降解长链烷烃菌株的选育及性能研究

以正十六烷无机盐培养基为选择培养基,从武汉石化输油管附近土壤中筛选出1株高效降解长链烷烃的菌株,命名C3,对其进行生理生化、16S r DNA鉴定,C3为不动杆菌属。在正十六烷浓度为1 000 mg/L的无机盐培养基中接入4%的种子液,放入35℃、125 r/min摇床中震荡60 h,C3对正十六烷的降解率可达100%,其降解动力学拟合结果符合Monod模型。将C3应用到柴蜡的降解,96 h后,1 000 mg/L的柴蜡混合溶液的降解率能达到91%。C3产生的生物表面活性剂经鉴定为磷脂类活性剂,排油圈直径为80 mm,CMC约为35 mg/L,能将水的表面张力降低到20.79 m N/m。该菌株对长链烷烃的降解提供了良好的菌源。     

细菌与真菌优化组合降解污水中氰化物研究

研究降氰细菌与真菌组合对工业废水中氰化物的降解性能.将从电镀厂水样和活性污泥中分离出的8株降氰细菌与降氰真菌的悬浮液进行等体积混合,以降氰效果最佳的混菌组合为研究对象,研究其组成比例、废水温度、废水pH值、降解时间和摇床转速对降氰率的影响,并在试验得到的适宜降解条件下处理电镀厂实际含氰废水.结果表明,除2#细菌和真菌及9#细菌和真菌的组合外,其他混菌组合的降氰率均优于已筛选获得的单菌株,其中8#细菌与真菌组合的降氰率最高.该组合的适宜降氰条件为8#细菌悬浮液∶真菌悬浮液=3∶2(体积比)、34 ℃、pH=6.0、降解20 h、114 r/min转速.适宜降氰条件下,菌液∶废水∶细菌生长培养基=1∶1∶1(体积比)时,8#细菌与真菌组合对氰化物质量浓度为202 mg/L、42.9 mg/L、9.07 mg/L、1.57 mg/L和1.09 mg/L的5种实际废水的降氰率分别为84.85%、82.77%、80.37%、80.25%和79.82%.其中,氰化物初始质量浓度为1.57 mg/L和1.09 mg/L时,废水经混菌降解处理后的氰化物质量浓度低于0.5 mg/L,符合国家一级排放标准(GB 8978-88)(≤0.5 mg/L).研究表明,8#细菌与真菌混合菌的降氰率较高,在实际含氰废水处理中具有良好的应用前景.     

光合细菌CZ-1降解甲氰菊酯及其生物学特性研究

从长期使用拟除虫菊酯类农药的土壤中筛选分离到1株甲氰菊酯降解菌CZ-1,对其降解特性和生物学特件进行了研究.经生理生化试验和16 S rDNA序列同源性分析,初步将菌株CZ-1鉴定为红假单胞菌属(Rhodopseudomonas sp.).GC对菌株CZ-1降解特性的研究表明,菌株CZ-1以共代谢方式降解甲氰菊酯.最佳降解条件为:pH=7.5,35℃.菌株CZ-1在最佳降解条件下,7 d对200 mg/L的甲氰菊酯降解率达75.36%.荫株CZ-1对植物促生的相关特性表明,培养24h,菌株CZ-1能够产生吲哚乙酸(IAA)(1.86±0.12)mg/L,ACC脱氨酶活性为(0.39±0.01)U/mg,能显著增加玉米的根长.     

邻苯二甲酸二甲酯(DMP)降解菌的分离鉴定及降解特性

采用梯度压力驯化法从河流沉积物中筛选到一株能够以邻苯二甲酸二甲酯(Dimethyl Phthalate,DMP)作为碳源和能源生长的菌株,命名为THF-2,对其进行16S r DNA扩增、T/A克隆后测序,菌株THF-2被鉴定为恶臭假单胞菌(Pseudomonas putida)。研究了温度、初始p H值和表面活性剂对菌株THF-2降解DMP的效果,测定了邻苯二甲酸酯(PAEs)对菌株THF-2生长的影响,进而分析了菌株对不同质量浓度DMP的降解效果。结果表明,菌株在15~20℃对DMP具有良好的降解效果,最适温度为20℃;在p H=4~8范围,随p H值升高,DMP降解率增大,最佳p H值条件为8.0。在最适条件下,经过72h培养,菌株THF-2对质量浓度500 mg/L的DMP降解率达89.5%。不同表面活性剂对THF-2降解DMP的影响存在差异。添加质量分数1%非离子表面活性剂曲拉通X-100和吐温80,对THF-2降解DMP有一定的促进作用,但差异不显著(p0.05);当曲拉通X-100和吐温80添加质量分数为2%和3%时,降解作用受到抑制,降解率与添加量呈显著负相关(r=-0.98,p0.05)。添加离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)会抑制THF-2对DMP降解作用。DMP降解试验表明,当DMP质量浓度为100~500 mg/L时,THF-2对DMP的降解符合一级动力学方程模型,降解半衰期为13.92~27.08 h。因此,菌株THF-2可应用于低温地区及低温条件下DMP的生物处理。     

