突变灰盖鬼伞过氧化物酶降解刚果红的响应面法优化分析简

酶法降解偶氮染料刚果红是一个复杂的过程,受温度、pH、酶量、刚果红浓度和双氧水浓度显著影响。为研究各因素及因素间交互作用对刚果红降解影响,提高刚果红的降解率,分别使用单因素法和响应面分析法对刚果红降解条件进行了优化。单因素实验结果显示灰盖鬼伞过氧化物酶降解刚果红的最适条件为：pH 5.0、32℃、酶量4.98 U、双氧水0.1 mmol/L、刚果红20 mg/L,此时刚果红最高降解率为34.84%。然后选双氧水浓度、刚果红浓度和灰盖鬼伞过氧化物酶量作为3个因素,通过中心组合设计实验,用响应面法对刚果红降解进行优化分析,最后得到一个拟合度良好的二次多项方程模型（R²=0.9900）。方差分析结果显示,刚果红浓度和酶量是影响最显著的因素,双氧水与酶以及染料与酶之间的交互作用极显著。响应面分析优化后的反应体系为：双氧水浓度0.15 mmol/L,刚果红浓度为27.21 mg/L,酶为2.0 7 U,在此条件下,刚果红降解率达58.13%。     

初级基质对降解菌Pseudomonas putida共代谢苯扎贝特的影响

通过对3,5-二硝基水杨酸(DNS)法测定还原糖含量各影响因素的筛选,优化确定了显色时间8 min,稳定时间10 min,最佳波长490 nm下进行吸光度测定的检测方法;分析分别以葡萄糖和麦芽糖作为外加碳源时,降解菌Pseudomonas putida B-31的生长情况和共代谢降解典型药物苯扎贝特(BZF)的过程。结果表明,降解菌只有在外加碳源的条件下才可正常生长,而且其在葡萄糖环境中生长得更好;拟合得到的葡萄糖、麦芽糖和BZF代谢动力学结果显示,葡萄糖对BZF去除的促进作用更为明显,同时从葡萄糖培养基中降解菌所提取的酶比活力要高于麦芽糖培养基,分析原因可能是葡萄糖所诱导的降解菌关键酶活力更强,而且还可能会产生不同的蛋白质点位。     

厌氧系统中碱处理对污泥减量的影响

碱解预处理污泥和原污泥按一定比例进行混合后,投入厌氧反应器中进行消化,研究其对污泥减量化的影响。结果表明,该处理既可以提高污泥减量率,又能改善污泥厌氧消化性能,提高污泥产气量。当碱处理污泥和原污泥混合比为1∶3时,在混合初期由于稀释作用和水解中和作用,溶液的pH能迅速恢复到中性。SS减少48%,较对照组提高了10%;SCOD减少约80%,较对照组提高20%,而空白对照组因未发生溶胞作用,各参数值均处于较低水平,降解率也维持在较低水平。     

偶氮类染料脱色率的定量构效关系

偶氮类染料的生产和使用过程中存在着三废多、难脱色和污染严重等问题,该染料是印染工业的主要污染物。选取偶氮类染料的分子结构参数和其光催化氧化脱色率之间建立定量结构活性关系(QSAR),进而得到回归方程,为印染废水处理和染料环境行为评价提供理论预测。结果表明,偶氮类染料的光催化氧化脱色率与其结构之间存在着线性相关性,线性方程为:D=0.647μ+66.277,(D为脱色率、μ为偶极矩)R=0.989方程具有预测能力。     

利用白云石石灰去除与回收污泥厌氧消化液中氮和磷

以白云石石灰为实验材料去除与回收污泥厌氧消化液中的氮磷,通过小试实验研究不同投药固液比S/L、初始pH值、反应温度、搅拌速度及反应时间对去除与回收氮磷效果的影响。实验结果表明,在最佳投药固液比S/L为300mg/L,最佳初始pH值范围为8.5~9.5,反应温度为25.0℃,搅拌速度为150 r/min,反应时间为24 h条件下,氨氮(NH+4-N)和磷(PO3-4-P)的去除率分别为37.26%和89.60%。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)对沉淀产物进行了表征,通过分析可知沉淀产物中含有磷酸铵镁(MAP),可实现废水中氮磷经济有效的回收。     

