1株分离自煤矿废水的铁硫氧化细菌LY01的鉴定及其氧化特性研究

从贵州省某煤矿废水中分离出1株嗜酸性的铁硫氧化细菌菌株LY01,经过对该菌株的形态特征、理化特征检测及16S rRNA序列分析,初步鉴定菌株LY01为嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans).在无机盐培养液中菌株LY01可以从氧化Fe2+、单质硫(S0)及黄铁矿(FeS2)获得能量生长,对Fe2+的氧化速率最快,反应30 h即可将44.2 g.L-1的FeSO4.7H2O完全氧化,菌体细胞达到4.2×107个.mL-1;反应21 d可将溶液中10 g.L-1含量的S0氧化6.7%,溶液中SO24-浓度达2 001 mg.L-1,菌体细胞达到8.9×107个.mL-1;反应20 d可将溶液中30 g.L-1含量的FeS2氧化10%,溶液中SO24-浓度达4 443 mg.L-1,菌体细胞达到3.4×108个.mL-1.研究重金属离子Ni2+、Pb2+对菌株LY01氧化FeS2活性的影响,结果发现10～100 mg.L-1的Ni2+对菌株LY01氧化FeS2活性有一定的影响,而10～100 mg.L-1Pb2+对菌株LY01氧化FeS2的活性无影响.     

氧化硫硫杆菌TS6的生长条件及其对重金属耐受性研究

采用纯培养的方法研究了温度和介质起始pH以及重金属对嗜酸性氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans TS6)菌株生长与活性的影响.研究表明,菌株TS6的最适生长温度为28℃,最适起始生长pH范围为2.0～6.0.在上述条件下,TS6旺盛生长,表现出氧化硫能力最强.通过检测TS6对几种重金属(Cr3 、Cu2 、Zn2 、Ni2 )的耐受性,结果发现TS6对上述重金属均有较强的耐受性,至少可耐受Cr3 、Cu2 、Zn2 、Ni2 的浓度分别达1500、400、1000和250mg·L-1.在相同的浓度下,不同重金属对TS6生长产酸作用的影响由小到大依次为Cr3 、Zn2 、Cu2 、Ni2 .随着TS6菌株驯化时间的延长,它们对重金属的耐受性可望得到进一步的增强,完全满足对各种污水污泥进行生物淋滤处理的条件.     

1株铁基质自养反硝化菌的脱氮特性

从武汉市东湖深层底泥中分离得到1株铁基质自养反硝化细菌W5,对其自养反硝化脱氮性能进行了研究.结合生理生化试验和16S rRNA基因序列分析,初步鉴定菌株W5属于微杆菌属(Microbacterium sp.).对其脱氮能力和影响因素的研究结果表明,W5菌株的最适脱氮培养条件为NO-3-N 40 mg·L-1,Fe2+500 mg·L-1,pH 6.8~7.0.在最适脱氮条件下培养一周,硝酸氮去除率可达到87.0%,在整个培养过程中亚硝氮产生量很少,最高不超过0.31 mg·L-1.同时未见有氨氮生成,硝酸氮大部分转化成N2.作为电子供体的Fe2+的氧化率达到95.2%.     

1株草除灵高效降解菌的分离鉴定与降解特性研究

从农药厂废水处理池的活性污泥中分离得到1株能以草除灵为唯一碳源生长的菌株.经生理生化鉴定和16S rRNA基因序列同源性分析,将此菌株初步鉴定为Methyloversatilis sp.,命名为MBLHC-2.对菌株MBLHC-2的生长特性研究表明,液体培养时,菌株呈絮状生长;在30℃、pH 8.0的R2A培养基中生长...     