MBBR-A2O/MBR处理农村生活污水动力学研究

采用MBBR-A2O/MBR(又称BCO-MBR)工艺,对水质特征呈现低碳源高氮磷、水质波动大和日变化系数大等特点的农村生活污水进行研究。对比MBBR-A2O/MBR工艺在5种不同水力停留时间下的(0.42 d、0.50 d、0.75 d、1.25 d、1.50 d)运行状况,挑选出最佳的水力停留时间,并利用Lawrence-McCarty模型构建该工艺的污染物降解动力学方程。结果表明,随着水力停留时间(HRT)的延长,MBBR-A2O/MBR工艺对污染物的去除效果逐渐提升。当HRT为1.25d,CODCr、NH3H、TN、TP平均进水质量浓度分别280.67mg/L、36.88 mg/L、50.59 mg/L、2.51 mg/L时,平均出水质量浓度分别为34.33 mg/L、3.19 mg/L、5.13 mg/L、0.63 mg/L,平均去除率分别可达87.86%、89.92%、89.85%、74.95%。CODCr、NH3H、TN出水质量浓度在城镇污水排放标准一级A限值以下,TP出水质量浓度达到一级B标准,因此确定最佳的HRT为1.25 d。污染物降解动力学计算所得模拟值与实际出水质量浓度测量值拟合度良好,其中CODCr模拟值与平均测量值一致性最高,相对误差在0.02~0.14,NH3H与TN的相对误差分别在0.19~0.60和0.1~0.33。这表明污染物降解动力学方程可以较好地模拟工艺出水的污染物质量浓度。CODCr降解动力学方程常数为Vmax=0.19 d-1,KS=82.97 mg/L;NH3H降解动力学方程常数为Vmax=0.02d-1,KS=8.49 mg/L;TN降解动力学方程常数为Vmax=0.024 d-1,KS=8.10 mg/L。研究的动力学常数与传统活性污泥法动力学常数相比,KS较高,而Vmax较低,导致Vmax较低的主要原因可能是测定的污泥质量浓度高于实际有效的质量浓度。研究对利用MBBR-A2O/MBR工艺处理农村生活污水和传统活性污泥工艺提标改造具有一定的应用参考价值。     

涕灭威降解菌培养条件的优化及降解特性研究

分别在山东泰安、聊城、菏泽、枣庄、潍坊长期施用涕灭威的农田采集土样,通过富集培养法筛选出1株降解涕灭威能力较高的细菌ZH-1,经生理生化与分子鉴定,该菌株为鞘氨醇杆菌(Sphingobac-terium sp.).为使该菌能更好地用于涕灭威残留污染治理,研究其生长和降解的适宜条件.结果表明.适合ZH-1菌株生长和降解的最佳碳源和氮源分别为蔗糖和硝酸钠;振荡(120 r/min)培养时该菌的适宜降解温度为30℃,且在低温时的生长和降解能力优于高温;培养基适宜pH值为7,且偏酸性条件下菌株的降解能力高于偏碱性条件;外加氮源硝酸钠的适宜质量分数为0.3%.在适宜培养条件下,恒温振荡培养5 d后菌株ZH-1对初始质量浓度为12.5 mg/L、25 mg/L、50mg/L、100mg/L、200mg/L的涕灭威的降解率分别为51%、58%、69%、50%、35%,对涕灭威的绝对去除量随着涕火威初始质量浓度的增加而增加.外加氮源质量分数低于0.3%时,菌株的生长量随外加氮源质量分数的增加而增加,因此可在实际应用中加入一定氮源以促进该菌的生长.     

铋酸钠可见光光催化氧化水中苯胺的研究

采用铋酸钠为催化剂,在可见光条件下光催化氧化处理苯胺,分别采用单因子试验和正交因子试验研究了苯胺初始浓度、苯胺废水初始pH值、催化剂投加量对氧化效果的影响,分析了光催化动力学模型和动力学速率方程。结果表明,铋酸钠光催化氧化能够快速降解水中的苯胺,试验中各条件下苯胺的降解率2h后最低也可达到60%以上,一些条件下甚至可达95%以上;正交试验表明最佳运行条件为pH=5,催化剂投加量为1 g/L,苯胺初始质量浓度为20 mg/L;铋酸钠光催化氧化苯胺符合Langmuir-Hinshelwood一级动力学模型及其动力学速率方程;苯胺初始质量浓度从20 mg/L增加到60 mg/L时,反应速率从0.040 2min-1降至0.022 2 min-1。     

