非水溶性醌加速菌GWF生物还原高氯酸盐的研究

通过添加非水溶性醌可以大大缩短菌GWF(KM062029)还原高氯酸盐的停滞期.通过批次实验研究非水溶性醌影响生物还原高氯酸盐过程中的多种因素.结果表明,蒽醌、1-氯蒽醌、1,5-二氯蒽醌、1,8-二氯蒽醌和1,4,5,8-四氯蒽醌这5种非水溶醌的加速顺序为1,5-二氯蒽醌1,4,5,8-四氯蒽醌1,8-二氯蒽醌蒽醌1-氯蒽醌,1,5-二氯蒽醌的最佳加速浓度为0.036 mmol·L~(-1);生物还原的最佳温度和最佳p H值分别为35℃和7.5;共存阴离子(硝酸盐、磷酸盐、硫酸盐)对高氯酸盐生物还原都有一定的促进作用;在固定化1,5-二氯蒽醌加速高氯酸盐生物还原的稳定性研究中,1,5-二氯蒽醌乙酸纤维素小球循环使用4次,高氯酸盐生物还原速率仍是空白乙酸纤维素小球2倍以上.     

醌还原酶 醌类化合物对偶氮染料脱色的作用

外加醌类化合物作介体,利用细菌胞内的醌还原酶考察基因工程菌Escherichia coli YB对偶氮染料的脱色能力,以及甲基氢醌预处理对E. coli JM109和厌氧污泥脱色的影响.结果表明,介体2羟基1,4萘醌（lawsone,LQ）的存在对胞内过量表达醌还原酶AZR的E. coli YB的脱色能力有显著的促进作用,0.2 mmol·L^-1 LQ存在下,苋菜红（1 mmol·L^-1）在2 h内可脱色75%.LQ存在时E. coli YB对高浓度的染料也有脱色效果,8 h可使苋菜红（5 mmol·L^-1）脱色50%左右.与LQ相比,甲萘醌作为介体对脱色的促进效果较差,2.5 mmol·L^-1甲萘醌存在下脱色70%需12 h.LQ存在时E. coli YB对苋菜红的重复脱色能力稳定,12 h内能完成4次重复脱色.LQ的存在对于结构较复杂的2种偶氮染料酸性大红GR和活性艳红K2BP的脱色也有促进作用,在最适LQ浓度下,分别在9 h和30 h脱色70%.甲基氢醌预处理对E. coli JM109和厌氧污泥的脱色能力都有促进作用.预处理后在LQ存在下,E. coli JM109在5 h可脱色苋菜红（1 mmol·L^-1）80%左右,而污泥可在11 h脱色75%以上.     

醌化合物强化偶氮染料的生物脱色

考察了醌还原菌群利用氧化还原介质对偶氮染料脱色的强化作用.结果表明,该菌群以AQDS(2,6-二磺酸蒽醌)作为氧化还原介质可强化多种偶氮染料的生物脱色,其中,对活性艳红KE-3B脱色的适宜条件为pH6～9;外加葡萄糖浓度0.05%～0.10%;AQDS浓度10～100mg/L;染料起始浓度≤600mg/L.在此条件下,最大脱色率约为90%,达到最大脱色率的时间<18h.该菌群能以多种蒽醌染料中间体作为氧化还原介质强化偶氮染料活性艳红KE-3B的生物脱色.     

颗粒污泥厌氧氨氧化动力学特性及微量NO2的影响

采用批试验方法,研究了颗粒污泥厌氧氨氧化动力学特性及微量NO₂的影响.用Haldane模型描述厌氧氨氧化反应动力学,得到最大氨氮反应速率6.65×10^-3 mg·(mg·h)^-1、氨氮半饱和常数87.1 mg·L^-1和抑制常数1 123 mg·L^-1,亚硝态氮半饱和常数15.39 mg·L^-1和抑制常数159.5 mg·L^-1.微量NO₂对厌氧氨氧化具有强化作用,基于Haldane模型建立了厌氧氨氧化的NO₂强化函数,估计了强化函数中的最大强化系数48.79、NO₂半饱和常数2 480 mg·m^-3、NO₂抑制常数4.22 mg·m^-3和基础速率系数0.018 2.试验中大部分的NO_x出现损失.     

