Trametes sp. LS-10C漆酶对直接类偶氮染料的脱色作用

利用栓菌(Trametes sp.LS-10C)漆酶在单酶和漆酶-介体体系2种情况下对3种直接类偶氮染料进行脱色。结果表明,在给酶量为10 U·m L~(-1)、染料浓度为100 mg·m L~(-1)条件下反应24 h后,直接蓝86在非介体体系中脱色率达到71.2%,其最适脱色温度和pH范围分别为45~60℃和3.5~5.0;直接橙26在介体体系(10μmol·L~(-1)ABTS)中脱色率达到78.7%,其最适脱色温度和pH范围分别为35~45℃和4.5~6.5;直接红31在介体体系(10μmol·L~(-1)ABTS)中脱色率达到90.7%,其最适脱色温度和pH范围分别为35~45℃和3.5~5.0。     

共基质体系下漆酶介体系统降解氮杂环化合物的研究

采用2,2-连氮-双-(3-乙基苯并噻吡咯啉-6-磺酸)(ABTS)作为介体,与纯漆酶组成漆酶介体系统(LMS),分别研究了单基质和共基质体系下LMS对氮杂环化合物的降解。结果表明:(1)LMS对单基质和共基质体系中的吲哚的降解反应很快达到平衡,约为1h。(2)共基质体系中吡啶的引入,对吲哚的降解没有明显的促进或抑制作用;共基质体系中喹啉的引入,对吲哚的降解有较小的促进作用,而同时引入吡啶和喹啉,一定程度上也促进了吲哚的降解。(3)喹啉不能被LMS所降解。共基质体系中吲哚的引入,对吡啶的降解有一定的抑制作用;对喹啉的降解有一定的促进作用。(4)在LMS的作用下,推断吲哚生成的中间产物是氧化吲哚和靛红;吡啶生成的产物是戊二醛和戊二酸;喹啉最先生成2-羟基喹啉。     

漆酶/香草醛体系生物降解毒死蜱影响因素的研究

研究了漆酶介体体系对有机磷农药毒死蜱生物降解的效果及影响因素.通过对6种介体的试验比较,筛选了合适的介体.在试验条件下,1-羟基苯并三唑(HBT)和2,2’-联氮-二(3-乙基-苯并噻唑-6-磺酸)(ABTS)对漆酶降解毒死蜱存在一定的抑制作用,紫脲酸(VA)和2,6-二甲氧基苯酚(2,6-DMP)对漆酶降解毒死蜱未起促进作用,而天然产物香草醛和愈创木酚可促进漆酶降解毒死蜱,香草醛的促进作用最为明显,选择香草醛作为漆酶介体体系中的介体.研究了漆酶/香草醛体系中,反应时间、漆酶初始酶活、pH、温度、介体投加量及投加方式、毒死蜱初始浓度等因素对毒死蜱生物降解效果的影响.结果表明,控制漆酶初始酶活为0.050 U/mL、pH为5.0、温度30℃,分2次投加香草醛(香草醛与毒死蜱初始值摩尔比分别为40和80)情况下,漆酶/香草醛体系即可在24 h内实现对25 mg/L毒死蜱的有效降解,降解率达98％.     

铜铈复合氧化物催化降解甲基橙

采用水热法制备的铜铈复合氧化物能够直接催化降解甲基橙,探究了铜铈摩尔比、pH、投加量对催化降解效果的影响。研究发现,pH=3.5、Cu/Ce=1、投加量1.0 g·L~(-1)时,甲基橙的降解效果最佳。在0.5～1.0 g·L~(-1)之间时,随着投加量的增加,甲基橙的脱色速率加快,脱色率也有所增加。随着溶液中的pH逐渐下降,甲基橙脱色率有所增加,pH=3.5时,甲基橙脱色率最高;而进一步降低pH至3.0时,脱色率反而下降,可能是强酸腐蚀了金属氧化物表层,降低了甲基橙的降解效果。甲基橙主要因其被降解而脱色,促使甲基橙脱色的活性物质为·OH,且与体系中的分子氧有关,反应过程消耗一定的H+。     

