硫化氢降解菌包埋条件及降解特性研究

筛选获得2株硫化氢(H2S)高效降解菌株(T3和B3),分别鉴定为根瘤杆菌属和人苍白杆菌属。采用改进的海藻酸钠(SA)-聚乙烯醇(PVA)对2株菌的混合液进行包埋,并对最佳包埋条件及包埋后的降解效果进行研究,结果表明:SA-PVA包埋的最佳条件:复合载体的配比为2%SA和7%PVA混合溶液;在1%氯化钙和4%硼酸混合溶液中交联24 h;制得粒径为2 mm左右的固定化凝胶小球;包菌量为0.3 g/L;在pH 5.0¹0.0、温度为2510.0、温度为25⁴0℃时,固定化细胞对H2S具有较高的降解能力和抵抗性,当H2S浓度提高到700 mg/m3以上时,48 h后固定化细胞能达到93%以上的降解率,并且其重复脱硫能力明显优于游离态细胞,为工业应用提供了可能性。     

改良PVA包埋固定化活性污泥的特性研究

对比实验发现聚乙烯醇（PVA）中少量添加海藻酸钠包埋微生物效果较好，重点研究了PVA与海藻酸钠混合载体包埋固定化活性污泥系统降解有机物运行过程中凝胶体凝胶溶出特性、包埋工艺对微生物活性的损伤和恢复情况，以及凝胶的物理特性和抗持久性能变化情况。结果表明，包埋固定化微生物小球在反应器中运行时，其物理特性、微生物活性、降解能力及载体本身都要有一定程度的变化；对这些特性的探讨不但能为研究固定化后微生物微观特性打下基础，同时能为工程应用提供理论指导。     

芽孢杆菌H-1菌株的固定化及降解动力学研究

采用海藻酸钠-海藻酸钙法对芽孢杆菌H-1菌株进行包埋实验,测试各固定化因素对凝胶微球物理性能的影响,得到各因素合适的取值范围。以石油降解率为试验指标对固定化因素进行4因素3水平正交试验,结果显示菌株的最佳固定化条件为海藻酸钠浓度7%、菌悬液添加量75%、CaCl2浓度2%、交联时间24 h。对比固定化菌株与游离菌株的降解效果,结果显示固定化菌株的降解效率大于游离菌株。对固定化菌株的降解动力学进行研究,结果表明当石油浓度较低时,固定化菌株的降解动力学方程符合Monod方程的线性简化形式,方程的半饱和常数K S=52.33 mg/L,最大反应速率v max=44.05 d-1。当原油浓度较高时,其降解速率大于方程的v max。     

壳聚糖-海藻酸钠固定化菌小球处理猪场沼液

采用包埋法,以海藻酸钠-壳聚糖为载体、自行筛选的高效脱氨氮菌为目标菌制备固定化菌小球,用于去除猪场沼液中的氨氮.优化了固定化小球的制备条件,考察了废水处理条件对氨氮去除效果的影响.结果表明,固定化菌小球的最佳制备条件为：壳聚糖投加量20g/L、海藻酸钠投加量10g/L、目标菌种包埋量2：5（V/V）.处理含氨氮废水时,在不调节废水pH值的条件下,当固定化菌小球投加量为15g/L、反应时间为4h时,氨氮的去除率为93.9%,其中吸附作用对氨氮的去除率为64.3%,微生物作用对氨氮的去除率为29.6%.扫描电镜表征结果表明,处理废水后,固定化菌小球外部及内部微生物数量明显增多.动力学与等温线拟合结果显示,固定化菌小球对废水中氨氮的去除过程符合准二级反应动力学方程（R²=0.9252）和Langmuir等温线方程（R²=0.9578）.     

菌株qy37吸附包埋固定化的脱氮效果研究

以对异养硝化好氧反硝化菌菌株qy37固定化后的脱氮效果为考察标准,分别研究了不同的吸附、包埋固定化载体和方式对固定化脱氮效果的影响。研究结果表明:以碳纳米管、多孔陶粒、活性炭、石墨四种材料为吸附固定化载体时,纳碳纳米材料的吸附固定化脱氮效果最好,脱氮率可达94%;以海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)制成的SA、PVA、PVA-SA、PVA-SA-活性炭和PVA-SA-纳米材料小球为包埋固定化载体时,PVA和SA混合作为包埋剂固定效果要好于单独作为包埋剂,包埋剂PVA和添加剂SA最佳包埋比是10:1;吸附材料作为强化剂一起包埋的复合式包埋有助于提高固定化小球的稳定性和固定化效果,脱氮率提高5%。其中纳米材料作为强化剂的包埋固定化脱氮效果要优于活性炭,脱氮率可达到85%。强化剂活性炭、纳米材料最佳包埋比是5:4。吸附固定化整体脱氮效率优于包埋固定化。     

