单歧藻富集和降解烷基酚类化合物的动力学过程

选择单歧藻(Tolypothrix)研究其对苯酚、邻甲酚、间甲酚和4-辛基酚的生物富集过程及生物降解动力学。5d内单歧藻的生长经历了停滞期、对数期、静止期3个阶段;苯酚、邻甲酚、间甲酚、4-辛基酚的生物富集因子(BCF)平均值为4 59,3 87,5 82,292 48,与KOW值线性相关;单歧藻平均每天降解苯酚、邻甲酚、间甲酚、4-辛基酚分别为2 54,3 17,1 84,0 16mg L;用新近提出的二级反应动力学方程拟合其降解过程,得到它们的生物降解二次动力学常数K分别为0 386,0 500,0 254,0 023,K值由污染物的初始浓度决定并与分子量(M)线性相关,K=-0 003M+0 69,R=0 87,N=4。      

Biodegradation of phenol and m-cresol by mutated Candida tropicalis

The phenol and m-cresol biodegradations were studied using the mutant strain CTM 2 obtained by the He-Ne laser irradiation on wild-type Candida tropicalis. The results showed that C. tropicalis exhibited the increased capacity of phenolic compounds degradation after laser irradiation. It could degrade 2600 mg/L phenol and 300 mg/L m-cresol by 5% inoculum concentration, respectively. In the dual-substrate biodegradation system, 0–500 mg/L phenol could accelerate m-cresol biodegradation, and 300 mg/L m-cresol could be completely utilized within 46 hr at the presence of 350 mg/L phenol. Besides, the maximum biodegradation of m-cresol could reach 350 mg/L with 80 mg/L phenol within 61 hr. Obviously, phenol, as a growth substrate, could promote CTM 2 to degrade m-cresol, and was always preferentially utilized as carbon source. Comparatively, low-concentration m-cresol could result in a great inhibition on phenol degradation. In addition, the kinetic behaviors of cell growth and substrate biodegradation were described by kinetic model proposed in our laboratory.     

Biodegradation of phenol and /w-cresol by mutated Candida tropicalis

The phenol and m-cresol biodegradations were studied using the mutant strain CTM 2 obtained by the He-Ne laser irradiation on wild-type Candida tropicalis. The results showed that C. tropicalis exhibited the increased capacity of phenolic compounds degradation after laser irradiation. It could degrade 2600 mg/L phenol and 300 mg/L m-cresol by 5% inoculum concentration, respectively. In the dual-substrate biodegradation system, 0-500 mg/L phenol could accelerate m-cresol biodegradation, and 300 mg/L m-cresol could be completely utilized within 46 hr at the presence of 350 mg/L phenol. Besides, the maximum biodegradation of m-cresol could reach 350 mg/L with 80 mg/L phenol within 61 hr. Obviously, phenol, as a growth substrate, could promote CTM 2 to degrade m-cresol, and was always preferentially utilized as carbon source. Comparatively, low-concentration m-cresol could result in a great inhibition on phenol degradation. In addition, the kinetic behaviors of cell growth and substrate biodegradation were described by kinetic model proposed in our laboratory.     

双菌种协同代谢酚类化合物的机制研究

以恶臭假单胞菌和热带假丝酵母为对象,进行了苯酚、间甲酚和4-氯酚的生物降解实验,研究了2种菌的纯培养和混合培养方式下3种酚的降解特性和代谢机制.结果表明,当苯酚、间甲酚和4-氯酚的初始浓度分别为100、50和60 mg.L-1时,相对于纯培养,混合培养的动力学常数k的绝对值分别提高了19.0%、2.6%和46.4%.苯...     

