以PHBV为碳源和生物膜载体的生物反硝化研究

采用了一种可生物降解聚合物(BDP)聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)作为碳源和生物膜载体去除水体中的硝酸盐.结果表明:以PHBV为碳源和载体的反硝化系统启动时间短,硝酸盐氮(NO3--N)去除率高于93%;水力停留时间(HRT)对反硝化效果影响显著,但反硝化系统对进水硝酸盐氮负荷具有较好的抗冲击能力;出水DOC(溶解性有机碳)浓度低于27.5mg/L,表明PHBV具有一定的控释碳源的能力;反应器不同高度脱氮效果差异显著,反应器中层(10-15cm) 处获得最大NO3--N去除率.     

芦苇生物炭复合载体固定化微生物去除水中氨氮

为了去除水体中的氮素并实现水生植物的有效利用,以芦苇生物炭为无机载体,结合海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)作为复合载体,固定驯化后的硝化污泥制成固定化颗粒,去除水中氨氮。通过考察固定化颗粒机械强度、酸碱稳定性及传质性能,探究了生物炭添加量及生物炭粒径对固定化颗粒降解氨氮性能的影响。结果表明,芦苇生物炭有丰富的孔结构,表面含有较多的含氧官能团和胺基、磺酸基、羧基和酰胺基等基团,从而具有良好的吸附性能以及较强的酸碱缓冲能力,有利于微生物的黏附和增殖。以添加芦苇生物炭作为复合载体,固定化颗粒的破损率降低了2.4%,酸碱稳定性和传质性分别提升12.5%和55.8%;在72 h内,可以使氨氮降解率达到96.3%。此外,不同粒径生物炭的固定化颗粒对氨氮的吸附量有显著影响,随着生物炭粒径从0.60 mm减小至0.15 mm,氨氮的最大吸附量可以从0.30 mg·g~(-1)增加到0.46 mg·g~(-1)。因此,在固定化微生物的载体中添加生物炭,可以提升固定化颗粒性能,打通微孔孔道从而有利于基质的运输和扩散;同时减小生物炭粒径,为微生物提供更多的吸附位点,从而显著提高固定化微生物对氨氮的降解能力。     

Enhancement of MK-7 synthesis by engineered strains of Bacillus subtilis natto that overexpress men genes and by increasing available dissolved oxygen北大核心CSCD

In recent years, researchers have discovered novel physiological functions of vitamin K2. In addition to promoting blood clotting, it can prevent osteoporosis and cardiovascular disease and is expected to treat some tumors and Parkinson’s disease. Bacillus subtilis natto is a probiotic that has been approved by the U.S. Food and Drug Administration for use as a bioproducer of vitamin K2. Its product’s main form is MK-7, which has a long half-life in the human body and high bioavailability. Bacillus subtilis natto displays great potential for large-scale biological preparation of vitamin K2. In this study, the Sipizizen method of Bacillus subtilis transformation was optimized to make it suitable for molecular transformation of Bacillus subtilis natto. Vectors for overexpression of all 8 genes involved in the menadione synthetic pathway were constructed, and changes in MK-7 fermentation yield after transformation of Bacillus subtilis natto were investigated. Three enzymes were found to exert significant effects on MK-7 synthesis, namely isopentenyltransferase (MenA), 1,4-dihydroxy-2-naphthoyl-CoA synthase (MenB), and nornaphthoquinone methyltransferase (MenG). A modified strain (BN-pABG) with higher MK-7 productivity was obtained by concerted overexpression of menA, menB, and menG. In a 5 L bioreactor, MK-7 synthesis was further enhanced by optimizing oxygen supply. The final yield of MK-7 from the modified strain was 62.21 mg/L, 1.26 times higher than that of the original strain. These results show that combined overexpression of menA, menB, and menG strongly promotes MK-7 synthesis by Bacillus subtilis natto, and optimizing the oxygen supply conditions also promotes more robust MK-7 synthesis. © 2022 Authors. All rights reserved.     

超高效液相色谱-串联质谱法同时测定PIVAS工作环境中5种细胞毒性药物残留

建立超高效液相色谱-串联质谱技术同时测定医院静脉用药调配中心(PIVAS)工作环境中5种细胞毒性药物吉西他滨、环磷酰胺、表柔比星、依托泊苷及紫杉醇在玻璃、不锈钢和PVC材质表面残留含量的检测方法.将2 cm×2 cm滤纸用100μL 80%乙腈-0.1%甲酸溶液润湿后对10 cm×10 cm物表进行擦拭取样，擦拭样品用1 mL 20%乙腈含0.1%甲酸溶液重复提取2次，合并提取液离心后取上清液，以水-乙腈(0.1%甲酸)为流动相梯度洗脱，采用电喷雾电离源正离子模式和MRM模式检测.结果表明，吉西他滨和环磷酰胺在0.1—800 ng·mL^-1、表柔比星和依托泊苷在0.1—200 ng·mL^-1、紫杉醇在0.2—200 ng·mL^-1范围内线性关系良好，相关系数均大于0.999，方法的检出限为0.2—1 pg·cm^-2，定量限(LOQ)为0.6—3.2 pg·cm^-2.在玻璃、PVC和不锈钢3种材质上3个加标水平(200、1000、4000 ng·mL^-1)的...     