氧化亚铁硫杆菌的分离及生长特性研究

从酸性矿坑水中分离得到3株细菌S1、S2和S3,经16S rRNA序列分析,S3为氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferrooxidans)。对S3菌,选取初始Fe2+浓度和初始pH值为影响因子,设计正交试验,通过测定培养过程中pH值、氧化还原电位Eh、Fe2+浓度和总Fe浓度的变化,并计算Fe2+氧化速率,研究初始Fe2+浓度和初始pH值对细菌生长的影响。     

优化混合菌培养及废电路板添加促进铜的浸提

以嗜酸氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)和氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)为出发菌株,优化混合菌培养及废弃印刷线路板(PCBs)粉末添加方式提高铜浸提效率。首先考察2种菌接种量对混合菌生长的影响;其次响应面优化混合菌培养液pH,硫酸亚铁(FeSO_4·7H_2O)和单质硫(S)浓度;最后采取多点添加策略提高PCBs添加量和铜浸取率。结果表明,混合菌培养最佳条件:嗜酸氧化亚铁硫杆菌与氧化硫硫杆菌接种量之比为1∶2,pH 1.56,FeSO_4·7H_2O和S为16.88和5.44 g/L;多点添加PCBs策略为:48 h添加量6.4 g/L,96 h添加量9.6 g/L,144 h添加量12.8 g/L。混合菌在此工艺条件下培养240 h后,铜浸取率高达92.6%。     

辛硫磷降解菌XSP-1的分离、鉴定及其降解特性研究

从农药厂污泥中分离到1株能以辛硫磷为唯一碳源生长的细菌, 命名为XSP-1.根据其生理生化特征和16S rRNA基因序列相似性分析, 将该菌株初步鉴定为戴尔福特菌属(Delftia sp.). 该菌株能在7 h内完全降解100　mg/L的辛硫磷. XSP-1降解辛硫磷的最适pH为7.0, 最适温度为35℃, 降解速率与初始接种量呈正相关, 该菌株对甲基对硫磷、毒死蜱、杀螟硫磷也有较好的降解能力. 根据已报道有机磷农药降解基因mpd的保守序列设计引物, 未从该菌株中扩增到目标条带, 但是该菌株是否带有新的有机磷农药降解基因仍需要进一步研究.     

脱氮硫杆菌的分离鉴定和反硝化特性研究

从土壤中分离到1株高活性自养反硝化菌TD,并对其进行了鉴定和硝酸盐还原特性研究.该菌株为革兰氏阴性短杆菌,严格自养.16S rDNA序列分析表明.该菌株与ThiobaciUus denitrificans相似性为99.85%.结合生理生化特性和16S rDNA序列分析,确定菌株TD为脱氮硫杆菌.通过对该菌的生长特性和反硝化特性的研究表明,该菌在初始pH为6.85,32.8℃培养条件下脱氮效果最佳;在初始pH为6.90,29.5℃培养条件下生长最快.该菌生长比较缓慢,没有明显的稳定期,对数生长期阶段的反硝化能力最强,反硝化速率最快,达到了2.245 mg·(L·h)-1,在培养过程中培养基pH值明显下降.较高盐度对该菌株的反硝化活性有抑制作用.该菌株的急性毒性实验结果显示,脱氮硫杆菌对健康鱼体几乎无毒,属于无毒性菌株.     

可降解三乙胺的赤红球菌S6-2的筛选与鉴定及降解特性

为治理制药废水中残留的难降解有机污染物TEA(triethylamine,三乙胺),以石家庄某污水处理厂的活性污泥为材料,采用富集培养和选择培养,分离筛选到1株能以TEA为唯一碳源和氮源生长代谢的降解菌——S6-2.通过测定形态特征、生理生化特性、G+C(碱基对)摩尔百分比及16S rRNA基因序列系统发育分析,该菌株被鉴定为赤红球菌(Rhodococcus ruber).采用单一影响因素试验分析菌株S6-2对TEA的降解特性,结果表明:菌株S6-2具有较强的TEA降解能力及降解稳定性；其最适降解温度为32 ℃,最适降解pH为8.0.菌株S6-2可耐受较高浓度TEA,在ρ(TEA)为900 mg/L的培养基中仍能生长；在最适条件下,菌株S6-2对TEA的降解率为70.7%±1.8%.该株菌在含TEA的无机盐平板上传代培养15代后,对TEA的降解率为69.3%±2.5%,说明菌株S6-2对TEA的降解具有稳定性.研究显示,菌株S6-2可作为TEA污染水体生物修复的潜在资源.      