Kinetics of phenol and m-cresol biodegradation by an indigenous mixed microbial culture isolated from a sewage treatment plant

An acclimatized mixed microbial culture, predominantly Pseudomonas sp., was enriched from a sewage treatment plant, and its potential to simultaneously degrade mixtures of phenol and m-cresol was investigated during its growth in batch shake flasks. A 2² full factorial design with the two substrates at two different levels and different initial concentration ranges (low and high), was employed to carry out the biodegradation experiments. The substrates phenol and m-cresol were completely utilized within 21 h when present at low concentrations of 100 mg/L for each, and at high concentration of 600 mg/L for each, a maximum time of 187 h was observed for their removal. The biodegradation results also showed that the presence of phenol in low concentration range (100–300 mg/L) did not inhibit m-cresol biodegradation. Whereas the presence of m-cresol inhibited phenol biodegradation by the culture. Moreover, irrespective of the concentrations used, phenol was degraded preferentially and earlier than m-cresol. A sum kinetics model was used to describe the variation in the substrate specific degradation rates, which gave a high coefficient of determination value (R² > 0.98) at the low concentration range of the substrates. From the estimated interaction parameter values obtained from this model, the inhibitory effect of phenol on m-cresol degradation by the culture was found to be more pronounced compared to that of m-cresol on phenol. This study showed a good potential of the indigenous mixed culture in degrading mixed substrate of phenolics.     

焦化废水中酚降解菌及其降解基因的研究

酚类化合物是焦化废水的主要污染物,微生物降解在废水处理中起着主要作用.为获得焦化废水活性污泥中主要降解菌,本研究通过富集与平板涂布对某焦化公司的2个活性污泥中的降解菌进行了分离鉴定.通过BOX-PCR和16S rDNA序列分析去除重复菌株后,共获得分属于20个属的28个种的28株细菌,它们主要为变形菌纲β和γ亚群,其中4株菌可能是潜在的新种.间甲酚富集后筛选得到2株高效降解菌株Pseudomonas monteilii GCS-AE-J-1 和Pseudomonas plecoglossicida GCS-AN-J-3;前者在48 h内对791 mg/L间甲酚的降解率达到94.6%,而后者对763mg/L间甲酚的降解率也达到了92.2%.通过PCR从菌株GCS-AE-14、 GCS-AE-J-1、GCS-AN-J-3和GCS-AN-3得到了苯酚羟化酶基因序列.本研究所获得的降解菌新颖多样,在工业焦化废水的处理中可能起着重要作用,有进一步研究开发的价值.     

间甲酚对杂色云芝(Coriolus versicolor)生长及产漆酶能力的影响

分别进行了间甲酚浓度为0mg·L-1,166 7mg·L-1和275mg·L-13种情况下的杂色云芝实罐发酵试验,定时测定了3种情况下菌丝干重(DC)、淀粉消耗、间甲酚降解和酶活性随时间的变化.在无间甲酚时,菌丝干重在188h达到最大值2600mg·L-1;在120h开始出现酶活,228h达到最大值82 15U·mL-1后,呈现一个稳定态势,不因衰亡期的到来而有较大幅度的变化.在加入166 7mg·L-1间甲酚时,菌丝干重在204h方达到最大值(995mg·L-1),且较无间甲酚时低得多(降低61 73%);在180h开始出现酶活,204h达到最大值(118 36U·L-1),并高出前者44 1%,此后也呈现一个稳定的态势.在加入间甲酚浓度为275mg·L-1时,菌丝干重在372h方达到最大值(320mg·L-1),但仅是无间甲酚的12 31%,间甲酚浓度为166 7mg·L-1时的32 16%;在264h开始出现酶活,396h达到最大值(112 8U·L-1),其酶活水平与间甲酚为166 7mg·L-1情况下的水平相当,这说明间甲酚可以诱导杂色云芝达到较高的产酶水平.研究发现在上述条件下杂色云芝生长的时间统计模型3种情况下的动力学模型可以用Logistic方程来模拟,即间甲酚的加入,并不改变其生长动力学模型;杂色云芝产漆酶的动力学模型在3种情况下可以分别用一级反应动力学方程描述;3种情况下,淀粉消耗均可以用Logistic模型来描述,从3个方     

