化固定化Methylibium petroleiphilum PM1细胞降解MTBE及动力学特性分析

采用海藻酸钙包埋固定化高效降解菌Methylobium petroleiphilum PM1降解水相中的甲基叔丁基醚(MTBE),考察了不同强化方法对凝胶颗粒机械强度和降解活性的影响.响应面结果表明,交联剂和培养基中Ca2+浓度分别为0.2 mol·L-1和1.38mmol·L-1,化学交联剂聚乙烯亚胺(PEI)浓度为0.1%时,强化固定化细胞具有较高的降解活性.在此条件下,凝胶颗粒在24h内机械破碎率仅为5.98%,并能连续使用400 h以上,未出现颗粒溶解破碎现象,降解速率较为稳定.扫描电镜观察,PEI处理后的凝胶颗粒表面形成一层薄膜,能有效防止细胞泄漏,并能维持PM1细胞良好的生长繁殖.动力学分析表明,降解的限速步骤为生化反应,直径3 mm凝胶颗粒对底物的扩散限制最弱;而高浓度的PEI能引起严重的扩散限制现象.     

甲基叔丁基醚（MTBE）降解菌株的分离鉴定及降解动力学研究

从银杏根部土壤中分离驯化出1株能以MTBE为唯一碳源生长的菌株A1,经过16S rDNA序列分析后,初步鉴定该菌株为睾酮丛毛单胞菌（Comamonas testosterone）;进一步试验研究了微生物接种量、pH值、温度、MTBE初始浓度等环境因素对MTBE降解的影响.结果表明,菌A1降解MTBE的最佳条件为：pH值7.0,温度25℃,接种量2　mL（D₆₀₀=2.523 A）,初始MTBE浓度50 mg/L.在此降解条件下,7　d后MTBE去除率最高可达98.89%（与空白实验对比,MTBE挥发量占46.55%）.菌A1降解MTBE符合高浓度底物抑制的酶促反应类型,其基本降解动力学参数rmax=0.872　d^－1,Km=7.832 mg·L^－１,Ks=130.75 mg·L^－１.     

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。     

响应曲面法优化苯酚降解菌Pseudomonas stutzri JFL2008固定化细胞活化培养基

以聚乙烯醇、海藻酸钠为复合载体,固定化Pseudomonas stutzri JFL2008,通过响应曲面法优化活化培养基,考察活化培养的固定化细胞降酚能力。结论：在连续完全降解1 000 mg/L苯酚过程中,活化培养比未经活化培养的固定化细胞多运行10个批次,表明响应曲面法适用于活化培养基的优化。     

固定化皮氏伯克霍而德氏菌降解喹啉的研究

从焦化污泥中通过富集培养筛选到 1株以喹啉为唯一碳源和氮源的菌种 ,鉴定为 Bukholderia pickettii sp.,即皮氏伯克霍而德氏菌 ,革兰氏阴性菌 .采用固定化凝胶小球和纱布 - PVA复合载体固定化 ,对 2种方法降解喹啉的效果进行了比较 .就纱布 - PVA复合载体固定化微生物进行其降解喹啉的动力学研究 ,在喹啉浓度为 50 ,1 0 0 ,30 0 ,50 0 mg/L时 ,降解动力学方程遵循零级反应 ,降解速率常数随着喹啉初始浓度的升高而增加 .     

嘧菌酯降解菌的分离及降解动力学分析

由于嘧菌酯的广泛使用和残留对环境中非靶标生物有氧化胁迫作用,所以其危害越来越引起人们的关注。该文驯化筛选出一株高效降解嘧菌酯的菌株,并探讨了其修复嘧菌酯污染的最适条件。利用嘧菌酯为唯一碳源筛选能有效降解嘧菌酯的菌株G7,对菌株进行形态生理生化特征试验及16S r RNA基因同源性分析确定该菌株的系统发育学地位。通过响应面分析法和正交试验确定菌株G7外界和液体降解最优条件。经过优化培养基和外界培养条件后得到48 h后在K2HPO42 810 mg/L,KH_2PO_4781 mg/L,NH_4NO_31 000 mg/L,(NH_4)_2SO_4821.39 mg/L,Na Cl 825.16 mg/L,Mg SO_4·7H_2O 1 000 mg/L,嘧菌酯168.86 mg/L,p H为7.25,温度37℃,摇床转速为175 r/min的条件下降解率最高为84.17%,并确定了G7菌株为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),通过降解动力学建立了降解过程的数学模型。     

工程菌及其固定化细胞对有机磷农药的降解

用抗性库蚊酯酶基因,引入原核表达载体pRL439,转化大肠杆菌HB101细胞,获得表达.通过酶切、Southern杂交鉴定重组质粒.研究了重组菌酯酶的活性,重组质粒pRL-B1表达的酯酶具有高酶活并能高效降解酯酶的特异性底物a-乙酸萘酯(a-NA)和β-乙酸萘酯(β-NA);经对重组菌进行细胞固定化后降解有机磷农药对硫磷(1605),反应时间短,降解效率高.     

