硝基苯与苯胺类废水生物降解协同作用研究

从各种菌源中分离得到硝基苯和苯胺的高效降解菌,研究其对这2类化合物的降解规律,发现C.perfringens在厌氧条件下主要将硝基苯降解为苯胺,而Pseudomonas mendocina和Klebsiella pneumoniae在好氧条件下可将硝基苯分解为无害化物质,但降解速度较厌氧过程慢。好氧条件下,硝基苯对苯胺的降解有明显的抑制作用,而苯胺对硝基苯的抑制作用不明显,导致混合菌对混合基质的降解速度下降。不同微生物对含硝基苯和苯胺类化合物废水的降解机理表现出明显的差异,高效的微生物应该体现在既能分解初始污染物,又能分解次级产物,实现完全无害化的目标。      

苯胺降解菌的分离和特性研究

从活性污泥中分离到一株细菌ＡＮ３，能以苯胺为唯一碳源、氮源和能源生长．经鉴定为食酸丛毛胞菌（Ｃｏｍａｍｏｎａｓａｃｉｄｏｖｏｒａｎｓ）．该菌株可以在高达５０００ｍｇ／Ｌ以上的苯胺中生长．当苯胺浓度为２０００ｍｇ／Ｌ左右时，经３天培养即可全部被降解．该菌株还可以利用乙酰苯胺，但不能利用其他取代类苯胺化合物．ＡＮ３菌的生长和降解苯胺的最适温度为３０℃和ｐＨ为７０．９种金属离子对该菌的生长和苯胺的降解均有不同程度抑制作用，尤以Ａｇ＋和Ｈｇ２＋为明显．该菌与苯胺降解代谢有关酶类的测定结果表明，该菌含有的邻苯二酚－２，３加双氧酶是诱导酶．     

低温下生物强化SBR工艺处理苯胺废水的研究

采用生物强化的方法,将实验室筛选出的高效低温苯胺降解菌(菌群)投加到SBR反应系统中,考察高效菌低温生物强化对苯胺去除能力提高的效果,以及反应过程中TOC、TN、MLSS、MLVSS、SV、OUR、TOC等相关指标的变化.结果表明,维持反应器内温度为12℃、摇床转速160r/min、pH值为7、反应周期为48h等条件,3个强化系统(单菌系统、混菌系统、单菌加混菌强化系统)均可以提高苯胺的降解能力,苯胺降解率为74.2%~100%,TOC的去除率为83%~88.8%.由于高浓度苯胺的存在以及环境温度过低,导致硝化细菌活性受到严重抑制,因此TN没有得到较好地去除.     

一株苯胺降解菌的研究

报道了从自然界分离的一株能以苯胺为唯一氮源和碳源，同时降解苯胺的细菌４＾＃。该菌鉴定为节杆菌４＾＃（Ａｒｔｈｒｏｂａｃｔｅｒ．４＾＃）。该菌降解苯胺的最高浓度为２０４４ｍｇ／Ｌ。４＾＃菌株降解苯胺的最适ｐＨ值和温度分别为７．０和３０℃，最适苯胺浓度为１０２２ｍｇ／Ｌ。在此条件下，４８ｈ苯胺的降解率可达９４．７％。试验结果表明，重金属离子对４＾＃菌株降解苯胺都有不同程度的抑制作用，以Ｈｇ＾２＋、Ａｇ     

复合菌同时去除苯胺与氨氮及其影响因素研究

为了实现同时去除苯胺和苯胺降解过程中释放的氨氮,选用苯胺降解菌,假单胞菌Z1(Pseudomonas sp.Z1)和异养硝化菌,不动杆菌Y1(Acinetobacter sp.Y1)进行复合研究,并以单株菌Z1作为对照考察复合菌的降解效果。结果表明,复合菌(Z1+Y1)可以有效地同时去除苯胺和苯胺在降解过程中积累的氨氮。培养48 h后,Z1的苯胺、总氮和COD去除率为99.9%、25.7%和57.2%,氨氮积累量为60 mg/L左右;而复合菌的苯胺、总氮和COD去除率则分别可以达到99.9%、80.1%和88.4%,氨氮积累量仅为5 mg/L左右,有效地同时去除了苯胺和苯胺在降解过程中积累的氨氮。对复合菌进行降解条件优化,最佳复合比例为1∶1,最适碳氮比(C/N)为16,在400~800 mg/L初始苯胺浓度条件下,复合菌都可以有效地同时去除苯胺和苯胺在降解过程中积累的氨氮。     

