喹啉降解菌筛选及其对焦化废水强化处理

以喹啉为目标污染物,从焦化厂废水处理工段活性污泥中分离出1株能利用喹啉作为唯一碳源、氮源及能源的高效降解菌DQS-01,经16S rRNA基因分析鉴定为丛毛单胞菌科食酸菌属(Acidovorax sp.)菌株.通过考察不同培养条件下DQS-01降解菌的生物量及喹啉降解率随时间的变化,确定其最佳降解条件为接种量10%、摇瓶转速150 r·min-1、初始p H 8.0~10.0、温度35℃.应用Haldane方程对该菌在不同喹啉初始浓度下的生长动力学过程进行了模拟,拟合曲线与实验测定值相关性良好.将该菌与高效苯酚降解菌混合菌株用于焦化废水的生物强化处理,在移动床生物膜反应器(moving-bed biofilm reactor,MBBR)运行72 h后,对焦化废水COD的降解率达到87.4%.     

氐温喹啉降解菌的筛选及降解性能

从吉林石化污水处理厂的活性污泥中驯化、筛选获得一株降解效率高且生长速率快高效耐冷菌，命名为WS-5。该菌能以喹啉作为惟一的碳源、氮源及能源。结合菌体的形态观察、生理生化特性实验及16SrDNA序列同源性对比分析，鉴定菌株WS-5为恶臭假单胞菌（Pseudomonasputida）。不同降解条件下的实验结果表明，菌株WS-5的最佳降解条件是投菌量为15％，pH值范围在8～10，摇床转速为100r／min。最佳降解环境下对200mg／L的喹啉在132h降解率达到了85．3％。菌株WS-5对初始喹啉浓度为50、100、200和300mg／L的初始喹啉浓度分别在36、72、192和262h内完全降解。这将为今后在低温条件下处理含喹啉废水提供技术指导。     

响应面法优化超临界水氧化降解喹啉废水

采用基于中心复合设计(CCD)的响应面分析方法,以H2O2为氧化剂,对超临界水氧化降解喹啉废水的影响因素进行了探讨和分析,考察了温度、压力、停留时间、氧化剂过量倍数对废水降解的影响。在温度380～460℃,压力24～28 MPa,停留时间20～60 s,氧化剂过量倍数0%～400%的条件下分析了TOC去除率的变化。由Design-Expert7.0软件设计分析了实验数据,得到一个二次响应曲面模型,通过实验对模型进行了验证,结果表明,响应面模型的预测值与实验值吻合较好。在最佳操作点温度441℃,压力25 MPa,停留时间60 s,氧化剂过量2.48倍的条件下,TOC去除率达到最高值(95.19%)。     

喹啉及其衍生物微生物降解研究进展

喹啉类氮杂环化合物在水、土壤环境中普遍存在，受其污染的水、土壤环境生物修复是目前环境治理领域的重要课题。介绍了近年来喹啉类氮杂环化合物微生物降解的国内外研究进展，主要包括可利用喹啉类氮杂环化合物作为碳源、氮源和能源的微生物资源、微生物降解的有氧代谢和无氧代谢两大途径，以及喹啉类化合物的降解动力学。在此基础上，提出了需要进一步研究的方向。     

白腐菌对焦化废水中喹啉的降解及机理研究

选用白腐菌BP降解喹啉,研究了白腐菌在不同培养基中对喹啉的降解过程和机理,以及喹啉的降解与白腐菌漆酶活力、生物量比增长速率、培养基pH值的关系。结果显示秸秆滤出液培养基中生长的白腐菌对喹啉具有最高的去除率89%;喹啉的相对去除率与白腐菌漆酶活力、生物量比增长速率具有较好的相关性;白腐菌BP最适pH为6~7;2-羟基喹啉是喹啉降解过程中首先出现的中间产物。     

