耐低温苯酚降解菌的降解动力学研究

研究耐低温菌在15℃水温条件下对不同浓度苯酚的生物降解作用,采用反应动力学方程拟合其降解过程。结果表明：菌株在低温下可降解苯酚,当菌体质量浓度一定时,苯酚降解率及平均降解速率主要与苯酚初始浓度有关。当初始浓度〈350 mg/L时,在48 h内可完全降解,菌株降解过程中没有出现苯酚毒性抑制作用,遵循Monod方程;当初始浓度〉350 mg/L时,苯酚降解率及降解速率均有所下降,由于初始浓度高对菌体产生了抑制作用,降解过程以基质抑制型的Hal-dane方程为主。     

臭氧氧化降解水中青霉素G特性和动力学特征

为考察水中PCN（青霉素G）在臭氧氧化过程中的降解规律与特征,采用臭氧直接氧化法处理模拟废水中的PCN,研究了初始pH、ρ（臭氧）、初始ρ（PCN）、自由基抑制剂TBA（叔丁醇）、反应温度等对水中PCN去除效果的影响,并分析了PCN在臭氧氧化降解过程中的降解特性和动力学特征.结果表明:①在溶液体积为1 L、初始ρ（PCN）为50 mg/L、初始pH为11、ρ（臭氧）为15 mg/L、反应温度为20℃时,反应5 min时PCN去除率为100%,反应2 h时TOC去除率为28.98%.②PCN的降解速率和TOC去除效果随pH的增大而升高,碱性环境有利于PCN的矿化.③臭氧氧化过程中,PCN的降解以臭氧直接氧化为主,其降解中间产物的矿化主要以臭氧间接氧化为主,TBA可抑制强氧化性羟基自由基的产生效率,因而对TOC的矿化有明显的抑制作用.④对PCN的降解过程进行一级、伪一级和二级动力学方程拟合,结果表明,伪一级动力学方程拟合相关性（R2=0.999 7）最高,k（反应速率常数）最大值为0.825 5 min-1.研究显示,臭氧直接氧化可有效降解水中PCN,但对中间产物的矿化去除效果较为有限,臭氧氧化降解PCN的过程遵循伪一级反应动力学方程.      

2株分别降解壬基酚和双酚A细菌的分离、鉴定和降解特性

对上海天山污水处理厂氧化沟的活性污泥进行驯化,分离纯化并筛选得到2株能分别以壬基酚（NP）和双酚A（BPA）为唯一碳源和能源生长的降解菌株N1和B2.根据菌株的16S rDNA序列同源性分析,结合菌落和菌体形态以及生理生化特征,初步鉴定N1为柠檬酸杆菌属（Citrobacter sp.57）,B2为芽孢杆菌属（Bacillus sp.A1-3）.通过摇瓶试验并借助正交试验优化菌株降解条件,结果表明,N1降解NP的最佳条件:35 ℃,初始pH为 5.5,无机盐培养液中初始ρ（NP）为10 　mg/L,降解24 h,去除率达79.64%;B2降解BPA的最优条件:30 ℃,初始pH为 7.0,无机盐培养液中初始ρ（BPA）为10 　mg/L,降解24 h,去除率达78.68%.在该优化温度和初始pH条件下,分别在不同初始ρ（NP）和ρ（BPA）下对N1和B2降解反应过程进行动力学分析,该降解过程在底物质量浓度为5～40 　mg/L时符合Monod方程,N1和B2的动力学参数K_s和μ_m分别为4.32,8.36和0.177 8,0.111 9.      

6种挥发性有机物在甲苯驯化微生物中的好氧生物降解性能

利用振荡摇瓶法测定了6种典型挥发性有机物,甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯、苯和氯苯在甲苯驯化微生物中的好氧生物降解性能.结果表明,在本研究的液相浓度范围内(甲苯＜174mg/L,邻二甲苯＜149mg/L,间二甲苯＜129mg/L,对二甲苯＜133mg/L,苯＜234mg/L,氯苯＜146mg/L),3种二甲苯、苯和氯苯的降解速率随其初始浓度的增大而增加,符合一级反应,这5种VOCs未对微生物产生明显的抑制或毒害作用;甲苯的液相浓度大于85mg/L时,其降解速率不随初始浓度的增大而改变,其降解规律符合Monod方程.     