节杆菌S-4的鉴定及其生物脱硫特性研究

水体中的硫化物以及天然气和沼气中含有的硫化氢不仅污染环境,而且危害人体健康。为了探索绿色清洁的生物除硫方法,一株具有硫化物氧化能力的细菌S-4从硫铁矿石表面的土样中分离获得。该研究通过观察菌株S-4的菌落形态特征以及比对16S rRNA序列,得知菌株S-4属于节杆菌属(Arthrobacter sp.)。单因素试验和Box–Behnken响应面优化试验对其生物脱硫特性进行研究,结果表明菌株S-4对培养温度和初始pH值较敏感,在初始pH 7.4、30℃、培养66 h的条件下,菌株S-4生长速率快,S~(2-)氧化率高,达到S~(2-)最大氧化率93.84%,在生物脱硫等领域具有一定的应用价值。     

Penetration analysis of elements and bioleaching treatment of spent refractory for recycling

Acidithiobacillus ferrooxidans ATCC23270 and Acidithiobacillus thiooxidans TM-32 were used for bioleaching of spent refractories of aluminium and copper melting furnaces for their recycling.Firstly,penetration of elements into aluminium melting furnace refractory was investigated and it was found that up to 7 cm from surface was contaminated.Comparison on leaching efficiency by the strains ATCC23270 and TM-32 found that the strain ATCC23270 could treat larger amount of the refractories than the strain TM-32 could do.In the experiment of bioleaching of spent refractory aluminium melting furnace by the strain ATCC23270,high leaching efficiency were obtained on Al,Si,and Ca,and extremely low leaching performance was,however,shown on the rest of elements i.e.,Na,Mn,and Zn.Under the strain TM-32 use,relatively high leaching performance was recognized on Al,Si,Ca,Na,Mn,and Zn.In the experiment of bioleaching for spent refractory copper melting furnace,almost the same leaching trends were shown on Cu,Zn,Al,and Si under the strains ACTT23270 and TM-32 uses.     

嗜酸氧化亚铁硫杆菌处理线路板行业污泥的无害化

研究了一株用于浸出线路板中Cu的嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans简称:A.f菌)在高固液比下无害化处理线路板污泥的影响.实验以A.f菌为原始菌种,通过周期性的驯化培养,在不同的浸出条件下探究了生物浸出时间、培养基pH值、菌种驯化周期、固液比和硫酸亚铁浓度等因素对A.f菌浸出线路板行业污泥中有价金属的影响.结果表明:当固液比高于1:20时,溶液中高浓度的重金属对微生物浸出有抑制作用,但通过连续的驯化培养可以提高菌种的耐受性,在FeSO4·7H2O投加量为60g/L、9k培养基初始pH为0.5、浸出时间为6d、固液比为1:10的条件下, Cu、Ni和Zn的浸出率可达:78%、53%和74%.     

Tween-80对生物淋滤法去除垃圾焚烧飞灰中重金属的影响

通过接种氧化硫硫杆菌和序批式培养试验,研究了不同浓度表面活性剂Tween-80对飞灰生物淋滤过程中重金属溶出的影响.Tween-80的作用表现为:低质量浓度促进,高质量浓度抑制,最佳质量浓度约为1.5g/L.ρ(Tween-80)为1.5 g/L时可显著提高元素硫的生物氧化速率,加速飞灰浆液的酸化,从而提高飞灰中重金属的溶出(去除)率.但是当ρ(Tween-80)超过3.0 g/L时,将对硫杆菌的生长与增殖产生抑制甚至毒害效应,使生物淋滤反应不能顺利进行.结果表明:在常规的飞灰生物淋滤处理中添加1.5g/L的Tween-80,经过15 d的淋滤,Cd,Zn,Cu与Pb的去除率最高分别达到87.1%,81.8%,72.3%与31.9%;而不加Tween-80的对照组,4种重金属的去除率分别为84.0%,74.4%,67.5%与27.1%.      