固定化菌降解溴氨酸的特性及其动力学研究

鞘氨醇单胞菌QYY菌能以溴氨酸为唯一碳源、氮源和能源生长。考察了用海藻酸钙包埋该菌细胞对溴氨酸废水进行处理的降解和动力学过程。确定了固定化鞘氨醇单胞菌QY(Y以下简称固定化菌)处理溴氨酸废水的最适条件为:接种量10mL固定化菌,摇床转速100r/min,pH7,温度30℃。最佳降解条件下,固定化菌降解溴氨酸的过程符合Haldane模型。     

固定化细胞单级生物脱氮动力学模型研究

以PVA为载体 ,采用冷冻 解冻法混合固定硝化菌和反硝化菌 ,在鼓泡床中研究了固定化细胞单级生物脱氮的动力学。结果表明 :在固定化细胞单级生物脱氮过程中 ,内扩散对反应的影响非常小 ,脱氮速率受化学反应控制。反应的动力学可以用Monod方程来表示 ,其动力学常数Ks 和vmax分别为 30 3 0mg L和 0 0 96mg L·s。用模型计算的脱氮速率与实测值非常接近     

固定化技术降解有机废水的动力学研究

利用流化床反应器对固定化活性污泥降解抗生素废水进行了动力学试验研究。根据不同的动力学模型对其进行曲线拟合和参数估值，获得本试验条件下的动力学模型及其参数，并在此基础上分析该体系耐受有机物的最大限度。     

生物滴滤塔净化甲基叔丁基醚废气的研究

应用生物滴滤塔处理甲基叔丁基醚废气,研究其挂膜启动及稳定运行阶段的降解性能,并考察了稳定期该系统的生物群落结构.结果表明,生物滴滤塔在停留时间为60 s,进气质量浓度为100 mg·m~(-3)的条件下,运行23 d后完成挂膜,填料上的生物量明显增加,去除率可维持在70%以上.反应器稳定运行时,去除负荷可达13.47 g·(m3·h)~(-1),矿化率可达68%;用Haldane模型拟合生物滴滤塔中去除负荷的变化趋势,获得理论ECmax为21.03 g·(m3·h)~(-1),KS为0.16 g·m~(-3),KI为0.99g·m~(-3).运用高通量测序技术分析生物膜中的微生物群落结构,发现其中优势菌属为Methylibium sp.和Blastocatella sp.,分别占11.33%和9.95%.     

铜绿假单胞菌对DBP的降解特性研究

采用小容量全萃取方法,研究了1株铜绿假单胞菌对BDP的降解特性.结果表明,该菌株对DBP具有高效降解能力,当DBP浓度为400 mg/L,投菌量为2 g/L时,t_1/2为3.60　d;其降解过程完全符合一级反应动力学.DBP作为该菌生长的唯一碳源时,其降解过程包括快速生物吸附、解析、降解等几个阶段.实验还确认了存在邻苯二甲酸单丁酯和邻苯二甲酸2种中间产物,从而验证了DBP在双加氧水解酶作用下2步水解变为邻苯二甲酸的历程.     

铜绿假单胞菌胞内酶粗提液对十溴联苯醚的降解

探讨了铜绿假单胞菌粗酶液对十溴联苯醚(BDE-209)的降解特性,结果表明,该菌株胞内酶在12 h内对1 mg.L-1的BDE-209降解率达到了69.22%,温度、pH值、酶蛋白浓度及底物BDE-209浓度均会影响胞内酶粗提液对BDE-209的降解效率.当BDE-209浓度为1 mg.L-1时,BDE-209适宜的酶促降解条件为:温度30℃,反应pH值7.5,且降解率随着酶浓度的增加而增大.胞内酶对BDE-209的降解过程符合一级动力学反应模型,底物浓度为1 mg.L-1时降解速率最快,半衰期为6.9 h.胞内酶降解BDE-209符合高浓度底物抑制的酶促反应类型,其基本降解动力学参数为rmax=0.133 mg.(L.h)-1,Km=0.642mg.L-1,Ki=1.558 mg.L-1.     

电化学氧化与生物法联合降解木质素

为开发经济和环境安全的木质素降解技术,采用ECO-BD(electrochemical oxidation and biodegradation, 电化学氧化与生物降解)工艺联合降解木质素,以Ti/Sn-SbO₂电极为阳极,无水Na₂SO₄为电解质,在恒电流条件下,应用响应面法得到ECO-BD联合降解木质素的最佳电化学条件:电流密度为8.64 mA/cm2,电量为20.00 kC,c(Na₂SO₄)为0.15 mol/L. 在该条件下,ECO-BD对1 g/L木质素溶液的COD_Cr去除率为59.31%,单位能耗为28.87 kW·h/kg. 采用傅里叶变换红外光谱及气相色谱-质谱对ECO-BD联合降解木质素过程中的降解产物进行分析发现,ECO能有效地破坏木质素的酚羟基结构及发色基团,木质素多聚体的醚键先被断裂形成单体,随后芳环结构被氧化生成醌类化合物,再进一步开环和裂解生成小分子酸类或被矿化成CO₂和H₂O;电解后溶液生化可降解性由0.20~0.25升至0.31~0.37,缩短了后续生物降解时间. 研究显示,ECO能先行打断抵御微生物攻击的木质素顽固键合结构,有利于后续BD消除残余碎片,实现木质素的ECO-BD高效低成本降解.      

