喹啉和吡啶共存条件下的MFC产电特性研究

喹啉和吡啶往往共存于实际废水中,本文通过构双极室MFC,以铁氰化钾为电子受体,对喹啉和吡啶在MFC中的降解以及产电性进行研究.结果表明,MFC的最大输出电压随着葡萄糖浓度的降低而降低,当喹啉和吡啶初始浓度均为500mg·L-1,葡萄糖浓度分别为1000、500、100mg·L-1时,最高输出电压逐渐降低,分别为606、537、354mV;最大体积功率密度为18.4、14.4和6.3W.m-3.当以等浓度500mg·L-1的喹啉和吡啶作混合燃料时,MFC的内阻超过1250Ω,最大体积功率密度为2.9W.m-3.周期结束时,COD的去除率达79%以上,喹啉和吡啶均可以完全去除,喹啉的降解速率明显高于吡啶.MFC可以利用喹啉和吡啶作为混合燃料,这为含喹啉和吡啶共存类实际废水的MFC处理提供了理论依据.     

生物沸石对吡啶、喹啉的降解与吸附作用

探讨了通过生物沸石的降解及吸附作用,解决吡啶、喹啉及转化产物NH 4+-N的污染问题.结果表明,生物沸石中的吡啶降解菌Shinella zoogloeoides BC026及喹啉降解菌Pseudomonas sp.BW003能有效去除吡啶、喹啉,同时转化后的NH 4+-N也能被天然沸石或改性沸石所吸附.尽管改性沸石吸附能力不如天然沸石,但其表面能更有效附着微生物,在实际工程应用上更具前景.     

Biodegradation of 2-methylquinoline by Enterobacter aerogenes TJ-D isolated from activated sludge

Bacterial strain Enterobacter aerogenes TJ-D capable of utilizing 2-methylquinoline as the sole carbon and energy source was isolated from acclimated activated sludge under denitrifying conditions. The ability to degrade 2-methylquinoline by E. aerogenes TJ-D was investigated under denitrifying conditions. Under optimal conditions of temperature (35℃) and initial pH 7, 2-methylquinoline of 100 mg/L was degraded within 176 hr. The degradation of 2-methylquinoline by E. aerogenes TJ-D could be well described by the Haldane model (R² > 0.91). During the degradation period of 2-methylquinoline (initial concentration 100 mg/L), nitrate was almost completely consumed (the removal efficiency was 98.5%), while nitrite remained at low concentration (< 0.62 mg/L) during the whole denitrification period. 1,2,3,4-Tetrahydro-2-methylquinoline, 4-ethyl-benzenamine, N-butyl-benzenamine, N-ethyl-benzenamine and 2,6-diethyl-benzenamine were metabolites produced during the degradation. The degradation pathway of 2-methylquinoline by E. aerogenes TJ-D was proposed. 2-Methylquinoline is initially hydroxylated at C-4 to form 2-methyl-4-hydroxy-quinoline, and then forms 2-methyl-4-quinolinol as a result of tautomerism. Hydrogenation of the heterocyclic ring at positions 2 and 3 produces 2,3-dihydro-2-methyl-4-quinolinol. The carbon-carbon bond at position 2 and 3 in the heterocyclic ring may cleave and form 2-ethyl-N-ethyl-benzenamine. Tautomerism may result in the formation of 2,6-diethyl-benzenamine and N-butyl-benzenamine. 4-Ethyl-benzenamine and N-ethyl-benzenamine were produced as a result of losing one ethyl group from the above molecules.     

喹啉为单一燃料在填料型MFC的产电特性研究

多环芳烃是我国近岸海域水体和沉积物中需要优先控制的首位有机污染物,喹啉是典型的含氮杂环芳烃,具有较大的毒性、致畸性和潜在的致癌作用。该研究利用填料型MFC对单一喹啉为燃料的产电性能进行了研究。经过6个月利用喹啉和葡萄糖作混合燃料的驯化,MFC中的阳极群落发生了改变,可以利用单一喹啉进行产电,以200 mg/L喹啉为燃料时的最大体积功率密度为2.7 W/m3。在没有外加葡萄糖可能带来的协同共代谢作用下,利用单一喹啉做燃料时,对喹啉在MFC中的降解途径进行了研究。实验结果表明,以喹啉为燃料时,MFC可以在不利用有机物本身作为电子受体的作用下,通过外电路的电子传递完成电子从阳极到阴极的传递而达到相同的目的。     

改进磷钼酸喹啉重量法测定复混肥料中P_2O_5含量的称样过程研究

磷钼酸喹啉重量法测定复混肥料中有效磷含量的称样过程规定用滤纸包裹试样,滤纸原料来源于天然有机物体,其成分可能含有微量磷。测定过程中,滤纸会引入试剂误差。对去包裹称样法的可行性及其影响进行实验研究,结果表明,改进后称样法降低了实验误差,实验结果的准确度及精密度均可达到《复混肥料中有效磷的测定》(GB/T 8573-2010)的要求。     