氧化亚铁硫杆菌对方铅矿的生物氧化作用初步研究

利用从大宝山尾矿库酸性矿山废水培养得到的氧化亚铁硫杆菌（A．f．菌）和方铅矿进行初始pH2．00和3．。O条件下的无菌氧化、含茵含铁氧化和含菌不含铁氧化实验。通过测定实验过程溶液的阳离子、硫酸根离子含量和pH值,实验固体产物的XRD分析和反应前后方铅矿表面的电镜扫描（SEM）对比分析,获得如下结论：（1）方铅矿在初始p...     

Isolation, identification and arsenic-resistance of Acidithiobacillus ferrooxidans HX3 producing schwertmannite

Schwertmannite, a ubiquitous mineral present in iron oxyhydroxides formed in iron- and sulfate-rich acid media, favors incorporation of some toxic anions in its structure. We reported an iron-oxidizing bacterial strain HX3 from a municipal sludge that facilitates the formation of pure schwertmannite in cultures. Ferrous iron oxidation by the isolated strain HX3 was optimum at an initial pH of 2.0-3.3 and temperature of 28-35°C. Pure schwertmannite was found through bacterial oxidation of ferrous iron at an initial pH 2.8and temperature 28°C. Following 16 S rDNA gene sequence analysis the bacterial strain HX3 was identified as Acidithiobacillus ferrooxidans. The arsenic-resistance A. ferrooxidans HX3 showed the potential of environmental application in arsenic removal from the As（Ⅲ）- and iron-rich acid sulfate waters directly by As（Ⅲ） adsorption or the formation of schwertmannite in the environment.     

生物沥浸对牛粪沼液脱水性能的影响研究

采用嗜酸性硫杆菌,通过摇瓶试验研究了不同硫杆菌及其复合生物沥浸对含固率为3.4%的沼液脱水性能的影响.设置了如下5个处理：①原始沼液（作对照）;②4 g.L-1 Fe2＋（不接菌）;③2 g.L-1S0＋25 mL A.t;④4 g.L-1Fe2＋＋25 mL A.f;⑤2g.L-1 S0＋4 g.L-1 Fe2＋＋12.5 mL A.t＋12.5 mL A.f.考察了不同的处理生物沥浸过程中的pH、Fe2＋、Fe3＋、总Fe、比阻、毛细吸水时间（CST）、沉降性能及沉降12 h后上清的浊度等的变化.结果表明,原始沼液＋Fe2＋、原始沼液＋Fe2＋＋A.f和原始沼液＋Fe2＋＋S0＋A.f＋A.t这3个处理沼液的比阻和CST都得到了不同程度的降低,综合沼液的脱水性能、沉降性能以及沉降12 h后的上清液浊度,结合经济成本分析,建议选择原始沼液＋Fe2＋＋A.f作为沼液生物沥浸处理比较合理.生物沥浸后沼饼中的有机质、N、P、K的含量分别降低了1.14%、0.09%、0.05%、0.1%,不影响肥效,对沼饼中的重金属Cu、Zn的去除率分别为63.2%和91.3%,同时对沼液中的总大肠杆菌的杀灭率超过了99%.可见,生物沥浸技术为沼液的资源化利用提供了一个全新的途径.     

起始pH值对生物产酸处理洗毛废水的影响

采用10 L搅拌釜式生物反应器(STR),研究了化学酸(4.5　mol·L^－1硫酸)预酸化和生物酸化废水预酸化对生物产酸法处理洗毛废水的影响.结果表明,预酸化处理可大大缩短生物产酸法处理洗毛废水的时间. 其中利用生物酸化废水回流代替无机酸调节洗毛废水pH效果更好,当调节起始pH为5.20时,仅需要1.5 d便可以完成处理周期,比不预酸化的对照(需要9 d)缩短7.5 d的处理时间,COD去除率高达91%. 研究进一步表明, 生物酸化废水预酸化能取得很好的处理效果主要是由于预酸化降低了体系pH,有利于硫杆菌的活性大幅度提高,同时大大消减了待处理废水的缓冲容量,更重要的是大量增加了硫杆菌数量所致. 因此采用生物酸化废水回流有利于难处理的洗毛废水生物酸化法处理的连续运行并具有良好的应用前景.     