磷钼酸喹啉容量法测定磷肥废水中磷酸盐

用磷钼酸喹啉容量法直接测试重钙、磷铵等磷肥废水中磷酸盐，方法简便、快速，准确度和精密度均令人满意。     

Fe (II)活化过硫酸盐处理喹啉工艺参数优化及生物毒性

以喹啉为处理目标物,采用Fe²⁺活化K₂S₂O₈（PS）的高级氧化体系在不同环境因素下降解喹啉.结果表明：与单一PS体系和Fe²⁺体系相比,Fe²⁺/PS体系可以有效降解喹啉.在初始喹啉浓度为250mg/L,喹啉/PS物质的量比为1：10,PS/Fe²⁺物质的量比为3,初始pH3,反应温度为45℃,反应时间为80min的条件下,喹啉降解率可达100%.提高PS和Fe²⁺浓度均能有效提高喹啉降解率,但超过一定限值后对喹啉去除效果不明显.Fe²⁺/PS去除喹啉的过程符合一级反应动力学.溶液初始pH值越高,喹啉去除率越低;反应温度越高,喹啉去除率越高.自由基淬灭实验证实,Fe²⁺活化PS体系中有SO₄^-·和OH·的存在,其中由SO₄^-·产生的OH·对喹啉的降解占主导地位.通过GC/MS检测到2种中间产物8-羟基喹啉和2（1H）-喹啉酮,据此推测基于硫酸根自由基强化喹啉降解的可能路径.大肠杆菌急性毒性实验结果证实,虽然Fe²⁺/PS体系去除喹啉过程中产生了毒性更强的中间产物,但酸性条件和较高的反应温度有利于体系脱毒.     

降解喹啉的微生物燃料电池的产电特性研究

通过构建双极室微生物燃料电池(Microbial fuel cell,MFC),对喹啉的降解及MFC的产电性能进行了研究.试验结果表明,当喹啉初始浓度为500 mg·L-1,葡萄糖与喹啉浓度之比为1:1,3:5,1:5时,MFC的最大输出电压分别为558 mV、469 mV、328 mV,运行周期分别为56.4 h、70h、82.5 h;最大功率密度分别为173 mW·m-2、122 mW·m-2、60 mW·m-2(按阳极截面积计算)或者35 W·m-3、24 W·m-3、12 W·m-3(按阳极室有效容积计算).MFC可实现对喹啉的高效降解,但葡萄糖的浓度对喹啉的降解速率有较大影响.当葡萄糖浓度分别为500 mg.L-1、300mg·L-1和100 mg·L-1时,使500 mg·L-1喹啉完全降解的时间分别为6 h、24 h和72 h.MFC闭路条件下对喹啉的降解速率高于开路厌氧条件下的喹啉降解速率约10%.MFC对喹啉的降解与产电速率之间存在差距,喹啉被快速降解至较低浓度(<5rag·L-1)后,MFC的产电性能才达到最优.MFC以用喹啉和葡萄糖作为混合燃料时,可以在实现高效降解喹啉的同时可稳定地向外输出电能,这为杂环芳烃类难降解有机物的高效低耗处理提供了新的途径.     

不同基质体系中白腐菌对喹啉和吲哚的降解

采用单基质及混合基质体系,探讨了白腐菌Pleurotus ostreatusBP对氮杂环化合物的降解规律．结果表明,在弱酸性环境下,白腐菌能有效降解喹啉和吲哚．单基质体系中,喹啉的降解率15d内能达到89．48％,98．17％的吲哚6d内被降解;混合基质体系中,基质（喹啉、吡啶、苯酚及氨氮）的加入能促进白腐菌对吲哚的降解,但（吲哚、吡啶、苯酚及氨氮）却抑制了白腐菌对喹啉的降解．不同基质体系中,白腐菌对喹啉和吲哚的降解分别遵循零级和一级反应动力学．相对单基质而言,混合基质的存在对白腐菌生物学特性产生明显影响,可缩短生长周期,提高生长速率和漆酶活性．漆酶存吲哚的降解中起着重要的作用,但不能完全决定喹啉的降解．图5表2参14     

焦化废水处理系统中喹啉降解菌的种群特征

从首钢及武钢焦化废水处理系统中分离筛选出10 株高效喹啉降解细菌,16S rRNA 鉴定表明它们分别属于假单胞菌及丛毛单胞菌2个属.对这些高效降解菌进行了降解基因片断的PCR 扩增,发现所有假单胞菌属的喹啉降解菌均含有编码转化喹啉为2-羟基喹啉和2,8-二羟基喹啉的基因片断.16S rRNA 与降解基因系统发育树的对比分析,表明细菌进化过程中可能存在的基因突变和水平基因转移现象.根据假单胞菌属的喹啉降解菌降解基因的特异性,利用荧光原位杂交技术对该菌在首钢活性污泥中的种群空间分布进行了检测.另外,对高效降解菌的质粒分布做了初步的探讨,发现喹啉降解基因可能主要编码在细菌的染色体上.