共基质型微生物燃料电池降解偶氮染料与产电

通过构建一个双室微生物燃料电池,以葡萄糖-偶氮染料(甲基橙)混合物为基质,探讨甲基橙初始浓度以及pH对甲基橙在阳极室中同步脱色和产电性能的影响。结果表明,当葡萄糖浓度为1 000 mg·L~(-1),甲基橙初始浓度为300 mg·L~(-1),pH=7.00时,甲基橙脱色率在6 h已经超过了90.00%,且在1 000Ω外阻下最大输出电压能达到0.587 V。而厌氧对照下,脱色率仅为32.06%,MFC能显著提高脱色效果。从甲基橙降解前后紫外可见光谱扫描图上看出,甲基橙的脱色主要依赖于降解脱色而不是微生物的吸附,且脱色过程有中间产物生成。     

高压电晕与臭氧联用对不同结构染料脱色效果的比较研究

比较研究了高压电晕与臭氧联用对活性艳红X-3B(单偶氮)、活性艳蓝X-BR(蒽醌)、活性黑KN-GRRC(双偶氮)、酸性红ARL(单偶氮)、酸性蓝BRL(蒽醌)、酸性橙AGT(双偶氮)和分散蓝2BLN(蒽醌)7种染料模拟废水的脱色效果.结果显示,酸性橙AGT模拟废水的脱色速度较慢,而其他6种染料在15 min内都能完全脱色,这表明染料结构本身的差异决定了脱色效果;活性染料模拟废水的脱色效果优于酸性染料;蒽醌染料和单偶氮染料模拟废水的脱色效果明显好于双偶氮染料.     

灵芝漆酶对直接蓝86的催化脱色性能

利用灵芝菌Ganoderma lucidum U-281漆酶对直接蓝86进行酶促氧化脱色,并对其降解机理进行了探讨。结果表明,染料-漆酶共反应体系在20～50℃及pH小于5.0范围内,直接蓝86均可脱色50%以上;漆酶对直接蓝86具有宽泛的浓度适应性,对300 mg/L的该染料仍具有耐受性。最优脱色工艺参数为温度40℃、pH 5.0、染料初始浓度200 mg/L、漆酶用量1 U/mL。在优化条件下,直接蓝863 h的脱色率达到54.54%,48 h脱色率达到91.54%。紫外-可见吸收光谱分析表明,漆酶的酶促氧化导致染料的分子结构产生了变化,是造成直接蓝86脱色的主要发生机制。     

一株嗜热偶氮染料脱色菌的分离鉴定及其脱色特性

从纺织厂的工业废水排污口取样,分离筛选出了一株嗜热的高效偶氮染料脱色菌PDR2。通过形态学、生理生化特征以及16S r DNA基因序列分析等方法对该菌株进行鉴定,发现该菌为厌氧芽孢杆菌,与Anoxybacillus sp(GQ471935)同源性最高。此外,分别考察了菌株PDR2在不同碳源、氮源、p H以及培养温度等条件下对偶氮染料直接黑38脱色性能的影响,在此基础上进一步研究了菌株PDR2对不同浓度直接黑38染料的耐受性。结果表明,菌株PDR2在55℃、p H 6.0且以葡萄糖为碳源,牛肉膏和蛋白胨为混合氮源时其脱色效果最佳,且菌株对偶氮染料直接黑38有着较强的耐受能力,在染料浓度低于0.4 g·L~(-1)时其脱色效果良好。在最佳条件下静置培养24 h时,菌株PDR2对0.1 g·L~(-1)直接黑38染料的脱色率高达92.34%,展出了良好的应用潜力。     

Ganoderma sp.SYBC L48漆酶酶学性质及其对酸性红1的脱色性能

对灵芝菌Ganoderma sp. SYBC L48漆酶进行了纯化和酶学性质分析,并利用该漆酶对偶氮染料酸性红1进行脱色处理;考察了脱色体系中各因素对脱色效率的影响;采用小麦种子和水稻种子对酶处理后的染料进行了毒性测试。结果表明,以ABTS为底物时,该酶的最适pH为2.5,最适温度为60℃,在pH5～9和20～60℃具有良好的稳定性,Co2+、Cr~(3+)和Fe~(3+)离子对酶活性有较强的抑制作用。在染料浓度100 mg·L-1,酶浓度0.5 U·mL-1,介体HOBT浓度0.25 mmol·L-1,pH为4,50℃的条件下反应30 min后,该漆酶对酸性红1的脱色率可达90.3%;1 mmol·L-1的Cr~(3+)、Cu~(2+)、Al~(3+)和Ni~(2+)存在下,漆酶仍能催化酸性红1脱色;脱色后染料的植物毒性下降。上述结果表明该漆酶在纺织废水处理中具有一定的应用前景。     