脱氮吸附剂深度脱除模拟含氮油中氮化物的研究

将磷钨酸、甲醛气体负载于介孔分子筛SBA-15中制备脱氮吸附剂,其中SBA-15、磷钨酸、甲醛的质量比为10∶7∶3.以喹啉、吲哚和咔唑为目标氮化物,二甲苯及二甲苯和十二烷的混合液为溶剂配制模拟含氮油,考察了反应温度、氮化物类型对脱氮反应速率的影响以及磷钨酸、甲醛的脱氮机制.结果表明,磷钨酸可以有效脱除碱性氮化物和低浓度非碱性氮化物,甲醛能强化吸附剂对非碱性氮化物的选择性.在70℃、脱氮吸附剂与高浓度模拟含氮油质量比为2.0∶30.0的条件下,模拟含氮油中的氮化物在90 min内可以被深度脱除.磷钨酸对碱性氮化物的脱除机制为磷钨酸和碱性氮化物间的配合作用和酸碱反应,磷钨酸对非碱性氮化物的脱除机制为氮化物和甲醛在酸催化下缩合反应生成聚合物.反应吸附剂再生回用后的脱氮能力随氮化物碱性的增强而减弱.     

超声-生化法降解8-羟基喹啉废水的实验研究

本文采用超声-生化(两级好氧)联用的方法,对8-羟基喹啉废水的降解工艺进行了研究。对废水的预处理方法为超声降解法,文中分析了溶液初始浓度、超声时间、超声全程时间以及超声细胞粉碎机的变幅杆直径大小对废水预处理效果的影响。实验结果表明,变幅杆直径为25mm,溶液初始浓度为0.6g/L,超声全程时间在20min,最佳超声时间为2s时降解效率最高,CODcr去除率可以达到40.4%。本实验生化处理方法为普通活性污泥法(两级好氧),一级好氧反应池停留时间选择10h,去除率为69.4%;二级好氧反应池停留时间选择6h,去除率为71.7%。超声-生化(两级好氧)联用对8-羟基喹啉废水处理效果良好,CODcr总去除率达到94.4%。     

共代谢基质对芽孢杆菌Y-4降解异喹啉的影响

以吡啶，葡萄糖和邻苯二甲酸作为共代谢基质，研究了它们对芽孢杆菌Y_4降解异喹啉的影响。实验结果表明各降解过程均遵循二级反应动力学方程：-dS／dt=K2S2＋K1S＋K0。吡啶的加入会抑制异喹啉的降解，并且吡啶的浓度越高，抑制作用越明显。反应体系中葡萄糖的浓度为100-800mg／L时，葡萄糖的加入会促进异喹啉的降解，且葡萄糖浓度越大，异喹啉降解速率P越大，当葡萄糖的浓度为800mg／L时，其降解率速率P可由未加葡萄糖的0．1924h。上升为0．2255h-1。适宜浓度的邻苯二甲酸会对异喹啉的降解产生促进作用，邻苯二甲酸的浓度为50mg／L时，异喹啉的降解速率可由原来的0．1924h-1增加到0．2145h-1，邻苯二甲酸浓度过高反而会抑制异喹啉的降解。     

喹啉为MFC阳极燃料的微生物群落结构演化分析

通过构建填料型微生物燃料电池(MFC),首次对以喹啉为燃料时的MFC阳极表面的微生物群落进行了分析.PCR-DGGE的试验结果表明,随着燃料的改变,微生物群落也发生改变.当以喹啉和葡萄糖的混合溶液稳定地作为燃料时,由于受到喹啉毒性的抑制,微生物多样性降低,优势菌也发生明显的改变.与葡萄糖共基质相比,以单一喹啉为燃料时的阳极微生物优势菌落发生明显改变.新增加一类菌,这类菌与Pseudomonas sp. DIC5RS 的同源性为100%,推测该菌在单一喹啉为MFC燃料时喹啉的降解过程中起到关键作用.     

紫外辐射与生物膜同步耦合降解喹啉

紫外辐射光解与生物降解同步耦合的气升式内循环反应器用于喹啉的降解.实验过程中分别采用单独紫外光解、单独生物降解和紫外光解与生物降解同步耦合的方法对喹啉进行降解.结果表明,喹啉在紫外光解与生物降解同步耦合的作用下,其降解速率明显提高.喹啉降解动力学分析结果表明,喹啉的生物降解可以用有抑制性的Haldane模型描述.相比生物降解过程,单独紫外光解对喹啉的降解速率可以忽略,但将紫外辐射与生物降解耦合在一起后,可以提高喹啉的最大降解速率近1倍并减小抑制常数36%,同时还可以提高喹啉的矿化程度.