DO浓度对生活污水硝化过程中N2Ｏ产生量的影响

为确定污水脱氮过程中最优的DO浓度和曝气方式,以提高污水处理效率,降低N₂Ｏ产生量,采用实际生活污水应用小试SBR反应器,重点考察了不同DO浓度条件下,硝化效率和硝化过程中N₂Ｏ的产生量.结果表明,当DO浓度恒定为0.4 mg·L^-1时,虽然硝化过程所消耗的能量最低,但其氨氮氧化的速率较低.提高DO浓度,氨氮氧化速率可随之升高.低氨氮生活污水硝化过程中仍有N₂Ｏ产生.DO浓度为0.4 mg·L^-1 和0.9 mg·L^-1时,污水N₂Ｏ产生量(以N计)分别为1.5 mg·L^-1和1.6 mg·L^-1;而DO浓度为1.5 mg·L^-1和2.0 mg·L^-1时,N₂Ｏ产生量则分别降低至0.5 mg·L^-1和0.4 mg·L^-1.当DO浓度高于1.5 mg·L^-1后,继续提高DO浓度,氨氮氧化速率升高的速率变缓,同时N₂Ｏ产生量大幅降低.因此,从提高污水脱氮效率节能降耗和控制N₂Ｏ产生量2个角度考虑,生活污水脱氮过程中控制DO浓度在1.5 mg·L^-1较为适宜.     

3种生物处理方式对污泥减量效果的比较及优化

通过间歇试验得到3种生物方式(污泥好氧消化、厌氧消化以及颤蚓摄食)对污泥的比减量速率、污泥减量速率和污泥减量比例.当初始污泥浓度为2 500mg·L^-1时,经过24h减量,颤蚓摄食、厌氧消化和好氧消化3种方式对污泥的比减量速率R分别为0.13 mg·(mg·d)^-1,0.09 mg·(mg·d)^-1和0.03 mg·(mg·d)^-1,对污泥的减量速率分别为315 mg·(L·d)^-1,263mg·(L·d)^-1和65 mg·(L·d)^-1.通过细菌荧光染色和脱氢酶活性检测证实颤蚓摄食在短时间内对污泥中细菌细胞膜的破坏程度最大,可以将颤蚓摄食和厌氧消化相组合强化对污泥的减量.对于初始浓度为2 500mg·L^-1的污泥,颤蚓摄食12h后再厌氧消化36h,可以在2d左右使污泥减量的比例达到30%,减量比速率为0.25 mg·(mg·d)^-1.当初始污泥浓度增加到4 240mg·L^-1,颤蚓摄食时间需要延长到24h方能保证组合工艺对污泥最大程度地减量.     

硫酸盐还原菌还原U(Ⅵ)的影响因素与机制

在厌氧环境下,改变温度、U(Ⅵ)的初始浓度、pH值、共存离子等因素,进行硫酸盐还原菌（SRB）还原U(Ⅵ)试验,以了解其特性.结果表明,SRB的最佳还原条件为温度35℃、pH值7.0、U(Ⅵ)初始浓度25 mg·L^-1.SRB的最大还原能力为179.1 mg·g^-1.共存离子Mo(Ⅵ)或Ca²⁺初始浓度小于或等于5 g·L^-1时,对SRB还原U(Ⅵ)影响不大;但当其浓度达到20 　g·L^－１时,它们对SRB还原U(Ⅵ)均具有很强的抑制作用.Mo(Ⅵ)对SRB的抑制主要是生理抑制,Ca²⁺是通过和U(Ⅵ)形成稳定的Ca-UO₂-CO₃络合物竞争抑制.试验结果还表明,Ca^2＋浓度低于5 　g·L^－１时未出现停滞期,但其浓度超过20 　g·L^－１时出现了1 d的停滞期.     