9种抗生素对污泥高温厌氧消化的急性抑制

通过急性抑制实验方法评价了9种抗生素(2种氨基糖苷类抗生素核糖霉素、链霉素,2种大环内酯类抗生素红霉素、螺旋霉素,2种四环素类抗生素四环素、土霉素,以及林可霉素、氯霉素和头孢唑啉)在2种浓度(25 mg·L~(-1)和50 mg·L~(-1))水平下对污泥高温(55℃)厌氧消化的急性抑制效果。结果表明,土霉素与链霉素在2种浓度水平下均未对高温厌氧消化产生急性抑制,而四环素与核糖霉素仅在50 mg·L~(-1)水平下导致甲烷累计产量分别下降了36.13%和17.50%。头孢唑啉、林可霉素、红霉素、螺旋霉素和氯霉素在25 mg·L~(-1)浓度水平下即表现出较强的急性抑制效果,其中25 mg·L~(-1)的林可霉素和氯霉素暴露系统中甲烷的累计产量分别下降了29.39%和19.88%,50 mg·L~(-1)浓度水平下进一步降低到51.27%和49.46%。而头孢唑啉、红霉素和螺旋霉素在25 mg·L~(-1)和50 mg·L~(-1)浓度水平下表现出相似的急性抑制效果,累计甲烷产量分别降低了43.03%~47.49%、40.60%~44.91%和54.61%~55.69%。高温厌氧消化前后挥发性有机酸的变化表明,林可霉素主要通过抑制丁酸互营氧化菌活性降低乙酸产量从而降低甲烷产量,50 mg·L~(-1)的核糖霉素主要抑制乙酸型产甲烷古菌活性,而红霉素、螺旋霉素、氯霉素、头孢唑啉和四环素可同时抑制产甲烷古菌和丁酸互营氧化菌活性。     

磷酸盐对高基质厌氧氨氧化反应器脱氮性能的影响

采用模拟废水,在UASB反应器中研究磷酸盐对厌氧氨氧化(Anammox)工艺的长期影响,考察了厌氧氨氧化反应器处理高磷酸盐、高浓度含氮废水的可行性。结果表明:当磷酸盐在进水中的浓度低于750 mg·L~(-1)(25.8 mmol·L~(-1))时,Anammox工艺的脱氮效果较好,且磷酸盐浓度对废水中氮的去除及转化效果影响不大,当磷酸盐浓度增至800 mg·L~(-1)(25.8 mmol·L~(-1))时,Anammox工艺的脱氮性能被抑制,NH+4-N的去除率从96.5%降至74.1%,NO-2-N从97.8%降至75.6%,NRR(nitrogen removal rate)从5.7 kg·(m3·d)-1降至4.4 kg·(m3·d)-1。停止投加磷酸盐后,反应器的脱氮性能得到快速恢复。     

碳氮比对低温投加介体生物反硝化脱氮的影响

污水的生物脱氮效果受低温抑制,投加氧化还原介体有利于反硝化过程。采用规格相同的序批式反应器,使用人工配制硝酸盐废水和经过驯化的活性污泥,考察了不同碳源浓度(碳氮比)对低温(10℃)投加氧化还原介体1, 2-萘醌-4-磺酸(NQS)污水生物反硝化脱氮过程的影响。结果表明:当碳源浓度(以COD计)为150～400mg·L~(-1) (碳氮比为1.8～4.7)时,脱氮效率随碳氮比的升高而升高;当碳源浓度为400～550 mg·L~(-1) (碳氮比为4.7～6.5)时,脱氮效率随着碳氮比的升高而降低;当碳源浓度为400 mg·L~(-1) (碳氮比为4.7)左右时效果最好,总氮去除率最高为64.7%。对于脱氮速率,介体强化脱氮速率随着碳氮比的升高而升高。同时,探讨了投加介体污水生物反硝化脱氮的机理,发现投加介体降低了体系的氧化还原电位(ORP),有利于反硝化脱氮反应的进行。     

纳米铜膜高效快速催化还原染料废水脱色

以Cu(CH_3COO)_2·H_2O为铜源前驱物,水合肼为还原剂,通过浸渍的方法在棉布上负载纳米铜,成功制备了纳米铜膜。利用XRD和SEM对其进行了物相和形貌的表征,以亚甲基蓝(MO)、结晶紫(CV)、甲基橙(MO)和罗丹明B(RhB)等常见的8种染料为目标污染物,评价了其催化还原染料废水的性能。结果表明:制备的纳米铜膜表面的纳米铜颗粒近似球形,平均粒径约700~800 nm,能够加快还原反应中的电子转移,达到快速使染料废水快速脱色的目的。在25℃,纳米铜膜的大小为4 cm×6 cm,NaBH_4的浓度为0.5 mol·L~(-1),所建立的纳米铜膜催化体系能在12 min内使20μmol·L~(-1)的RhB完全脱色,在相同体系下,同浓度的MB、CV和MO的脱色时间分别只需要10 s、30 s和10 min,膜材料重复使用16次以后的脱色效果仍然在98%以上,表现出良好的催化活性和循环性。     