苯胺对间歇及连续运行硝化过程的毒性抑制试验

以经过驯化的苯胺降解菌和硝化菌作为菌源,在悬浮污泥间歇反应器中及三相流化床反应器中分别考察了间歇及连续进水2种工艺条件下苯胺对硝化过程的毒性抑制作用.结果表明,苯胺对悬浮污泥间歇反应器中的硝化菌有较强的抑制作用,仅当苯胺浓度低于3 mg/L时,硝化菌的活性才能逐渐恢复,且恢复的时间随着苯胺的初始浓度的增高而延长.实验结果还显示,适宜的水力停留时间(HRT)是保证三相流化床中苯胺成功降解及硝化脱氮的关键工艺条件.当进水苯胺浓度为200 mg/L,HRT为10 h时,反应液中苯胺浓度为6.58 mg/L,硝化率可达84.95%,由此表明膜硝化反应器抵抗苯胺毒性抑制的能力强于悬浮污泥硝化反应器,在工业上采用三相流化床膜硝化反应器对含毒性有机物的废水进行硝化脱氮处理是有实际应用价值的.     

荧光定量PCR检测生物强化SBR系统中苯胺降解菌的数量变化

生物强化SBR系统中苯胺降解菌Pseudomonas otitidis strain JY9在降解苯胺废水过程中发挥重要作用.本研究根据该菌株的邻苯二酚1,2双加氧酶(C12O)的基因序列,设计特异引物,扩增特异片段并克隆到PGM-T载体中,以此重组质粒为参照,系统活性污泥中提取的总DNA为模板,应用实时荧光定量PCR方法定量检测该菌在苯胺废水生物强化SBR系统中的丰度变化.同时应用高效液相色谱法检测系统中苯胺的残留.结果表明,苯胺初始浓度在200~500 mg·L-1范围内,苯胺降解率均达到96%以上.并且SBR反应系统活性污泥中每单位(mg)MLVSS的C12O基因拷贝数随苯胺浓度的升高而显著上升,最高拷贝数达到2.7×109个,表明该菌的数量随苯胺浓度的升高而显著上升.结果显示,在苯胺去除过程中Pseudomonas otitidis strain JY9的投加能够稳定活性污泥中的MLVSS,当含有高浓度苯胺废水系统运行稳定时,该降解菌逐渐成为活性污泥当中的优势菌.     

ABR反应器处理苯胺黑药废水及其微生物种群结构

苯胺黑药广泛用作铅锌硫化矿浮选捕收剂，是一种难生化降解浮选药剂.为考察苯胺黑药的厌氧降解行为，采用ABR(厌氧序批式折流板反应器)对苯胺黑药进行处理，利用扫描电镜研究不同隔室中颗粒污泥的性状，并采用Miseq高通量测序的方法分析起主要作用的隔室中的微生物群落组成.结果表明，在进水ρ(苯胺黑药)和ρ(COD_Cr)有一定波动情况下，苯胺黑药和COD_Cr去除率在各阶段均呈增加趋势. 100 d成功启动后运行稳定；HRT(水力停留时间)为24 h时，苯胺黑药和COD_Cr去除率分别为67%~71%和68%~73%.反应器内出现大量颗粒污泥，沿水流方向颗粒污泥粒径分布逐渐减小，颗粒污泥规则、密实，不会流失. Miseq高通量测序结果表明，反应器第1格和第2格中绿弯菌门菌群所占比例(分别为24.73%和33.60%)最大，其次是厚壁菌门(分别为24.17%和20.92%)和变形菌门(分别为18.93%和20.88%)；在属的水平检测到Caldisericum、Leptolinea、Leuconostoc和Bacillus等，使得反应器具有较好的耐冲击负荷和良好的降解作用.研究表明，ABR对苯胺黑药有良好的去除作用.      