酸性偶氮染料还原产物强化偶氮染料生物脱色

考察醌还原菌群利用酸性偶氮染料的生物还原产物对偶氮染料生物脱色的强化作用.结果表明,酸性红B 等酸性偶氮染料的还原产物作为氧化还原介体可以强化多种偶氮染料的生物脱色.当酸性红B 还原产物浓度为0.2mol/L 时,其对活性艳红KE-3B 最佳脱色pH 值为7~11,在4~40℃范围内脱色率随温度上升而提高.根据高效液相色谱-质谱对酸性红B 还原产物的分析结果,推测起氧化还原介体作用的物质是2-氨基-4-磺酸基-1-萘酚     

温度和基质浓度对厌氧氨氧化工艺中N2O释放的影响

污水生物脱氮工艺中通常会释放温室气体N₂O,厌氧氨氧化工艺作为新型生物脱氮工艺,其N₂O的释放规律及机制值得深入研究.本文利用厌氧氨氧化序批试验,研究了不同温度和基质浓度对厌氧氨氧化工艺中N₂O释放的影响,并探讨了N₂O释放的微生物机制.结果表明,厌氧氨氧化工艺中进水基质浓度的增加会促进N₂O释放,在35℃条件下,当进水亚硝氮从40 mg ·L^-1增加至60 mg ·L^-1和120 mg ·L^-1时,N₂O最高积累浓度从0.5 mg ·L^-1增加至1.5 mg ·L^-1和2.4 mg ·L^-1,分别占总氮去除量的0.85%、1.43%和1.11%.温度降低对厌氧氨氧化活性抑制作用明显,15℃下的比厌氧氨氧化活性仅为30℃时的6%.温度降低导致厌氧氨氧化工艺中N₂O的释放减少,温度降低时反硝化速率的降低是导致N₂O产生速率降低、N₂O积累减少的主要原因.厌氧氨氧化工艺微生物群落中存在丰富的异养反硝化菌,工艺中N₂O积累主要是反硝化菌产生和消耗N₂O的结果.     

氧化还原介体厌氧催化酸性红B生物脱色研究

研究了筛选出的四种结构相似的醌类氧化还原介体对酸性红B厌氧脱色的促进作用,并以催化效果最佳的蒽醌-2-磺酸钠为醌介体模型,探讨了醌介体催化酸性红B厌氧生物降解路径。在35℃中温厌氧条件下,采用间歇批量实验法,测定不同体系中醌介体催化酸性红B脱色效果。结果表明:①在酸性红B浓度为150mg·L-1,醌介体浓度为0.16mmol/L,反应时间为4h时,结构相似的四种醌介体均可促进酸性红B脱色,反应效率提高了1.6².4倍,其大小顺序为AQS>2,7-AQDS>AQDS>α-AQS;②AQS在催化酸性红B降解过程中与传统厌氧微生物降解路径保持一致。     

东方伊萨酵母YP-1对染料活性艳红K-2BP的脱色

利用含染料的选择性培养基从土壤中分离出一株对活性艳红K-2BP有明显脱色效果的酵母菌株YP-1,经鉴定为东方伊萨酵母Issatchenkia orientalis.结果表明,该酵母菌对￡400mg/L的活性艳红K-2BP有较好的脱色效果.对于活性艳红K-2BP起始浓度为100mg/L的培养基,该菌株可在12h达到99%以上的最大脱色率,其最佳接种量为10%(体积分数),最适pH值在3~9之间,氮源(NH4)2SO4的浓度30.02%,碳源葡萄糖的浓度30.2%.脱色机理研究结果表明,该酵母对活性艳红K-2BP的去除是先吸附后生物降解.此外,该菌株对初始浓度为200mg/L的偶氮染料活性黑KN-B的脱色率也可达99.5%.     

非灭菌环境投加染料时间对白腐真菌降解活性染料的影响

应用氮限制液体培养基(C/N=56／8．7)研究了非灭菌环境投加染料时间对白腐真菌Phanerochaete chrysosporium降解活性艳红K-2BP染料的影响．试验结果表明,纯培养2d和3d后,在非灭菌环境投加活性艳红K-2BP染料的体系脱色率与在灭菌环境投加该染料的体系基本相当,其5d脱色率在90％以上;而纯培养ld时在非灭菌环境投加染料体系的脱色率却只有8l％．引起纯培养ld体系脱色率降低的主要原因是活性艳红K-2BP对白腐真菌Phanerochaete chrysosporium的生长有抑制作用和反应体系感染了酵母菌．但是,如果纯培养延长至2d以后,由于白腐真菌菌丝体已在体系内占优势,尽管在非灭菌环境下还有酵母菌侵入,但它不会占优势,从而也就不会影响白腐真菌对染料的降解作用．因此,在氮限制液体培养基中,只要白腐真菌Phanerochaete chrysosporium在反应体系占优势,就可以适当缩短纯培养时间,提前在非灭菌环境投加染料,使白腐真菌Phanerochaete chrysosporium的培养和对活性染料的脱色同步进行．     