基于UASB-缺氧好氧-混凝沉淀工艺处理印染废水的中试研究

采用UASB-缺氧好氧-混凝沉淀组合工艺处理以印染纯棉纤维、涤纶、腈纶和棉混纺织物为主的综合性印染废水。结果表明,控制UASB反应器水力负荷为0.4 m~3·(m~2·h)~(-1)冬季反应器温度低于15℃时降至0.3 m~3·(m~2·h)~(-1))、UASB进水pH=7.0~8.0、活性污泥A反应器D0=0.5~0.8 mg·L~(-1)、B反应器DO=0.2 mg·L~(-1)、接触氧化反应器采用渐减曝气且气水比12:1、混凝剂PAC(配制浓度10%)和PAM(配制浓度0.1%)投加1.2 mL·L~(-1)和0.9 mL·L~(-1)、絮凝30 min,可以实现COD、色度、氮和硫化物的同步去除,出水指标达到并优于《纺织染整工业水污染物排放标准》(GB 4287-2012)表2的直接排放标准,处理效果好。同时,工艺直接运行成本仅为0.624元·m~(-3)废水,普遍低于同类印染废水处理     

两级自养反硝化实现垃圾渗滤液的深度脱氮

针对目前生物工艺难以解决垃圾渗滤液深度脱氮的问题,探究了短程硝化反硝化-厌氧氨氧化-硫自养反硝化(两级自养)工艺处理高氨氮、低C/N比垃圾渗滤液的脱氮效果。结果表明,当进水垃圾渗滤液中氨氮平均浓度为2 560 mg·L~(-1),COD值为4 000～5 000 mg·L~(-1)时,经过短程硝化反硝化-厌氧氨氧化处理后,总氮去除负荷可达1.19 kg·(m~3·d)~(-1)、总氮去除率可达93.1%(出水TN=176.3 mg·L~(-1))、COD去除率可达52.2%。但是,厌氧氨氧化反应器出水中NO_x~--N浓度为154.5 mg·L~(-1),仍未达到我国生活垃圾填埋场垃圾渗滤液处理排放标准(TN≤40 mg·L~(-1))。在厌氧氨氧化反应器之后串联硫自养反硝化,整体工艺最终出水NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N平均浓度分别为1.9、0.6、9.7 mg·L~(-1),TN≤15 mg·L~(-1),进水总氮去除率为99.5%。在短程硝化反硝化-厌氧氨氧化-硫自养反硝化两级自养深度脱氮反应系统中实现了垃圾渗滤液深度脱氮。     

漆酶/HBT介质系统对靛蓝染料及废水脱色的初步研究

以云芝(Trametes versicolor)1126发酵所得漆酶粗酶液与1-羟基苯并三唑(HBT)组成的漆酶/HBT介质系统对靛蓝染料进行脱色实验,分别考察了温度、转速、pH和HBT与漆酶的加入量等条件对靛蓝染料脱色的影响.最终确定的优化脱色条件为:温度60℃,转速200r/min, pH4.5, 100mL靛蓝染料"溶液"中粗酶液和HBT溶液分别加入2mL.以上述脱色条件对靛蓝印染废水进行脱色实验,反应80min,脱色率可达90.1%.     

紫外线/氯高级氧化降解甲基异噻唑啉酮

采用紫外线/氯高级氧化技术处理水中非氧化性杀菌剂甲基异噻唑啉酮(methylisothiazolinone,MIT),阐明了氯投加量、光强、pH值对MIT降解的影响。研究表明,紫外线/氯高级氧化可以有效去除水中的MIT,且效果优于单独紫外线照射和单独氯氧化的处理效果。MIT的紫外线、氯氧化和紫外线/氯高级氧化降解符合准一级动力学模型,其表观降解速率常数kobs分别为0.037、0.061和0.086 min-1。对于紫外线/氯高级氧化技术,提高氯投加量和紫外线光强能够促进MIT的降解。紫外线/氯高级氧化在酸性条件下对MIT的处理效果较好,不同pH条件下MIT的降解速率顺序为pH 5pH 6pH 7pH 8。研究对MIT处理过程中的消毒副产物产生情况进行了检测,结果表明,紫外线/氯高级氧化处理MIT过程中可生成水合氯醛,单独氯氧化过程中没有检测到水合氯醛的生成。MIT初始浓度30 mg·L~(-1)、氯投加量40 mg·L~(-1)、紫外剂量为2 340 m J·cm-2时水合氯醛的生成量为4.2μg·L~(-1),低于我国水源地标准限值(10μg·L~(-1))。     