Sphingomonassp.SJ-1对染料结晶紫的降解脱色特性

从长期受染料污染的污泥中分离出一株能够对结晶紫降解脱色的菌株SJ-1。根据形态、生理生化和16S rRNA系统发育分析得出,SJ-1属于鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas sp.)。使用LB培养基,SJ-1对700 mg/L结晶紫的24 h降解率为78.16%。该菌株降解结晶紫的适宜温度为25~30℃,适宜p H值为6.0~8.0;通气量对SJ-1影响较小,在缺氧条件下也可较好地降解结晶紫,4 h时通气量较小试验组(装液量≥125 m L)降解率仍大于40%。SJ-1降解结晶紫的酶主要位于细胞外,属组成型表达酶。     

一株蜡状芽孢杆菌降解毒死蜱的影响因素研究

为了明确一株蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus HY-2)对毒死蜱的降解特性,在基础培养基中定量添加毒死蜱和降解菌进行混合摇培,每12 h取样检测毒死蜱残留量和菌株生长量,研究了接种量、毒死蜱初始质量浓度和含盐量等因素对菌株降解毒死蜱的影响。结果表明,接种量为8%(体积分数,接种体密度为OD600=3.0)时对80mg/L毒死蜱的降解率最高,为53%。随毒死蜱初始质量浓度增加,菌株的生长受到不同程度的抑制,然而随着毒死蜱的降解,菌体的生长量迅速增加,培养液的p H值随降解菌的增殖而逐渐上升。毒死蜱初始质量浓度为40~150 mg/L时,随降解时间延长,毒死蜱的残留质量浓度逐渐下降;而毒死蜱初始质量浓度为200 mg/L时,毒死蜱质量浓度在降解过程中出现了先上升后下降、然后逐渐下降的现象。降解菌对Na Cl有较高的耐受度,当Na Cl质量浓度为20~70 g/L时,降解菌在60 h时对80 mg/L毒死蜱的降解率为27%~53%。     

波茨坦短芽孢杆菌降解4-氯酚和苯酚的特性

考察了波茨坦短芽孢杆菌对4-氯酚的降解特性及4-氯酚与苯酚在双底物体系中的相互作用。结果表明,波茨坦短芽孢杆菌能以4-氯酚为唯一碳源和能源,完全降解200 mg/L、250 mg/L及300 mg/L的4-氯酚所需时间分别为48 h、63 h和84 h,但该菌无法降解350 mg/L的4-氯酚,表明较高浓度的4-氯酚对细胞生长有较强的抑制作用。酶活分析表明,4-氯酚可诱导波茨坦短芽孢杆菌合成氯代邻苯二酚1,2-加氧酶并通过邻位裂解途径降解。细胞生长动力学过程符合Haldane方程,动力学参数为细胞最大比生长速μmax=0.145 h~(-1),半饱和系数KS=30.45 mg/L,底物抑制系数Ki=127.62 mg/L,决定系数R~2=0.98。在4-氯酚和苯酚双底物降解过程中,4-氯酚的存在会抑制苯酚的降解,当4-氯酚初始质量浓度为40 mg/L时,1 400 mg/L苯酚被完全降解耗时更长,菌体优先利用苯酚作为碳源和能源,苯酚被完全降解后大部分4-氯酚才开始被降解;苯酚对4-氯酚降解的影响体现为低浓度促进和高浓度抑制,苯酚促进时质量浓度为100~300 mg/L,而苯酚质量浓度高于300 mg/L会产生抑制作用,当苯酚初始质量浓度为200 mg/L时4-氯酚降解速率最大。采用Abuhamed动力学方程可以准确描述4-氯酚/苯酚双底物降解体系中细胞生长过程,苯酚对4-氯酚降解的抑制程度I_(1,2)=1.47,4-氯酚对苯酚降解的抑制程度I_(2,1)=2.56,决定系数R~2=0.95。研究表明,4-氯酚对苯酚降解的抑制作用大于苯酚对4-氯酚。     

ZVI与TCE反应参数优化及动力学方程的建立

以批量研究的方法,考察了ZVI纯度、ZVI粒径、ZVI投量、p H值、温度和初始TCE浓度对TCE去除的影响,建立了ZVI去除TCE的动力学方程。最佳参数为:ZVI纯度92%,ZVI粒径30目,ZVI投量30 g,p H值为6.0,温度25℃,初始TCE质量浓度50 mg/L。最佳条件下TCE去除率可达73.6%,反应符合一级动力学方程。     

