区中Anaeromyxobacter（厌氧粘细菌属）成为了优势CF厌氧降解菌.CF在有氧、缺氧和无氧条件下均有效降解.在缺氧和无氧区,CF经厌氧还原脱氯转化为二氯甲烷,部分二氯甲烷在Dehalobacter（脱卤素杆菌属）作用下产生乙酸盐、H₂和CO₂.在有氧区,其余二氯甲烷通过甲烷氧化菌共代谢降解.改变进气口通量发现,SLCS对甲烷的去除率与通量呈负相关关系（R²=0.80）,但甲烷氧化速率与通量呈正相关关系（R²=0.90）.与甲烷类似,SLCS对CF的去除率与进气口通量呈负相关关系（R²=0.86）,但降解速率与进气口通量呈正相关关系（R²=0.89）.此外,进气口通量的增加对CF好氧共代谢降解的促进作用大于厌氧还原脱氯降解.该研究对氯代烃类污染物的降解提供了新的基础,对该类污染物的原位生物修复提供了理论依据.     

Coupled anaerobic/aerobic biodegradation of 2,4,6 trichlorophenol

Degradation of 2, 4, 6-trichlorophenol(TCP) with co-immobilizing anaerobic granular sludge and isolated aerobic bacterial species was studied in coupled anaerobic/aerobic integrated reactors. The synergism of aerobes and anaerobes within co-immobilized granule might facilitate degrading the TCP and exchange of anaerobic metabolites 4-CP, which promoted system organic removal efficiency and recovered from organic shock-loads more quickly. The bionmass specific activities experiment further confirmed that strict anaerobes be not affected over the crsurse of this experiment by the presence of an oxic environment, aerobic activity predominated in the outer co-immobilized grange layers,while the interior was characterized by anaerobic activity. The co-immobilized granule could thus enable both aerobic and anaerobic microbes function in the same reactor and thereby integrate the oxidative and reductive catabolism.     

纳米FeO作用下4-氯酚的脱氯特性及机理

采用化学还原法制备了纳米Fe^O, ESEM测定结果表明其颗粒在1～100 nm内. 实验表明这些纳米Fe^O能在20 h内将初始浓度为20 mg/L的4-氯酚完全降解, Fe^O对4-CP的还原脱氯是主要去除途径. 苯酚是脱氯反应的主要产物. 当4-CP的初始浓度由20　mg/L增大到50, 100, 150　mg/L时, 其相对去除率明显降低, 但绝对降解量有较大提高. 温度不仅影响脱氯速率, 而且影响4-CP去除的途径. 30℃时, 脱氯反应为主要反应; １０℃时, 较易产生氧化产物. Fe原子的迁移过程在4-CP的降解中也是一个重要的限速步骤. 此外, 纳米Fe^O具有很好的稳定性, 在受试的379　h内, 纳米Fe^O能够应对不同浓度冲击及反复投加的4-氯酚冲击的能力.     

"Fe0/优势脱氯菌"体系降解2,4,6-TCP特性及机制研究

采用批处理实验方式,对"Fe0/优势脱氯菌"体系降解2,4,6-TCP过程进行研究,探讨了零价铁与微生物的协同作用及其机制.结果表明,Fe0对微生物具有促进生长和界面富集的作用,"Fe0/优势脱氯菌"体系菌浓度(D600表示)是单独优势脱氯菌体系的约1.7倍,反应96 h铁表面有大量细菌附着生长,其形态呈现短杆状或类球状;Fe0腐蚀产生的OH-对体系酸化起平衡调节作用,在pH值7.0、Fe0浓度5 g.L-1、2,4,6-TCP浓度30 mg.L-1的初始条件下,体系pH值稳定在7.8左右,有利于2,4,6-TCP还原脱氯反应的进行和优势脱氯菌的生长;2,4,6-TCP的主要降解路径为2,4,6-TCP→2,4-DCP→4-CP.     

A review： Advances in microbial remediation of trichloroethylene （TCE）

Research works in the recent past have revealed three major biodegradation processes leading to the degradation of trichloroethylene. Reductive dechlorination is an anaerobic process in which chlorinated ethenes are used as electron acceptors. On the other hand, cometabolism requires oxygen for enzymatic degradation of chlorinated ethenes, which however yields no benefit for the bacteria involved. The third process is direct oxidation under aerobic conditions whereby chlorinated ethenes are directly used as...     

Simultaneous anaerobic- aerobic biodegradation of halogenated phenolic compound under oxygen-limited conditions

The successful application of co-immobilized aerobic-anaerobic biomass under limited aeration in wastewater treatment systems would eliminate the problems associated with the intermediates mono-chlorophenol（MCP） and di-chlorophenol（DCP） accumulations. With low initial pentachlorophenol（PCP） concentration, all PCP could be completely removed under oxygen-limited strict anaerobic conditions, and the removal efficiencies with different initial headspace oxygen percentage（IHOP） were not obviously different from each other. While at high initial PCP concentration, under strictly anaerobic conditions PCP and their intermediates were clearly higher than that under other conditions, and produced obvious accumulation, the highest PCP reduction was achieved by the system receiving 30 IHOP, oxygen-limited system also exhibited lower residual TOC concentration and lower concentration of metabolic intermediates MCP and DCP. These results suggested that under strictly anaerobic condition the reductive dechlorination of low chlorinated compounds became rate limiting in the reductive dechlorination pathway, less chlorinated compounds be more amenable to aerobic degradation, and the aerobes of outer layers could function under limited oxygen. The co-immobilized aerobic-anaerobic biomass for methanogenesis under limited-aeration for chlorophenol degradation might be an attractive and efficient alternative for the sequential anaerobic/aerobic system to achieve mineralization of a broad range of recalcitrance highly chlorinated organics and low final TOC concentrations.