生物阴极式碳纸隔膜微生物燃料电池的反硝化和产电性能

为了探讨生物阴极式廉价隔膜微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)的基本性能,首先以生物反硝化作用为基础构建了生物阴极MFC,并进一步以涂布聚四氟乙烯(PTFE)的廉价碳纸代替昂贵的质子交换膜(PEM)构建碳纸隔膜生物阴极式MFC。研究结果显示,对于生物阴极式MFC,阴极室中最适宜反硝化细菌生长的NO-3-N浓度为99.2 mg/L,此时输出电压最高可达0.11 V,1 h内NO-3-N的去除率达到80.0%,COD去除率为62.8%;以涂PTFE的碳纸代替PEM的生物阴极式MFC与有PEM的MFC最高输出电压基本一致(均达到0.22 V,外阻500Ω),但碳纸隔膜MFC的产电更稳定。结果验证了廉价隔膜生物阴极式MFC的可行性,并为其应用于污水脱氮奠定基础。     

改性活性炭对水中铬离子(Ⅵ)的吸附性能

为了研究改性前后活性炭对水中铬离子(Ⅵ)的吸附效果,以磷酸活性炭(PAC)为原料,用10%硝酸改性得到硝酸改性活性炭(N-PAC)及直接蒸发法载铁改性得到载铁活性炭(Fe-PAC)。通过静态吸附研究表明,改性后活性炭对Cr(Ⅵ)的吸附率有较大提高。在常温、自然pH条件下,0.2 g活性炭处理50 mL浓度为100 mg/L的含Cr(Ⅵ)溶液,N-PAC和Fe-PAC对Cr(Ⅵ)的吸附率分别为79.21%和90.59%,都高于原PAC对Cr(Ⅵ)的吸附率49.58%。pH从2.2升高到11.92,Fe-PAC对Cr(Ⅵ)的吸附率从99.86%降低到14.77%,N-PAC则从99.86%降低到3.23%,PAC从97.05%降低到2.53%。温度从25℃升高到70℃,3种活性炭对Cr(Ⅵ)吸附率都有较大提高,都增加到98%以上。且吸附过程较符合Langmuir等温吸附模型。     

假单胞菌好氧降解四溴双酚A的特性

为了解四溴双酚A(TBBPA)的好氧降解特性,采用选择富集法从活性污泥中分离出一株能够高效降解四溴双酚A的菌株。根据其形态、生理生化特性及16S rDNA核苷酸序列分析,该菌株被鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。研究结果表明,该菌株可通过好氧共代谢方式实现四溴双酚A的降解,葡萄糖是四溴双酚A降解的最佳碳源,其最优降解条件为葡萄糖8 g/L,牛肉膏0.5 g/L,pH值为7.0,培养温度为35℃,摇床转速为150 r/min。在该条件下其生物降解过程符合一级动力学模型,6 d后的降解率高达95.6%。LC-MS结果表明,四溴双酚A在好氧降解过程中会生成异丙苯酚类物质。     

基于改性凹凸棒土的强化混凝处理高藻低浊原水工艺

针对水厂低浊高藻水的处理难题,研究了改性凹凸棒土(改性凹土)联合聚合氯化铝(PAC)强化混凝的除藻除浊效果。设计实验原水条件为叶绿素a(chl-a)浓度为98.58~110.35μg/L,浊度(5.6±0.5)NTU。考察了PAC和改性凹土的复配投加量、混凝沉淀时间、pH、投加顺序、搅拌速率等工艺参数对Chl-a和浊度耦合去除效果的影响。结果表明,"PAC+改性凹土"对Chl-a和浊度的去除效果明显优于单投PAC的效果。当PAC投药量12 mg/L,改性凹土投药量10 mg/L,沉淀时间20 min时,对Chl-a和浊度的去除率可分别达到92.5%和89.2%,可至少减少40%的PAC投量,且形成的矾花密实,沉降速度快,去除效率高。最适pH范围为7~8。投加顺序应为先投加改性凹土,混合搅拌转数宜慢速,可控制为50 r/min。     

质子化改性交联壳聚糖的制备及其吸附硫酸根离子的性能

以壳聚糖为原料,甲醛为氨基保护剂,戊二醛为交联剂,采用反相悬浮交联法制备交联壳聚糖,再对其进行质子化改性得到质子化改性交联壳聚糖吸附剂。通过正交实验对该吸附剂的制备条件进行优化,并对其吸附水中硫酸根（SO₄^2-）的吸附等温特性和动力学进行研究,最后对制备和吸附过程进行能谱分析（EDS）并对吸附剂进行了再生实验。实验结果表明,交联反应的优化条件为：反应温度50℃、反应时间6 h、甲醛：戊二醛：壳聚糖为4.5：0.5：3（质量比）;该吸附过程符合Langmuir吸附等温模型,在25℃（298 K）下,吸附容量最大可达133.87 mg/g;吸附过程较好地符合拟二级动力学模型;EDS分析表明了交联反应、质子化改性和吸附反应均已发生;该吸附剂的再生性能良好,可以重复使用。