Decolorization of reactive brilliant red K-2BP by white rot fungus under sterile and non-sterile conditions

Introduction Synthetic dyestuffs are extensively used for textile dyeing as well as other industrial applications. According to chemical structure of the chromophoric group, dyestuffs are classified as azo dyes, anthra- quinone dyes, triarylmethine dyes, …     

固定化烟曲霉吸附染料后的解吸平衡及动力学研究

对羧甲基纤维素钠(CMC)固定化灭活烟曲霉小球中的2种活性染料的解吸剂进行了选择,并对其解吸平衡和解吸动力学进行了研究.结果表明,pH值为12.0的75%乙醇溶液对吸附在CMC固定化灭活烟曲霉小球中的活性艳蓝KN-R和活性艳红K-2BP的解吸效果较好;一级指数衰减方程能很好地描述对2种活性染料的解吸动力学;解吸平衡数据均可以用Freundlich等温模型来拟合.     

pH值对白腐真菌液体培养基抑制杂菌效果的影响研究

应用摇瓶试验研究了不同初始pH值对白腐真菌Phanerochaete chrysosporium液体培养基在非灭菌环境抑制杂菌效果的影响.结果表明,当采用Phanerochaete chrysosporium孢子作为种子在非灭菌环境进行培养时,初始pH值为3.6和4.4的液体培养基在培养第1d仅感染酵母菌,而初始pH值为5.6的液体培养基不仅感染了酵母菌而且还感染了细菌;正是由于非灭菌环境培养体系感染杂菌,使得后续Phanerochaete chrysosporium对活性艳红K-2BP的脱色能力大大降低甚至丧失;而采用灭菌环境培养Phanerochaete chrysosporium,非灭菌环境脱色活性艳红K-2BP的方法却获得了较好的脱色效果,3种初始pH值的氮限制液体培养基培养出的Phanerochaete chrysosporium对活性艳红K-2BP 45h的脱色率均在70%以上,接近或超过灭菌环境的结果,其中初始pH值为4.4的液体培养基培养的Phanerochaete chrysosporium在非灭菌环境对活性艳红K-2BP的脱色效果最好,其24h的脱色率达到80%以上.尽管3种pH液体培养基在脱色过程中也同样感染了杂菌,但与非灭菌环境培养体系相比含量很少,没有影响脱色效果.因此,可以得出低pH值(pH=3.6,pH=4.4)氮限制培养基虽然在一定程度上可以抑制细菌,但是却不能抑制酵母菌;当在非灭菌环境使用Phanerochaete chrysosporium脱色活性染料时,Phanerochaete chrysosporium只有在灭菌环境培养至菌丝体形成并在整个系统占优势,才能获得较高的脱色效果.     

蒽醌-2-磺酸盐强化电辅助微生物体系对偶氮染料的脱色效果

为了提高微生物对偶氮染料的降解效率,将电辅助引入微生物还原降解过程,对比研究了EAMS（电辅助微生物体系）、ECS（电化学体系）和MS（微生物体系）对偶氮染料活性艳红X-3B的降解效果,并考察了不同摩尔浓度的AQS（蒽醌-2-磺酸盐）对电微生物体系降解染料的强化作用.结果表明:反应24 h时,EAMS对活性艳红X-3B的去除率达到99.8%,比MS（去除率为61.9%）和ECS（去除率为27.1%）二者之和还要大10.8%;EAMS对活性艳红X-3B的降解过程符合一级反应动力学特征.当c（AQS）为0.050 mmol/L时,降解最快,一级动力学常数为1.962 h-1,是未添加AQS（0.2644 h-1）的7.42倍.加入AQS后,体系中电流升高,说明AQS加快了降解过程中电子传递速率.研究显示,AQS的加入实现了电极-远离电极的微生物-染料之间多相反应界面远程电子传递过程,使整个体系的微生物都可以快速发挥作用,达到强化降解偶氮染料.      