专性好氧菌降解苯胺废水的动力学研究

研究了苯胺在专性好氧菌Ｏｃｈｒｏｂａｃｔｒｕｍａｎｔｈｒｏｐｉ(人苍白杆菌)作用下的降解规律,讨论苯胺初始浓度及菌种接种量对苯胺降解速率的影响,当初始浓度低于８００ｍｇ／Ｌ时降解速率随浓度增加而加快,高于１０００ｍｇ／Ｌ时则表现出抑制作用;在可降解浓度范围内,该专性好氧菌能将苯胺完全降解而消除其污染;此外,通过对解降过程动力学实验数据的分析计算,得出苯胺的降解反应在不同浓度范围内分别表现为零级或一级关系      

多级生化反应器处理有机物的动力学特性

以苯胺为微生物生长的唯一碳源和能源，利用4级生化反应器富集培养出了具有不同动力学特性的苯胺降解菌。分别测得其Ks值为：0.159,0.354,0.044,0.027mg/L,qmax值为3.27,2.28,1.03,0.66d^-1，并对其动力学特性进行了分析，揭示了多级生化反应器高度净化微量有机物的机理。     

生物膜接触氧化法处理苯胺废水

以AN3菌和硝化类细菌构成的复合生物膜降解苯胺 ,研究挂膜过程中苯胺代谢产物的变化情况、生物膜内异养菌与硝化类细菌生态分布情况 ,以及水质条件对苯胺代谢速率的影响 .结果表明 ,挂膜期间苯胺中的氮首先被降解成氨 ,然后进一步生成亚硝酸根或硝酸根 .反应器内的稳定生物膜主要由AN3菌构成 ,但靠近出水位置生物膜中的硝化类细菌密度较进水位置高 10 0倍以上 .生物膜代谢的最佳pH值范围是 6 9— 7 5 .重金属离子 ,尤其是Hg2 ,通常会对生物膜的代谢活性产生抑制作用     

固氮菌和纤维素分解菌的混合培养及其对生活垃圾降解的影响

对筛选的自生固氮菌和纤维素分解菌进行混合培养，研究了菌数与菌液含氮量的变化情况．初步探索了在两种菌混合作用下对生活垃圾的分解作用及增肥效应的影响。实验证明：两种菌在一定情况下能相互利用、相互依存，经混合培养后发酵液的含氮量增高，菌数增加。在两种菌液混合作用下可以加速生活垃圾的降解，同时提高其含氮量，且含有大量的具有生物活性的固氮菌和纤维素分解菌，可作为生物活性有机肥料。     

Ochrobactrum anthropi 对苯胺的降解特性

利用自行筛选驯经的苯胺降解菌人苍白杆菌对影响胺降解的各种主要因素进行了研究。发现降解菌在３５℃,ＰＨ．下及苯胺初始浓度２００－８００ｍｇ／Ｌ的范围内保持高活必在最大降解速率率达到１０．０５ｍｇ．（Ｌ．ｈ）＾－１。     

UV强化草酸络合Fe2+活化过硫酸盐氧化苯胺研究

采用UV强化草酸络合Fe2+活化过硫酸钠(PS)氧化降解苯胺,研究了UV光照促进苯胺降解的作用机制,考察了pH、草酸浓度和UV光照强度对PS活化及苯胺降解的影响.结果表明,引入UV光照后,草酸络合Fe2+活化PS体系中的PS活化率和苯胺降解率分别提高了68%和41%.在该过程中,UV可通过光解或光电离水分子产生·OH、促进发生光化学Fenton反应、直接活化PS等作用机制降解苯胺,但通过光化学反应促进Fe2+循环转化是提高PS持续活化效果和苯胺去除的首要作用机制;中碱性及强酸性环境因不利于Fe(C2O4)3-3形成,会对PS活化过程产生抑制,但当初始pH为7和9时,由于PS活化分解促进反应体系pH下降,PS活化及苯胺降解均取得较好效果;草酸浓度的增加有利于PS活化,但当草酸浓度高于2.5 mmol·L~(-1)时,会对SO·-4产生强烈竞争,导致苯胺降解率出现下降;增加UV光照强度能显著促进PS活化和苯胺氧化去除,当UV光照强度达到117μW·cm-2时,反应150 min后,PS的分解率和苯胺的去除率均可达到100%.     

2株苯胺降解的分离鉴定及其降解特性研究

从处理印染废水的活性污泥中分离得到2株苯胺降解菌,从菌落、细胞形态、生理生化及16S rRNA基因扩增测序等方面对2株菌进行了鉴定,并比较分析2株菌在好氧与缺氧条件下的苯胺降解、偶氮染料脱色及苯胺脱氨氧化酶基因tdnQ和黄素还原酶基因(fre)的携带情况.结果表明,2株菌属于Pseudomonas属和Shewanella属,分别命名为Pseudomonas sp.AN30和Shewanella sp.DN425.AN30菌株在振荡好氧条件下72h内对250mg/L苯胺的降解率为96.1%,DN425菌株的降解率为13.8%;在静置缺氧条件下AN30菌株的苯胺降解率为39.6%,DN425菌株的降解率仅为8.6%.DN425菌株在静置缺氧条件下4h内可将初始浓度为50 mg/L的偶氮染料酸性大红彻底脱色,而AN30菌株对酸性大红不具有脱色能力.以总DNA为模板,分别用tdnQ基因和fre基因特异性引物进行扩增,2株菌均能扩增出大小分别为380bp和630bp左右的目标条带,显示2菌株均携带有苯胺脱氨氧化酶基因和黄素还原酶基因.     