臭氧高级氧化含酚类废水出水的急性生物毒性和荧光光谱特征分析

研究了苯酚、间甲酚、邻甲酚和间苯二酚等酚类化合物在臭氧氧化过程中生物毒性的变化,揭示了反应中高毒性中间产物的荧光光谱特征。研究发现:4种酚类化合物被臭氧氧化后,生物毒性均呈先增加后减弱的趋势,其中臭氧氧化苯酚、间甲酚、邻甲酚和间苯二酚的生物毒性最大值分别是其初始毒性的16.7,26.3,34.8,3.2倍。利用Na₂SO₃还原臭氧氧化出水,急性生物毒性可得到高效去除,4种污染物毒性单位最高点的去除率分别为95.2%、94.5%、87.3%和44.4%,并且毒性单位的变化量和在295~305 nm激发波长下的荧光发射光谱峰强度的恢复量呈显著相关（P<0.05）,可为构建基于光学特征的臭氧氧化出水中生物毒性的快速定量表征方法提供新思路。     

水中3种酚类化合物在NKA上的吸附研究

研究了单溶质水溶液中的苯酚、间甲酚及对氯酚在大孔树脂ＮＫＡ上的吸附，发现它们的吸附性能依次增加，又研究了３种物质共存的水溶液中它们在ＮＫＡ上的竞争吸附，结果表明，ＩＡＳ模型能够很好地反映这一竞争吸附规律。     

Fenton试剂对水中酚类物质的去除效果研究

采用Fenton试剂对苯酚、对氯酚、2 ,4 二氯酚、2 ,6 二氯酚、间甲酚、对硝基酚和邻硝基酚模拟水样进行处理 ,并考察了H2 O2 及FeSO4 浓度、pH、反应温度和反应时间对Fenton试剂降解酚类物质的影响 ,得出Fenton试剂降解酚类物质非常有效 ,当H2 O2 浓度为4mmol/L、FeSO4 浓度为 0 .5mmol/L ,在pH为 3 ,室温条件下反应 40min则Fenton试剂对试验所做 7种浓度为 50mmol/L的酚类物质的去除率均在 98%以上。为该工艺处理实际含酚废水提供了科学依据。     

滴流床苯酚催化湿式氧化反应动力学及反应器模型

在自制的滴流床反应器中,以苯酚配水溶液为研究对象,采用负载型MnO_x/γ-Al₂O₃作为催化剂,研究了苯酚催化湿式氧化过程.通过实验数据的拟合分析,提出了苯酚催化湿式氧化本征反应速率表达式,计算了液体流率为1.6　L/h时不同温度下催化剂外表面湿润效率以及不同温度下与一定的氧分压相平衡的水中溶解氧浓度;由实验数据拟合得到苯酚催化湿式氧化表观反应动力学模型参数,并建立了关于积分式滴流床苯酚催化湿式氧化的反应器模型,比较了不同氧分压、进液苯酚质量浓度、进液流率下苯酚去除率的计算值与实验值.结果显示:当氧分压大于1.0 MPa时,计算值与实验值能较好吻合,当氧分压较低时,氧气从气相到液相存在一定的传质阻力.在苯酚进液质量浓度为0～5 000 mg/L时,苯酚对催化氧化反应的抑制作用不明显.在进液流率为0～2.05 L/h时,存在一定的外扩散阻力.      

高效苯酚降解菌Bacillus sp.L5-1的分离及其降解特性

从污水处理厂活性污泥中分离筛选出一株高效苯酚降解菌L5-1,经菌落形态观察和16S rDNA基因测序,结果表明菌株L5-1为蜡样芽胞杆菌（Bacillus cereus）,美国国家生物信息中心（NCBI）的注册号为MN784421.将苯酚设置为唯一碳源,对其生长和苯酚降解特性展开研究.结果表明：菌株L5-1在10%接种量、温度30~35℃、pH值7~8的条件下,均能高效降解培养基中苯酚（培养基体积为100mL,初始苯酚浓度为500mg/L,14h时降解率>93%）.而在最优降解条件下（10%接种量,培养温度为35℃,pH值7.0,NaCl浓度为1%）,初始苯酚浓度为500mg/L,菌株在14h内的苯酚降解率可达97.1%;而当初始苯酚浓度为1000mg/L,菌株也可在46h内达到97.71%的降解率.运用Haldance方程动力学模拟菌株在不同浓度苯酚下的生长过程,其最大比生长速率为0.355h^-1,半饱合常数104.27mg/L,抑制常数为322.83mg/L,R²=0.997.菌株L5-1为目前已报道的Bacillus菌属中降解苯酚能力较强的菌株,为实际处理含酚废水中提供理论参考.     