吡啶在紫外光辐射下的生物降解

吡啶是一种难降解的含氮杂环化合物,难以用单一的生物方法使其有效降解.本研究采用气升式内循环紫外光辐射与生物膜一体化反应器,通过单独紫外辐射降解(photolysis,P)、单独生物降解(biodegradation,B)以及紫外辐射与生物同步耦合降解(photobiodegradation,P&B)3种方法对吡啶进行间歇降解和连续降解,以比较吡啶的降解规律.结果表明,间歇降解过程中,方法 P&B对吡啶的降解速率最快,其次是方法 B,而方法 P的速率最慢.初始浓度为100 mg.L-1的吡啶溶液分别采用方法 P、B和P&B进行间歇降解,其去除速率分别是:4.95、10.2和14.58 mg.(L.h)-1.根据Monod模型求解出吡啶在方法 B和方法 P&B降解下的动力学方程,其饱和常数KS从1 920.4 mg.L-1下降至1 094.1 mg.L-1.采用连续流方式对进水浓度分别为50、100和300 mg.L-1的吡啶溶液分别采用方法 P、B和P&B进行降解,其单位体积平均体积去除速率分别是:15.8(P)、23.1(B)和24.9 mg.(L.h)-1(P&B),且高于间歇降解方法.研究结果表明,紫外辐射与生物膜同步耦合,可以缓解吡啶对生物膜的抑制,并且生物仍能保持其降解吡啶的生物活性,从而提高吡啶生物降解的速率.     

金属离子及盐度对硝基苯厌氧生物降解过程的影响

以硝基苯废水处理反应器内的污泥为菌源,采用间歇反应的方法分别考察Fe3+,Ni2+,Zn2+,Al3+,Cr(Ⅵ)和Cu2+ 6种金属离子及盐度对硝基苯厌氧生物降解过程的影响.结果表明,适宜质量浓度的Fe3+,Ni2+,Zn2+,Al3+和Cr(Ⅵ)可促进硝基苯的降解. 当ρ(Fe3+)为5 mg/L,ρ(Ni2+),ρ(Zn2+)和ρ(Al3+)为1.0 mg/L及ρ〔Cr(Ⅵ)〕为0.50 mg/L时,硝基苯的降解速率提高5%～23%. 当ρ(Fe3+),ρ(Ni2+),ρ(Zn2+),ρ(Al3+),ρ〔Cr(Ⅵ)〕和ρ(Cu2+)分别大于50,10.0,5.0,5.0,5.0和0.25 mg/L时,金属离子开始对硝基苯降解菌产生抑制作用,毒性顺序为Cu2+>Cr(Ⅵ)>Al3+>Zn2+>Ni2+>Fe3+. 硝基苯降解菌生长的最佳盐度为0.25%～1.00%.      

重金属对白腐菌降解十溴联苯醚的影响

考察了重金属(Cu、Cd、Pb)对白腐菌生长及其降解十溴联苯醚(BDE-209)的影响及其机制.结果表明,低浓度重金属(≤1 mg.L-1)可促进白腐菌的生长,高浓度则表现为抑制作用,1 mg.L-1时促进作用大小为:Cd>Pb>Cu;白腐菌可高效降解BDE-209,7 d内对BDE-209(1 mg.L-1)降解率可达69.7%;重金属可显著影响白腐菌对BDE-209的降解(P<0.05),低浓度的Cu(≤1 mg.L-1)和Cd(≤0.5 mg.L-1)对BDE-209的降解表现为促进作用,其中Cu为1 mg.L-1时促进作用最明显,降解率为84.4%,而Pb则为抑制作用;高浓度(>1 mg.L-1)的重金属均会抑制BDE-209的降解,抑制作用大小为Cd>Pb>Cu,且随浓度增大抑制作用增强;降解率与生物量变化不完全正相关.白腐菌对BDE-209的降解过程符合一级反应动力学方程,Cu、Cd存在条件下,随着其浓度的增加,降解速率常数k表现为先增加后减少,Cu为1 mg.L-1时k值达到最大,为0.321 2;Pb存在条件下,k值表现为逐渐减小.进一步研究了重金属对白腐菌胞外酶降解BDE-209的影响,并运用SPSS 17.0对胞外酶降解与菌体降解进行距离相关性分析,结果表明,未添加重金属时胞外酶降解与菌体降解差异不大,其降解率分别为63.7%、69.7%;3种重金属存在条件下其相关系数R值均大于0.9,由此推断胞外酶是起降解作用的主要部分,重金属主要通过影响白腐菌胞外酶的方式作用于BDE-209的降解.     