酵母菌与两种硫杆菌复合对污泥中三价铬的去除

研究了氧化亚铁硫杆菌LX5(Thiobacillus ferrooxidans LX5)、氧化硫硫杆菌TS6(Thiobacillus thiooxidans TS6)和耐酸性酵母菌R30(Rhodotorula sp.R30)对重金属铬(Cr³⁺)的耐受性.结果表明,700mg/L的Cr³⁺对硫杆菌LX5、TS6的生长和氧化活性影响不大,但Cr³⁺浓度大于500mg/L时明显抑制酵母菌R30的生长.酵母菌R30与硫杆菌LX5和TS6复合能明显加速污泥淋滤的进程,最佳复合比为酵母菌R30接种量2.0%,硫杆菌LX5和TS6接种量10%.分别用含酵母菌R30数量为10⁴个/mL和102个/mL的酸化污泥作接种物进行污泥淋滤,发现淋滤过程中pH值下降的速度没有明显差异,而在淋滤起始时添加2.0%的酵母菌R30,则淋滤反应提前36h结束.由此可见,在其它条件相同的污泥淋滤中,污泥中所含耐酸性酵母菌的数量是加快淋滤的关键.     

嗜酸菌对废旧印刷线路板金属铜的浸出研究

选用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans,简称T.f)、氧化硫硫杆菌(Thiobacillus thiooxidans,简称T.t)作为实验菌种研究其对线路板(Printed circuit board)粉金属铜的浸出;试验以单一菌种、混合菌种、无菌培养基及酸性蒸馏水进行浸出实验研究,通过对比不同条件下的浸出效果,得出单一氧化亚铁硫杆菌(T.f)的浸出效果最好,浸出率达到92.1%。通过对浸出过程中pH、ORP及Fe2+、Fe3+变化分析,发现Fe3+的氧化作用在铜的浸出过程中起主导作用,酸浸也有一定的贡献;对浸出后残余的PCB进行XRD及SEM观察分析发现,PCB组成成分中含有大量的酚烃、苯酚及邻、对位取代酚以及少量的长链烷烃及其脂肪烃,此类有机物在浸出过程中均与细菌或其代谢物发生了作用。     

嗜酸性氧化亚铁硫杆菌介导的次生铁矿物形成的影响因素分析

酸性矿山废水(AMD)具有酸度高并含有大量可溶性Fe、硫酸根及重(类)金属的特点,采用生物矿化法促使AMD中Fe向羟基硫酸铁次生矿物转变,对AMD后期石灰中和减少氢氧化铁和废石膏的产生,提高中和效率具有实际意义.本研究模拟AMD,考察了初始pH、Fe~(2+)浓度、Fe/Na摩尔比对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)体系中Fe~(2+)氧化率、总Fe沉淀率、次生铁矿物矿相的影响.结果表明,高浓度Na~+会抑制A.ferrooxidans的氧化能力,当Na~+浓度在A.ferrooxidans耐受范围内时,其不影响Fe~(2+)氧化及总Fe沉淀去除效果,表现在160、80、20 mmol·L~(-1)的Fe~(2+)分别在72、48、48 h内被完全氧化,培养至终点时平均总Fe沉淀率分别为20.04%、16.43%、0.99%.此外,在Fe~(2+)浓度为160mmol·L~(-1)体系中,当Fe/Na摩尔比为1.0、2.0时,pH为2.0~2.6时获得次生铁矿物均为纯净施氏矿物.而当Fe/Na摩尔比降至0.5时,次生铁矿物的合成途径开始向黄钠铁矾转移,且其特征衍射峰随着Na~+浓度提高而愈加显著.本研究结果可为生物合成次生铁矿物工艺的优化及其在AMD治理领域的有效应用提供必要的参数支撑.