高效载体生物床工艺对电镀废水深度处理的应用实例

采用基于微生物固定化技术的高效载体生物床工艺对温州某电镀基地废水进行了深度处理试验。结果表明,该项工艺技术对电镀废水中的有机污染物去除效果明显,对总铬、六价铬、总镍、总铜及总氰等重金属污染物的去除均具有不同程度的促进作用。试验连续运行2个月以上,在进水COD及重金属浓度均有较大波动的情况下,保持COD平均去除率为62.3%,出水COD浓度降至60.0mg/L左右;出水总铬、六价铬及总氰浓度分别降至1.0mg/L、0.2mg/L及0.3mg/L以下;出水总镍与总铜平均浓度分别为0.33 mg/L与0.27mg/L,远低于《电镀污染物排放标准》GB21900-2008中的浓度限值,保障废水稳定达标排放。     

膜载纳米Pd/Fe双金属颗粒脱氯一氯乙酸的研究

通过涂敷法、共混法和化学接枝法制备了PVDF-PAA膜、PVDF·TiO2-PAA膜和PVDF-g-AA膜3种新型载体膜,分别负载纳米钯/铁双金属颗粒后对一氯乙酸进行还原脱氯实验并通过SEM以及红外吸收光谱(FT-IR)对3个体系进行表征。结果发现,与传统的Pd/Fe纳米悬浮颗粒体系相比,膜载纳米双金属颗粒体系的脱氯效率更高,并且PVDF-PAA膜、PVDF·TiO2-PAA膜和PVDF-g-AA膜3种膜负载的纳米钯/铁双金属颗粒在120min内对10mg/L的一氯乙酸的脱氯效率分别是:56.33%、71.01%和75.51%。     

聚氨酯生物膜载体处理高氨氮废水的研究

利用NaOH对聚氨酯泡沫塑料进行碱解扩孔处理,研究其作为微生物膜载体应用于曝气生物滤池,处理高氨氮模拟废水的效果。泡沫经ω=8%NaOH溶液处理0.5、1和1.5 h,结果表明:扩孔后的聚氨酯载体在孔隙率、持水倍率等方面都有所提高。碱解0.5 h对聚氨酯处理效果最好,孔隙率达到93.4%,持水倍率达到31.4。碱解扩孔处理聚氨酯泡沫载体亲水性能良好,微生物负载量达到264.35 mg/g,具有较高的微生物负载量。使用扩孔前后的聚氨酯泡沫作为微生物固定化载体用于模拟废水处理时,对于污水各指标的去除效果表明,对COD、NH4+-N等均具有较好的降解性能。     

典型PPCPs在河流沉积物中的吸附特性

选取了咖啡因、氯霉素、卡马西平、磺胺甲噁唑和三氯生等5种PPCPs,在实验室条件下,近似模拟了自然河流的水/沉积物界面,应用中心复合实验设计,考察了温度、pH值、有机质含量和流速对PPCPs吸附比例的影响;利用多元回归方程拟合实验数据得到PPCPs吸附模型,并利用独立数据对模型进行验证,以建立适用于自然河流的PPCPs吸附模型.实验结果表明,咖啡因和卡马西平的吸附过程是放热反应,而磺胺甲噁唑、氯霉素和三氯生的吸附为吸热反应;pH值的升高对磺胺甲噁唑和三氯生的吸附能力产生抑制,但能促进咖啡因吸附,而对氯霉素和卡马西平的影响不大;有机质含量、流速和初始浓度对5种PPCPs的吸附比例变化趋势影响一致,随着各因素浓度或速度升高,PPCPs的吸附比例均随之增大,但影响程度有所不同.另外,吸附模型结果表明,5种PPCPs的吸附比例拟合值与实测值相关系数均达到0.8以上;独立数据验证结果表明,拟合值与实测值相关系数均达到0.8以上;因此,多元回归方程能较好地拟合环境因素与PPCPs吸附之间的关系,同时,在所考察的环境因素浓度范围内,多元回归方程较好地预测了PPCPs在自然河流沉积物中的吸附行为.     

应用亲电型悬浮生物载体处理工业废水的现场中试

研究采用本课题组研发的亲电改性聚乙烯为悬浮生物膜载体,构建移动生物膜与活性污泥复合工艺(integrated free-floating biofilm and activated sludge,IFFAS),对东北某工业园区污水处理厂的污水处理进行现场中试。结果表明,当进水ρ(COD)、ρ(NH3-N)、ρ(TN)分别为139~741,19.3~44.9,29.6~148.6 mg/L时,改性载体在10 d左右即可完成挂膜;中试IFFAS工艺稳定运行阶段,出水COD、NH3-N、TN的平均去除率分别高达88%、97%、80%,出水浓度分别为36~48,0.1~0.9,5~14.3 mg/L,达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A排放标准。出水水质明显优于污水处理厂原有A2/O工艺出水,说明以亲电改性聚乙烯为载体的IFFAS工艺可显著提高净化污水的能力。     

11种典型PPCPs在污水处理厂尾水及其周围水体中的分布特征与生态风险评估

药物与个人护理品(PPCPs)对水体环境的潜在风险日益引起人们的关注。采用固相萃取-高效液相色谱串联质谱(SPE-LC/MSMS)检测方法,考察了11种典型PPCPs在城镇污水处理厂尾水及其周围地表水和地下水中的赋存与分布特征,并采用RQ模型对其潜在的生态风险进行了浓度评估。结果表明:11种典型PPCPs中有9种被检出,尾水、地表水和地下水中均检出布洛芬、双氯芬酸、吉非罗齐、卡马西平和罗红霉素等目标物质,其中布洛芬的检出浓度高达166.00ng/L;PPCPs浓度在地表水和地下水中呈现出时间变化特征,主要受尾水排放、降雨产生的径流和稀释作用的影响;参照RQ模型评估水体中PPCPs的生态风险,结果显示在所有检出的目标物质中,布洛芬、双氯芬酸和双酚A的风险商值都大于0.1,表明其对水体的生态环境存在中等风险,这与该3种目标物质的频繁使用密切相关。