S/AMBBR和DE氧化沟对低浓度城市污水的处理效果对比

结合德阳某污水厂双沟交替(DE)氧化沟工艺的运行情况,对比分析S/AMBBR工艺处理低浓度城市污水的处理效果。结果表明:处理同样的低浓度城市污水,DE氧化沟工艺出水不能满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中一级A标准;而S/AMBBR采用加碳源的后置脱氮处理工艺,其出水水质(除总磷外)能够稳定达到国家一级A标准。特别是对总氮的去除,DE氧化沟工艺出水总氮浓度平均值为19.2 mg·L~(-1),去除率仅为30%;而S/AMBBR工艺出水总氮浓度平均值为10.6 mg·L~(-1),去除率高达为64%。S/AMBBR工艺通过外加碳源的方式进行后置脱氮,其脱氮效果理想,解决了污水脱氮难的问题。另外,本工艺可以在原有构筑物的基础上完成提标改造。     

氢自养脱氮法去除污染地下水中硝酸盐氮的模拟研究

针对硝酸盐氮污染地下水,利用含水层介质培养驯化氢自养脱氮菌,借助静态实验,开展氢自养脱氮的室内研究,考察了初始NO_3~--N浓度、C/N、P/N、溶解氧(DO)和腐殖酸(HA)对脱氮能力的影响。结果表明,当初始NO_3~--N浓度为11mg·L~(-1)时,反应7 d后去除率为97.0%;当初始值分别为22和44 mg·L~(-1)时,13 d后去除率为97.9%和60.7%。在C/N≤2∶1时,生成的NO_2~--N峰值达3.45 mg·L~(-1)。当C/N=15∶1~20∶1时,去除率增加至97.1%~97.8%,NO_2~--N为0.12~0.35 mg·L~(-1)。当P/N由0.03∶1增加至0.29∶1时,去除率由76.5%上升至98.1%。当DO≤1.98 mg·L~(-1)时,去除率为93.7%~96.8%;当DO≥3.87 mg·L~(-1)时,去除率降低至84.1%~88.5%。当HA由0.05 mg·L~(-1)增加至38.75 mg·L~(-1)时,去除率为96.8%~98.1%,同时与初始HA相比残留HA呈降低趋势。初始NO_3~--N浓度、C/N、P/N和DO显著影响氢自养脱氮性能。HA抑制自养脱氮性能,且HA存在时部分NO_3~--N被异养脱氮去除。     

基于物化生化耦合的污水深度脱氮除磷新工艺

为了解决常规污水处理技术无法进行完整的硝化反硝化过程,污水厂出水中氨氮、总氮、总磷偏高以及运行成本较高的问题,以某污水厂排水为研究对象,通过物化与生化耦合,构建化学催化生物耦合床(CCBF)脱氮系统,研究CCBF系统对污水厂排水中氨氮、总氮、总磷和COD的去除效能。结果表明:当DO为5.5～6.0 mg·L~(-1)、RT为8 h、C/N为1.5∶1时,CCBF可将NH_4~+-N从48.5 mg·L~(-1)降至4.58 mg·L~(-1)、TN从51.2 mg·L~(-1)降至6.5mg·L~(-1)、 TP从6.6mg·L~(-1)降至0.48mg·L~(-1)、 COD从78.5mg·L~(-1)降至33mg·L~(-1),去除率分别达到89.5%、85.7%、92.5%和57.9%;污水经处理后,氨氮、总氮、总磷、COD均达到城镇污水处理厂污染物排放标准(GB18918-2002)一级A排放标准。利用Eckenfelder方程对系统脱氮过程进行模拟,求得n_(NH_4~+-N)=0.314 764,n_(TN)=0.282 21,K_(NH_4~+-N)=0.128 024,K_(TN)=0.218 59,与水力负荷为0.000 8～0.007 m~3·(m~2·min)~(-1)的常规生物处理相比,系统内部生物量充足、活性高,物化与生物耦合强化效果明显。