13X分子筛处理含苯胺废水的实验研究

以天然岩石矿物为原料，经过较简单的工艺过程合成的13X沸石分子筛用于吸附水中苯胺的实验研究，结果表明：分子筛对苯胺的吸附速率非常快，吸附时间为10min时，吸附基本害饱和；一般当分子筛用量为10g/L时，水中苯胺的去除率达95％；随着pH值的增加，苯胺在分子筛上的吸附率减小；温度增加，吸附率有所增加，但常温下，苯胺的吸附率也能达到93％；13X分子筛对苯胺的最大吸附量可达10mg/g，其吸附规律较好地符合Furendlich吸附等温式；饱和了苯胺的分子筛，用质量浓度为20％、温度为60℃的氯化钠溶液洗脱，解吸率近于100％，且解吸后的分子筛在未经任何处理的情况下仍能吸附苯胺；说明采13X分子筛处理含苯胺废水，不仅吸附效果好，而且再生能力也强，为实际处理含苯胺废水提供了可行性依据。     

用SBR生化系统处理苯胺类有机废水的研究

本文介绍用SBR(Sequencing Batch Reactor)技术,高效地处理苯胺类有机废水。当废水中苯胺和COD_浓度分别为150～500 mg/l和800～1800mg/l时,经处理后,去除率分别大于99％和90％。去除的有机负荷高达5.2kgCOD_/kg·d或2.7kgCOD_/m~3·d。该系统运行稳定,在活性污泥中不会发生丝状菌污泥膨胀。     

耐低温菌JH-9降解苯胺的动力学研究

研究耐低温菌JH-9在低温(10 ℃)条件下对不同初始ρ(苯胺)的生物降解情况,并采用反应动力学方程(Monod方程和Haldane方程)拟合其降解过程. 结果表明,菌株JH-9在低温下可降解苯胺,当菌体初始质量浓度一定时,苯胺降解率及平均降解速率主要与初始ρ(苯胺)有关. 初始ρ(苯胺)较低时(<550　mg/L),其在120 h内可完全降解,且平均降解速率随着初始ρ(苯胺)的增加而升高,菌体降解过程中没有出现苯胺毒性抑制作用,遵循Monod方程;当初始ρ(苯胺)较高时(>550　mg/L),苯胺降解率及降解速率均有所下降,由于初始ρ(苯胺)过高对菌体产生了抑制作用,其降解过程以基质抑制型的Haldane方程为主.      

苯胺高效降解菌的筛选及共代谢机制

本实验从苯胺废水中分离筛选出一株苯胺高效降解菌,并将其命名为LS1。经过形态特征和序列相似性对比,确定LS1为粪产碱杆菌。苯胺降解能力实验结果显示,苯胺浓度为1 000 mg/L以下,停留时间延长至72 h时,菌株LS1对苯胺的降解率可达到95%以上。苯胺最佳共代谢碳源选择的实验结果显示,以1 000 mg/L为苯胺实验浓度时,抗坏血酸对菌株LS1的降解率提高最为明显,其次是甲醇、葡萄糖、淀粉、蔗糖。鉴于对方便保存和经济方面的考虑,选取葡萄糖为最佳共代谢碳源,并通过实验证明最佳投加比为苯胺与葡萄糖COD为2∶1时。     

三相流化床中人苍白杆菌的挂膜及其降解苯胺废水

利用驯化筛选的苯胺优势降解菌人苍白杆菌(Ochrobactrumanthropi)在内循环三相流化床内处理含苯胺废水,以自行研制的纤维颗粒为载体,研究了溶解氧(DO)和水力停留时间(HRT)对苯胺降解过程的影响,探讨了反应器抗废水浓度负荷冲击的能力并考察了反应器对含苯胺生产废水的处理效果。结果显示,在4d内微生物开始附着纤维载体生长,反应器经过30d驯化启动即进入稳定状态;对废水获得良好的处理效果。由此证明了优势菌种与生物流化床结合处理毒性难降解苯胺废水的高效性。