Fenton高级氧化工艺中苯酚对亚甲基蓝退色反应的影响

为了提高Fenton试剂处理有机污染物的效率,探索最佳处理条件,以亚甲基蓝-苯酚混合溶液为模型污水,进行了Fenton试剂氧化亚甲基蓝退色反应的影响因素实验.对不同试验条件下褪色反应动力学过程进行了在线跟踪、拟合和比较研究发现,苯酚和亚甲基蓝在反应体系中存在竞争.苯酚会影响Fenton试剂对亚甲基蓝的退色反应效率;退色反应分3个阶段,本研究得到了第1阶段和第3阶段的反应速率常数的表达式.     

超声波/铁-炭微电解协同降解苯酚

采用超声波/铁-炭微电解联用体系,以苯酚为目标污染物,考察了苯酚溶液初始pH值、初始浓度、铁屑与活性炭投加量等因素对联用体系降解苯酚效果的影响.结果表明:考察范围内,苯酚降解率随其初始浓度和溶液初始pH值的增加而降低,随铁屑与活性炭投加量的增加而升高.当苯酚初始浓度由50mg·L-1增至270mg·L-1,溶液初始pH值由3.0增至9.0时,降解率分别由91.3%和78.4%降至34.7%和50.7%;铁屑投加量为每L苯酚溶液中40g、160g和320g,铁屑与活性炭体积比均为1∶1时,降解率依次为31.8%、51.9%和72.8%.对比实验及动力学分析表明:联用体系中超声波(US)和铁-炭微电解对苯酚降解具有明显的协同作用,协同因子Ｅ＝5.12,且降解过程符合假一级动力学规律,并根据降解速率常数随各影响因素的变化关系确定了宏观动力学模型.     

不同涂层电极和抑制剂对电化学氧化降解苯酚的影响

采用热分解法和电沉积法2种工艺制得4个二氧化铅电极,用扫描电镜（SEM）观察了电极表面形貌.以水杨酸(2-HBA)为捕获剂,用高效液相色谱仪测定羟基自由基与水杨酸的羟基化产物2,5-二羟基苯甲酸(2,5-DHBA)的量作为产生的羟基自由基的浓度.通过羟基自由基的浓度的测定和苯酚的降解,研究了不同涂层电极和抑制剂对电化学氧化对苯酚降解的影响.热分解电极、无掺杂电极、掺铋电极和掺镧电极产生羟基自由基的最大浓度分别为0.781、1.048、1.838、2.044 μmol/L,以这4个电极为阳极对苯酚进行电解, 1.5　h苯酚去除率分别为87.30%、93.55%、97.95%、98.70%,5　h　TOC去除率分别为86.75%、94.26%、98.53%、99.60%;以掺镧电极为阳极,加入抑制剂CO^2-₃、PO^3-₄、CH₃ＣＯＯ^-产生的羟基自由基的最大浓度分别为无检出、0.170 μmol/L、0.270 μmol/L,对苯酚进行电解,5 h苯酚去除率分别为99.06%、99.98%、99.79%.电沉积法制得电极对苯酚的降解效果优于热分解法制得的电极,而掺杂的电极优于无掺杂的电极,掺镧电极对苯酚降解效果最好,抑制剂CO^2-₃、PO^3-₄、CH₃ＣＯＯ^-存在时会对苯酚的降解起到阻碍作用,CO^2-₃阻碍作用最强.不同制备方法和掺杂不同添加剂制得的电极的催化性能不同,对苯酚的降解效果也不同;羟基自由基的浓度越大,苯酚的降解效果越好,抑制剂捕获了产生的羟基自由基,不利于苯酚的降解.     