硝酸盐还原条件下不同碳源对萘生物降解特性的影响

以萘为模型化合物,研究硝酸盐还原条件下萘的反硝化降解特性,考察了乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐、戊酸盐、乳酸盐及葡萄糖作为补充碳源对萘反硝化降解效果的影响,以及不同补充碳源及初始ρ(萘)对反硝化过程硝酸盐还原活性的影响. 结果表明:当初始ρ(萘)为20 mg/L时,乙酸盐、丙酸盐、葡萄糖和丁酸盐的存在对萘的反硝化降解具有促进作用,而戊酸盐和乳酸盐的存在对其具有抑制作用. 补充碳源存在下,萘的反硝化降解速率顺序为乙酸盐>丙酸盐>葡萄糖>丁酸盐>无补充碳源>戊酸盐>乳酸盐,且降解过程符合一级反应动力学. 补充碳源与萘共基质系统中,随着初始ρ(萘)的升高,萘的去除率和硝酸盐的还原活性均有所降低.      

苯胺对间歇及连续运行硝化过程的毒性抑制试验

以经过驯化的苯胺降解菌和硝化菌作为菌源,在悬浮污泥间歇反应器中及三相流化床反应器中分别考察了间歇及连续进水2种工艺条件下苯胺对硝化过程的毒性抑制作用.结果表明,苯胺对悬浮污泥间歇反应器中的硝化菌有较强的抑制作用,仅当苯胺浓度低于3 mg/L时,硝化菌的活性才能逐渐恢复,且恢复的时间随着苯胺的初始浓度的增高而延长.实验结果还显示,适宜的水力停留时间(HRT)是保证三相流化床中苯胺成功降解及硝化脱氮的关键工艺条件.当进水苯胺浓度为200 mg/L,HRT为10 h时,反应液中苯胺浓度为6.58 mg/L,硝化率可达84.95%,由此表明膜硝化反应器抵抗苯胺毒性抑制的能力强于悬浮污泥硝化反应器,在工业上采用三相流化床膜硝化反应器对含毒性有机物的废水进行硝化脱氮处理是有实际应用价值的.     

光催化降解水介质中的人工甜味剂安赛蜜

研究了紫外(UV)体系对水介质中人工甜味剂安赛蜜降解的影响因素和动力学模型。结果表明,在相同的pH值下,光降解反应速率常数随安赛蜜初始浓度升高而减小;不同安赛蜜初始浓度下,光降解反应速率常数受到pH值的影响也不同。当安赛蜜初始平均浓度为13 mg/L时,在pH值为7时的光降解速率最快,且在反应时间6 h内符合一级反应动力学模型,光降解速率常数为0.819 0 h~(-1)。安赛蜜初始平均浓度为108 mg/L时,在p H=9时光降解反应速率常数最大为0.223 4 h~(-1)。安赛蜜初始平均浓度为54 mg/L时,在pH为7和9且反应时间6 h内符合一级反应动力学模型,光降解速率常数分别为0.350 38和0.361 93 h~(-1)。     

斜生栅藻降解邻苯二甲酸二甲酯和苯胺的动力学研究

斜生栅藻降解邻苯二甲酸二甲酯和苯胺的动力学研究阎海雷志芳叶常明（中国科学院生态环境研究中心，北京１０００８５）关键词斜生栅藻；邻苯二甲酸二甲酯；苯胺；降解动力学邻苯二甲酸酯类是广泛使用的人工合成有机物，主要作为塑料和橡胶等化工产品的增塑剂，我国和...     

专性好氧菌降解苯胺废水的动力学研究

研究了苯胺在专性好氧菌Ｏｃｈｒｏｂａｃｔｒｕｍａｎｔｈｒｏｐｉ(人苍白杆菌)作用下的降解规律,讨论苯胺初始浓度及菌种接种量对苯胺降解速率的影响,当初始浓度低于８００ｍｇ／Ｌ时降解速率随浓度增加而加快,高于１０００ｍｇ／Ｌ时则表现出抑制作用;在可降解浓度范围内,该专性好氧菌能将苯胺完全降解而消除其污染;此外,通过对解降过程动力学实验数据的分析计算,得出苯胺的降解反应在不同浓度范围内分别表现为零级或一级关系      

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.     