Comparison of four supports for adsorption of reactive dyes by immobilized Aspergillus fumigatus beads

Four materials, sodium carboxymethylcellulose (Na-CMC), sodium alginate (SA), polyvinyl alcohol (PVA), and chitosan (CTS), were prepared as supports for entrapping fungus Aspergillus fumigatus. The adsorption of synthetic dyes. Reactive Brilliant Blue KN-R, and Reactive Brilliant Red K-2BP, by these immobilized gel beads and plain gel beads was evaluated. The adsorption efficiencies of Reactive Brilliant Red K-2BP and Reactive Brilliant Blue KN-R by CTS immobilized beads were 89.1% and 93.5% in 12 h, respectively. The adsorption efficiency by Na-CMC immobilized beads was slightly lower than that of mycelial pellets. But the dye culture mediums were almost completely decolorized in 48 h using the above-mentioned two immobilized beads (exceeding 95%). The adsorption efficiency by SA immobilized beads exceeded 92% in 48 h. PVA-SA immobilized beads showed the lowest adsorption efficiency, which was 79.8% for Reactive Brilliant Red K-2BP and 92.5% for Reactive Brilliant Blue KN-R in 48 h. Comparing the adsorption efficiency by plain gel beads, Na-CMC plain gel beads ranked next to CTS ones. SA and PVA-SA plain gel beads hardly had the ability of adsorbing dyes. Subsequently, the growth of mycelia in Na-CMC and SA immobilized beads were evaluated. The biomass increased continuously in 72 h. The adsorption capacity of Reactive Brilliant Red K-2BP and Reactive Brilliant Blue KN-R by Na-CMC immobilized beads was 78.0 and 86.7 mg/g, respectively. The SEM micrographs show that the surface structure of Na-CMC immobilized bead is loose and finely porous, which facilitates diffusion of the dyes.     

微量元素对白腐真菌的生长影响和抑制酵母菌效果的研究

采用振荡培养方式研究了微量元素对白腐真菌生长以及在非灭菌环境下对液体培养基抑制酵母菌的影响,结果表明,在灭菌环境培养方式下投加含有铁元素的微量元素液体培养基培养的菌丝球大小和数量均优于不含铁但含有其它微量元素液体培养基,而不含铁的液体培养基又优于不投加任何微量元素液体培养基;如果采用灭菌环境培养后在非灭菌环境降解染料方式,则不含微量元素和含其它微量元素但不含铁的液体培养基培养的白腐真菌在非灭菌环境对染料的脱色效果与灭菌环境得到的结果基本相当,而铁浓度为3.5 mg/L液体培养基培养的白腐真菌的脱色效果不如灭菌环境得到的结果,并且镜检发现铁浓度为3.5 mg/L液体培养基中感染的酵母菌的量要多于不含铁元素液体培养基和不投加任何微量元素培养体系.微量元素铁在抑制酵母菌生长方面具有很重要的作用,同时铁元素又是白腐真菌生长所必需的,只要在不影响白腐真菌生长的前提下,合理调控培养基中的铁浓度,就有可能达到抑制酵母菌的目的.     

活性炭纤维对活性染料的吸附动力学研究

研究了活性炭纤维从水溶液中吸附4种活性染料（活性艳红K-2BP、活性翠蓝KN-G、活性金黄K-3RP、活性黑KN-B）的吸附特性,从动力学角度探讨了吸附机理.结果表明,活性炭纤维对4种染料的平衡吸附量q_e均随着初始浓度和温度的增加而升高,相同条件下,q_e的大小顺序为：活性艳红＞活性金黄＞活性黑＞活性翠蓝.吸附过程符合伪二级吸附速率方程,染料分子的空间结构、大小和极性是影响初始吸附速率的主要因素.活性炭纤维对4种染料的吸附活化能都比较低,依次为16 .42、3 .56、5 .21和26 .38 kJ·mol^-1,说明吸附过程以物理吸附为主.     

恒电流下电生成活性氯降解活性艳红K-2BP

以Pt片作工作电极和辅助电极,NaCl为支持电解质,研究了活性艳红K-2BP的电化学脱色降解行为。通过循环伏安法与整体电解获得其电化学反应特性,经调控溶液的性质考察了不同体系对其降解效果的影响。实验结果表明,在pH为6、NaCl浓度为0.2mol/L、电流密度为60mA/cm2和室温条件下,30mg/L的活性艳红K-2BP经电化学降解1h,脱色率可达94.4%。pH对活性艳红K-2BP的脱色率影响较大,初始pH越小,脱色率越高。