烟嘧磺隆降解菌SY-6的固定化、降解特性及其工程化应用

以海藻酸钠为载体,对烟嘧磺隆降解菌SY-6进行细胞固定化,通过单因素实验明确了菌株包埋SY-6的最优条件,并对其降解特性进行研究。结果表明,当海藻酸钠含量为4%,Ca Cl2含量为3%,固化时间为4 h,制得的固定化小球具有较强的机械强度和较好的传质性能及其对烟嘧磺隆的降解率较高。固定化细胞降解烟嘧磺隆的最佳条件为p H为7.0、温度为30℃、包菌量为5%。在不同p H或温度下,与游离细胞相比,固定化细胞有较宽泛的耐受性。将包埋的SY-6投加到序批式反应器(简称SBR)中处理烟嘧磺隆废水,结果表明,菌株SY-6在合适的使用周期内稳定性较高且对烟嘧磺隆废水降解效果较好,为烟嘧磺隆固定化细菌的工程化应用奠定了基础。     

固定化包埋多菌灵白菌对印染废水脱色处理实验研究

采用海藻酸钠(SA)对1株多菌灵降解菌白菌进行包埋固定后用来处理洋红染料废水,并对最佳包埋条件及包埋后对洋红废水脱色效果进行研究。结果表明:用SA包埋法的最佳条件为:菌液与3%SA按1:5体积比混合,在4%CaCl2溶液中室温交联24 h。包埋的白菌小球,在30℃、pH=5,每200 mL废水投加5 g固定化的白菌,反应时间为3 h的条件下,SA包埋的多菌灵白菌对洋红印染废水的脱色率96%,在最佳条件下经过生理盐水冲洗后包埋的固定化小球可以反复使用4次,累计使用时间达12 h。     

功能菌群DDMZ1固定化及其对RB5的处理效果研究

实验用聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)-沸石作为固定化复合载体,使用包埋交联法固定功能菌群DDMZ1,用正交实验对微生物固定化载体物理特性及偶氮染料活性黑5(RB5)降解脱色性能进行了分析和优化。实验结果发现：SA的浓度为1%、PVA的浓度为8%、沸石浓度为2%、菌液OD₆₀₀=0.7和交联时间12 h,包埋交联固定化条件最佳。扫描电镜结果显示：固定化PVA-SA-沸石载体小球内部结构孔隙众多,利于微生物细胞的附着和增殖。固定化功能菌群 DDMZ1 小球机械强度高、储存稳定性好,特别是它循环利用 30批次后,脱色率仍旧保持在90%以上。同时与游离菌相比,固定化功能菌群DDMZ1小球具有更宽的pH适应范围、更高的热稳定性以及更高盐度和染料浓度的耐受性,且具有循环使用次数越多耐受性越强的趋势。首次将天然功能菌群DDMZ1进行固定化并将其应用于偶氮染料活性黑5的处理,研究结果拓展了功能菌群DDMZ1的应用范围,同时对于利用固定化功能微生物处理含染料废水具有重要指导意义。     

不同载体固定化藻菌共生系统的脱氮除磷效果

分别以聚乙烯醇(以下简称PVA)和海藻酸钠为固定化载体,在包埋蛋白核小球藻的基础上, 研究了固定化小球的制备方法;将小球用于城市污水的脱氮除磷过程中比较了 PVA和海藻酸钠的传质效果,并对各自的脱氮除磷效果进行了评价。结果表明,PVA是比海藻酸钠更为合适的固定化载体材料。     

固定化小球藻的制备及对N、P吸收的影响

采用固定化细胞包埋技术制备固定化小球藻.考察了包埋材料、接种游离藻与固定化试剂的配比(v/v)、固定化小球的直径、机械强度等因素对固定化小球藻去除人工模拟废水中N、P的能力的影响;并采用正交试验优化固定化条件.结果表明最佳固定化条件为接种游离藻与固定化试剂的配比为1∶3,固定化小球直径1.0 mm,海藻酸钠含量为3％,...     