好氧颗粒污泥及其高效菌株降解苯胺的试验研究

以苯胺为唯一碳源和氮源,培养降解高浓度苯胺废水的好氧颗粒污泥,该体系对苯胺废水的最高耐受浓度高达6 000mg/L.通过分离纯化,从颗粒污泥体系中获得2株具有不同降解特征的苯胺降解菌adx1和adx3,菌株adx1在降解速率上具有明显优势,而菌株adx3对苯胺的最高耐受浓度高于adx1.上述菌株在降解苯胺过程中均遵循Haldane动力学模型,菌株adx1和adx3的最大比较降解速率分别为0.924 g/(g.h)和0.645 g/(g.h),比生长速率分别为0.487 g/(g.h)和0.440 g/(g.h).16S rDNA测序结果表明adx1和adx3分别属于Pseudomonas和Achromobacter属,与好氧颗粒污泥PCR-DGGE指纹图条带1和4测序结果一致,表明上述菌株分别为好氧颗粒化体系中优势菌群之一.     

O3／UV处理苯胺废水的研究

比较了O3/UV和03刖V等3种方法对苯胺废水的处理效果,并探讨了O3/UV方法的作用机理。单独采用UV方法时,苯胺的去除率仅为4-2％,而采用O3/UV方法时,在O3通入量为21．4mg／min,初始pH值为6．74和苯胺质量浓度为100mg／L的条件下,反应10min时苯胺的去除率可达99％。随着苯胺初始浓度增大,反应速率变慢,苯胺降解基本符合伪一级动力学反应规律。     

单歧藻降解4-乙基酚的动力学研究

以4-乙基酚为研究对象,分4个系列浓度组研究其在单歧藻作用下的可降解性及其影响因素,并采用最近提出的生物降解二级反应动力学方程拟合其降解过程.实验结果表明,单歧藻可降解4-乙基酚,其降解速率与藻细胞浓度和有机物初始浓度有关.在较低的有机污染物浓度范围内,动力学常数K主要由藻细胞活性即藻生长速率r决定.      

氨氮对异养硝化菌Acinetobactor sp.活性影响及动力学特性分析

异养硝化菌株Acinetobactor sp.JQ1004能够在初始氨氮浓度为0~2000mg/L范围内进行生长和氮源代谢,菌株在初始氨氮浓度为2500mg/L条件下被完全抑制,无法生长.当菌株在温度为30℃,pH7.5,转速为160r/min,初始氨氮浓度分别为100,300,500,700,1000,1500,2000,2500mg/L条件下培养时,菌株的最大比生长速率分别为0.251,0.308,0.286,0.243,0.197,0.115,0.088h^-1,相应的最大比氨氮降解速率分别为1.335,1.906,1.859,1.759,1.562,1.286,0.965g/（gDCW·d）.在高浓度氨氮和游离氨的抑制作用下,菌株的比生长速率及对氨氮的比降解速率随初始氨氮浓度的增加呈先增加后降低的趋势.3种基质抑制动力学模型（Haldane,Yano,Aiba模型）均能够很好地模拟菌株随初始氨氮浓度的生长变化规律,对应地相关系数分别为0.9944,0.9983和0.9929.由Haldane模型可知,菌株在不同初始氨氮浓度（游离氨）条件下的最大氨氮比降解速率μ_max为2.604h^-1,基质亲和系数K_s为22.57mg/L,基质抑制系数K_i为1445.31mg/L.其中由K_i值远大于自养菌（硝化细菌及厌氧氨氧化菌等）的值,这表明异养硝化菌株Acinetobactor sp.JQ1004比自养菌具有更强的抗抑制能力.另外,菌株在游离氨浓度为5.436mg/L时,比生长速率达到最大值0.583h^-1.以上研究结果表明,菌株JQ1004在处理高氨氮废水中具有潜在的应用前景.     

氟苯胺同系物降解性能对比实验研究

利用驯化污泥研究了邻氟苯胺、对氟苯胺、2,4-二氟苯胺的好氧生物降解性能.结果表明,3种氟苯胺的好氧生物降解性能从高到低依次为,对氟苯胺、邻氟苯胺和2,4-二氟苯胺.降解动力学分析表明,在初始浓度在8～50 mg·L^-1范围内,除2,4-二氟苯胺在实验浓度8.56 mg/L时为一级反应,其他为零级反应.且它们的降解规律都符合Monod方程.污染物化学结构特性与其生物降解性能相关性研究表明,热力学参数与氟苯胺好氧生物降解性能相关性最好,空间参数次之,而电性参数最差.并研究了共代谢条件下葡萄糖和苯胺对2,4-二氟苯胺的好氧降解的影响,葡萄糖的引入有促进作用,而苯胺只在一定浓度范围内有促进作用.因而,氟苯胺的生产废水与生活污水合并处理以及多种组分混合废水处理是可行的.