拉乌尔菌sari01的分离及其异养硝化好氧反硝化特性

拉乌尔菌属是肠杆菌科中新分类的一个属,具有降解多种环境污染物的能力.本研究通过异养硝化培养基富集,从活性污泥中筛选出1株拉乌尔菌,命名为sari01.通过单因素和响应曲面实验研究,得出菌株sari01硝化作用的最适条件:碳源为柠檬酸钠、pH为7.0~7.5、温度为30℃、C/N为15、接种量为7.5%、溶氧以装液量计取50 mL,此时氨氮去除率可达99.9%,其中33.7%被转化成气体而去除,剩余部分转化为细胞生物量.菌株sari01能够利用亚硝酸盐和硝酸盐为唯一氮源进行生长,在优化培养条件下氮的去除率分别为98.4%和65.2%.说明菌株sari01具有很强的异养硝化和好氧反硝化特性,能够独立完成异养硝化和好氧反硝化脱氮过程,在污水处理中具有潜在的应用价值.     

Comamonas sp. IDO2合成靛蓝的特性研究

利用吲哚降解菌丛毛单胞菌(Comamonas)IDO2转化吲哚合成靛蓝,优化靛蓝合成条件,并对合成产物进行分析.结果表明,菌株IDO2能够在苯酚、萘、苯和菲的诱导下转化吲哚合成靛蓝,在苯酚诱导时靛蓝的产量最高.采用表面响应法优化菌株合成靛蓝的条件:吲哚197.76mg·L~(-1),苯酚203.39 mg·L~(-1),酵母浸粉0.18%,在此条件下靛蓝的合成量为9.0 mg·L~(-1),与初始条件下的产量相比提高了104%.此外,考察了不同金属离子对菌株IDO2合成靛蓝的影响,结果表明Ba~(2+)和Ca~(2+)对靛蓝的合成具有促进作用.采用液相色谱/飞行时间/质谱联用对菌株IDO2转化吲哚的产物进行定量和定性分析,发现合成产物主要为靛蓝和靛红,并依此提出了可能的反应途径.     

Biodegradation of p-cresol by aerobic granules in sequencing batch reactor

The cultivation of aerobic granules in sequencing batch reactor for the biodegradation of p-cresol was studied. The reactor was started with 100 mg/L of p-cresol. Aerobic granules first appeared within one month of start up. The granules were large and strong and had a compact structure. The diameter of stable granules was in the range of 1-5 mm. The integrity coefficient and granules density was found to be 96% and 1046 kg/m³, respectively. The settling velocity of granules was found to be in the range of 2× 10^-2-6× 10^-2 m/sec. The aerobic granules were able to degrade p-cresol upto 800 mg/L at a removal efficiency of 88%. Specific p-cresol degradation rate in aerobic granules followed Haldane model for substrate inhibition. High specific p-cresol degradation rate up to 0.96 g p-cresol/(g VSS. day) were sustained upto p-cresol concentration of 400 mg/L. Higher removal efficiency, good settling characteristics of aerobic granules, makes sequencing batch reactor suitable for enhancing the microorganism potential for biodegradation of inhibitory compounds.     

表面活性剂对热带假丝酵母降解苯酚的影响

通过液态发酵培养法探讨了添加2种化学表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、曲拉通X-100(Triton X-100)以及生物表面活性剂二鼠李糖脂(dirhamnolipid,diRL)对1株热带假丝酵母(Candida tropicalis)降解苯酚的影响.结果表明,发酵液中苯酚的分解和菌体生长的不同步,反映了苯酚对该菌的毒性作用以及苯酚降解过程中中间产物的形成.CTAB对热带假丝酵母具有毒性作用,抑制菌体对苯酚的降解.低浓度(0.1、0.3CMC)的Triton X-100对C.tropicalis的生长及对苯酚的降解有一定的促进作用,分别将苯酚降解完全的时间由空白的48h提前至24h和36h;随着Triton X-100浓度增大(1.0、3.0CMC),降解初期菌体的衰亡减缓,但使菌体生长滞后,苯酚分解完全的时间延长.生物表面活性剂diRL促进菌体对苯酚降解的同时显著地促进了C.tropicalis的生长,且促进作用随着加入diRL浓度的增大而增强,1.0、3.0CMC的diRL将苯酚降解完全的时间都提前到24h;而diRL在发酵过程中浓度也逐渐降低,这表明diRL很大程度上减弱了苯酚对菌体的毒性,并且可以共同作为碳源促进菌体的生长.