Cagelike mesoporous silica encapsulated with microcapsules for immobilized laccase and 2, 4-DCP degradation

In this study, cage-like mesoporous silica was used as the carrier to immobilize laccase by a physical approach, followed by encapsulating with chitosan/alginate microcapsule membranes to form microcapsules of immobilized laccase based on layer-by-layer technology. The relationship between laccase activity recovery/leakage rate and the coating thickness was simultaneously investigated. Because the microcapsule layers have a substantial network of pores, they act as semipermeable membranes, while the laccase immobilized inside the microcapsules acts as a processing plant for degradation of 2,4-dichlorophenol. The microcapsules of immobilized laccase were able to degrade 2,4-dichlorophenol within a wide range of 2,4-dichlorophenol concentration, temperature and pH, with mean degradation rate around 62%. Under the optimal conditions, the thermal stability and reusability of immobilized laccase were shown to be improved significantly, as the removal rate and degradation rate remained over 40.2% and 33.8% respectively after 6 cycles of operation. Using mass spectrometry (MS) and nuclear magnetic resonance (NMR), diisobutyl phthalate and dibutyl phthalate were identified as the products of 2,4-dichlorophenol degradation by the microcapsules of immobilized laccase and laccase immobilized by a physical approach, respectively, further demonstrating the degradation mechanism of 2,4-dichlorophenol by microcapsule-immobilized laccase.     

固定化细菌胞壁多糖吸附铜、锌和镍最佳包埋条件的确定

以聚乙烯醇和海藻酸钠为包埋刺,将细菌胞壁多糖进行包埋固定后,以吸附铜、锌和镍的能力为考察指标,从机械强度、传质性和耐酸性等方面综合考虑确定了固定化小球最佳配方。按照此最佳配方进行吸附能力验证实验,结果发现,该固定化小球对铜、锌和镍的吸附量分别达到0．9571mg／g、0．7843mg／g和0．4548mg／g,且机械强度、传质性和耐酸性都较好。     

固定化小球藻对海水养殖废水氮磷的处理

本研究利用海藻酸钠（SA）作为载体、以氯化钙（CaCl₂）为交联剂,探究小球藻最佳固定化条件及其对海水养殖废水氨氮和磷酸盐的处理效果.通过对比不同浓度SA和CaCl₂对小球藻生长的影响及不同固定化条件的藻球对氨氮、磷酸盐处理效果,确定最佳固定化条件为2.0% SA和2.0% CaCl₂.对比固定化藻球和悬浮小球藻对模拟海水养殖废水氨氮、磷酸盐去除效果,结果表明固定化藻球比悬浮藻液对氮、磷处理效果更好.其中低接种率（1：10）固定化藻球的最大氨氮、磷酸盐去除率分别为63.26%和62.76%.固定化小球藻浓度越高,其净化能力越强,高接种率（1：1）固定化藻球的最大氨氮、磷酸盐去除率分别是85.16%和75.94%.连续流运行下固定化藻球对海水养殖废水氨氮、磷酸盐的平均去除率分别为84.49%和72.17%.小球藻固定化态保留并延长了悬浮态生长活性,提高了对海水养殖废水脱氮除磷效果.     

改性竹炭固定化威尼斯不动杆菌吸附协同降解柴油废水的机理及动力学分析

利用改性竹炭作为载体来固定化威尼斯不动杆菌(Acinetobacter venetianus),用于去除柴油.结果显示,培养96 h后,固定化菌对柴油的去除率为86.35%,要高于游离菌(80.50%).为了探究固定化菌去除柴油的机理,采用动力学拟合实验数据,发现固定化菌去除(吸附-降解)柴油中总石油烃(TPHs)的过程符合伪二级动力学,表明TPHs是先吸附在改性竹炭上,然后被目标菌降解.为了进一步证实,利用扫描电镜(SEM)观察到Acinetobacter venetianus很好地固定在载体材料上.傅里叶红外光谱(FTIR)结果表明,经固定化菌处理后,柴油水溶液的谱图在3437.2、2924.4、1407.8 cm-1处出现新的吸收峰,可能为烷烃降解的酯类及羧酸类物质.GC-MS分析表明,相比游离菌,固定化菌对柴油的去除更为彻底.因此,改性竹炭不仅可以作为良好的固定化载体,同时因其对TPHs良好的吸附性能从而提高了去除效率,为油类污染中TPHs的生物材料修复提供了一个新的视角.     