滴流床催化湿式氧化苯酚的动力学

通过自行设计制作的滴流床反应器,研究了苯酚在以CuO/γ-Al₂O₃为催化剂的催化湿式氧化反应.结果表明,在相对温和的操作条件(温度180 ℃,压力3 MPa,液相流量1.668 L·h^-1,气相流量160 L·h^-1)下,苯酚的去除率均达到90%以上.苯酚的降解曲线与自催化反应的S型曲线类似,符合自由基链反应机理.所建立的活塞流拟均相反应器模型能很好地拟合苯酚催化湿式氧化反应过程.还研究了苯酚初始浓度、苯酚水溶液流量及反应温度对反应结果的影响.     

基质种类对活性污泥絮体性状的影响

利用葡萄糖、淀粉、乙酸钠和苯酚4种典型基质,分别在4个相同的序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)中培养活性污泥,并研究了基质种类对活性污泥絮体性状的影响.结果表明,以葡萄糖为底物培养的活性污泥胞外多糖含量最少,而苯酚所培养的活性污泥胞外蛋白质最多;从形成的EPS总量来看,苯酚最多,乙酸钠次之,葡萄糖和淀粉较少.不同基质培养的污泥Zeta电位也有一定差别,这是由EPS中多糖和蛋白质的比例不同造成的.红外分析表明,4种基质培养的污泥EPS中的主要基团较为相似,羧基、醇羟基、羧酸、酰胺和多聚糖均是EPS中的主要基团.此外,进水基质对活性污泥絮体的粒度分布及分形结构也有重要影响.     

Extraction kinetics of phenol with N, N-di (1-methyl-heptyl) acetamide-kerosene using hollow fiber membrane extractor

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｔｐｒｅｓｅｎｔ,ｏｎｅｏｆｔｈｅｍｅｔｈｏｄｓｕｓｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅｌｙｉｎｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｗａｓｔｅｗａｔｅｒｃｏｎｔａｉｎｉｎｇｐｈｅｎｏｌｉｓｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌｓｏｌｖｅｎｔｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ,ｗｈｉｃｈｉｓｕｓｕａｌｌｙｐｅｒｆｏｒｍｅｄｉｎｔｗｏｃｏｍｍｏｎｆｏｒｍｓｕｓｉｎｇｅｉｔｈｅｒｅｘｔｒａｃｔｉｏｎｔｏｗｅｒｏｒｍｉｘｅｒ ｓｅｔｔｌｅｒ.Ｈｏｗｅｖｅｒ,ｗｈｉｃｈｅｖｅｒｆｏｒｍｉｓｔａｋｅｎ ,ｔｈｅａｑｕｅｏｕｓｐｈａｓｅａｎｄｏ…     

吡啶和苯酚为碳源短程反硝化动力学研究

以吡啶和苯酚共基质作为电子供体,通过摇床实验分别研究了吡啶与苯酚共基质条件下的降解特性以及以NO₂^--N为电子受体的短程反硝化动力学方程.结果表明,苯酚对吡啶有抑制作用,且不论单基质还是与苯酚共基质,吡啶的降解均呈零级反应.其次,采用双底物Monod微分方程对COD、NO₂^--N的浓度变化进行拟合,拟合曲线与实验测定值相关性良好,得到动力学参数:NO₂^--N最大比降解速率为0.0066mg NO₂^--N/(mgMLVSS·h),有机物半饱和常数为76.35 mg/L, NO₂^--N半饱和常数为0.66 mg/L.     

HDTMA改性蒙脱土对苯酚的吸附及机理研究

利用十六烷基三甲基溴化铵(HDTMA)改性蒙脱土处理含酚废水．了解不同改性量有机蒙脱土吸附苯酚的能力。结果表明．改性蒙脱土按照分配机理吸附苯酚．改性蒙脱土改性量高和水溶液中苯酚浓度高．其吸跗的苯酚数量大。1．0CEC(阳离子交换容量)改性蒙脱土对水溶液中苯酚去除率达到76％。改性蒙脱土中有机物对苯酚的吸附存在协同作用．因此．改性蒙脱土吸附苯酚的增加速率要超过其中HDTMA增加的速率。在试验的苯酚浓度下．改性蒙脱土对苯酚吸附符合Freundlich吸附模式．不符合Langmuir吸附模式。