淀粉接枝物和聚合硅铝混凝剂处理制浆造纸废水

采用实验室制备的淀粉丙烯酰胺接枝物(GCAS)和聚硅酸硫酸铝(PASS)混凝剂对制浆造纸废水进行处理,考察了pH 值、药剂用量及沉降时间等对COD去除率和透光度的影响,得出了最佳实验条件.实验结果表明:淀粉丙烯酰胺接枝物在pH=2.0左右时处理效果较好,其最佳用量为32 mg/L;聚硅酸硫酸铝在pH=10.0左右时处理效果较好,最佳用量为48 mg/L;采用复合混凝剂时,淀粉丙烯酰胺接枝物和聚硅酸硫酸铝的用量分别为32 mg/L和48 mg/L,pH=8.0～9.0,沉降时间为25 min条件下,COD去除率达85%以上,透光率可达99%.该复合混凝剂既可以有较高COD去除率,又可以避免二次污染,有较好的环保效果.     

一株高效苯酚降解菌的性能研究及动力学分析

苯酚和酚类化合物是工业废水中的主要环境污染物,如焦化厂、炼油厂和石油化工厂等,去除工业废水中的酚类化合物对环境保护有极其重要的意义。通过富集驯化,从石化污水处理厂的活性污泥中筛选出一株产生物表面活性剂的高效苯酚降解菌。并对其进行了生理生化鉴定及降解性能的研究。实验结果表明,BPH-3菌为假单胞杆菌;菌株最佳的降解条件pH=7.0,温度为30℃,转速为150 r/min,最高耐盐度为3%,在接种量为5%,苯酚初始质量浓度为600 mg/L,菌株12 h内的降解率可达100%。     

磁粉活性污泥法处理城市生活污水的反应动力学特征

磁粉活性污泥法是在传统活性污泥法中加入磁性粉末(Fe3O4)的废水生物处理方法。在最佳运行状况下,对磁粉活性污泥法基质降解动力学进行了研究。磁粉活性污泥法基质降解符合一级反应规律,利用Monod方程对试验数据进行拟合,确定了其动力学参数,半速率常数Ks、有机底物的最大比降解速率vmax分别为10.39 mg/L和0.804 d-1。     

砜嘧磺隆降解菌的分离及特性研究

为了进行砜嘧磺隆污染的生物修复,从农药厂废水排放口的污泥中,通过富集培养和平板稀释法,分离筛选出一株具有较强降解砜嘧磺隆特性的菌株N2.通过形态观察及生理生化试验对其进行鉴定,同时对其性质进行了初步研究.结果表明,该菌株为沙雷氏菌属(Serratia marcecens);该菌株降解砜嘧磺隆的最适温度为30～35 ℃,最适pH值为6.0,适宜接种量(预培养24 h,离心后用缓冲液洗涤的菌种OD_600值为0.897)为1.0%(V/V),在72 h内对20 mg/L的砜嘧磺隆降解率为93.71%;随砜嘧磺隆质量浓度升高,降解率下降.研究表明该菌株有很好的实际应用价值.     

重金属Cu2+抗性菌的筛选与吸附性能研究

采用富集培养方法从污水处理厂污泥中分离筛选出3株对Cu2+吸附能力较强的菌株,考察pH值、温度和Cu2+初始质量浓度对3株菌吸附能力的影响。结果表明,Z-1-4在pH值为5.0,30℃,Cu2+质量浓度为140 mg/L时吸附效果最好;Z-1-5在pH值为6.0,28℃,Cu2+质量浓度为170 mg/L时吸附效果最好;Z-1-6在pH值为6.0,28℃,Cu2+质量浓度为140 mg/L时吸附效果最好。其中菌株Z-1-5吸附能力最强,吸附容量可达13.68 mg/g。对Z-1-5进行16S rDNA序列分析,初步确定为鞘胺醇单胞菌(Sphingomonas sp.)。     

TiO2悬浆体系光催化降解酸性红B动力学分析

采用TiO2悬浆体系, 以高硼紫外灯为光源, 考察了酸性红B 光催化降解中溶液初始质量浓度、催化剂投加量、无机盐、空气通入量、pH 值对光催化降解速率影响.用Langmuir-hinshelwood 方程描述酸性红B光催化动力学行为. 结果表明:初始质量浓度增加, 反应由一级向零级过渡; 催化剂投加量在0.5～2.5 g/L时, 30 mg/L酸性红B一级反应速率常数与投加量成线性关系; 5种溶解性无机盐对光催化降解酸性红B存在抑制作用, 阴离子影响大于阳离子; 通入空气影响动力学行为, 改变反应级数.本实验在pH 值为3时光催化降解效果最佳, 且酸性条件下比碱性下条件效果更好;TiO2表面吸附能力随pH 值增大而减弱,光催化过程控制步骤在酸性和碱性条件不同.