几种复合载体材料固定化活性污泥的性能及在废水中的应用

制备了几种复合载体材料固定化活性污泥小球,比较了固定化活性污泥的性能及对废水COD的去除率。结果表明,固定化活性污泥比游离态的活性污泥对废水COD的去除率高,其中藻酸钠复合活性炭及壳聚糖复合硅藻土固定化活性污泥对废水COD的去除率较好,当取代度为1.54的羧甲基壳聚糖复合硅藻土固定化活性污泥,废水COD去除率最大4,8 h去除率可达61.2%。     

己烯雌酚降解菌固定化条件优化及其降解性能

以海藻酸钠为包埋剂,制备了己烯雌酚(DES)降解菌株S(Serratia sp.)的固定化菌剂,通过正交试验确定了菌株S的最佳固定化条件:海藻酸钠质量分数为4%,菌悬液与海藻酸钠重量比为1:2,CaCl₂质量分数为4%,交联时间为6h.菌株S的固定化菌剂比游离菌株更有优势;7d时,固定化菌株S对无机盐培养基中DES的去除率为83.84%,较游离菌株高22.84%.优化了固定化菌株S对溶液中DES的处理条件:固定化菌株S接入量为300g/L,初始底物浓度为20~40mg/L.固定化菌株S对DES浓度为40.01,37.90 ,33.52μg/L 3个排污口污水中DES的去除率分别达90.0%,96.0%,96.7%.利用固定化菌株处理实际污水中DES等雌激素具有应用潜力.     

厌氧氨氧化微生物的吸附、包埋固定化效果初探

以活性炭、陶瓷生化环、陶瓷生化球、珊瑚砂、火山石和生化棉为吸附固定化载体,以海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)制成的SA、PVA、PVA-SA和PVA-SA-活性炭小球为包埋固定化载体,研究了厌氧氨氧化微生物固定化的脱氮效果.结果表明,吸附固定化的大部分处理和包埋固定化的部分处理均能维持较高的厌氧氨氧化活性.吸附固定化脱氮效率优于包埋固定化,其中,活性炭吸附固定化脱氮效果最好,初期可以提高活性达30%以上.通过对活性炭吸附固定化的中长期连续运行监测发现,活性炭固定化第6次反应过程的厌氧氨氧化活性是对照的3.5倍.因此,活性炭吸附固定化还具有稳定持续的中长期效应,不失为一条有效提高厌氧氨氧化活性的固定化途径.     

大孔树脂共价固定化漆酶及其对孔雀石绿的脱色研究

以大孔树脂为固定化载体,戊二醛为表面活化剂,采用共价结合法固定漆酶。以ABTS为漆酶底物,通过对固定化漆酶活性的测定,确定大孔树脂固定漆酶的最佳固定条件为：戊二醛浓度=2%、pH=6、活化时间=2 h、固定时间=10 h。在此条件下制备的固定化漆酶能够保持79%的初始活性,获得的固定化漆酶活力能够达到1．94 U·g-1。在酸性条件(pH=3)下,游离漆酶的活性在3 h内丧失71%,而固定化漆酶仅丧失37%,显示出固定化漆酶良好的环境稳定性。固定化漆酶对孔雀石绿染料的脱色率在5h内可达到96%。     

Tyrosinase-modified carbon felt-based flow-biosensors: The role of ultra-sonication in shortening the enzyme immobilization time and improving the sensitivity for p-chlorophenol

Tyrosinase (TYR) was covalently immobilized onto amino-functionalized carbon felt surface via glutaraldehyde-coupling under ultrasonic treatment for 10 min. The resulting TYR-immobilized carbon felt was used as a working electrode unit of bioelectrocatalytic flow-through detector for TYR substrates (catechol, p-chlorophenol (p-CP), p-cresol, phenol etc.). Cathodic peak currents based on the electroreduction of enzymatically produced o-quinones were detected at –50 mV vs. Ag/AgCl. Compared with previous work in which TYR was immobilized onto amino-functionalized carbon felt for 16 hr without the ultrasonic treatment, we succeeded in (1) shortening the enzyme immobilization time from 16 hr to 10 min, (2) enhancing the sensitivity of p-CP, and (3) improving the operational stability of p-CP. The ultrasonic treatment during the TYR immobilization step would lead to certain changes in the structure of the immobilized TYR and the morphology of the immobilized TYR-layer on the carbon felt surface.