温度对降解菌群脱色活性黑5效果影响的研究

本研究以偶氮染料活性黑5作为研究对象,利用降解菌群脱色活性黑5,通过改变培养温度(20～40℃),探讨温度对降解菌群脱色活性黑5效果影响。实验结果表明,在相同染料浓度(100 mg/L)下,不同温度条件对脱色效果影响较大,其中在37℃下,染料脱色效果最好,脱色率高达71.55%,其他温度影响下,脱色效果差别不明显,脱色率集中在65%。在脱色初期温度较低情况下,温度越低脱色率越低。根据脱色动力学结果分析,在大部分培养温度(除30℃)条件下,降解菌群脱色活性黑5的反应过程更符合一级反应动力学方程。     

活性黑5的生物脱色、复色现象及机理

印染废水问题形势依然严峻,目前常用生物法来治理,筛选高效降解染料的微生物是生物法处理印染废水的关键。本文利用梯度浓度压力驯化法,从印染废水水解酸化反应器中筛选出对染料活性黑5具有良好脱色性能的混合菌群DDMY1。利用该菌群在兼氧条件下对活性黑5进行脱色研究,首先采用拍照方式记录其反复脱色、复色的直观效果,其次运用紫外-可见光分光光度计检测其不同时间、不同状态下脱色液吸光值情况,最后运用气相色谱质谱联用仪和傅里叶变换红外光谱仪等检测方法分析脱色、复色过程中产物情况。结果表明,混合菌群DDMY1对活性黑5的脱色性能显著,24h脱色率能达到97.4%。同时,发现活性黑5的兼氧生物脱色反应可有效反复脱色、复色达17次之多,根据分析测试的结果,初步推测该现象可能是由活性黑5降解产物中的苯胺类物质或萘醌类物质造成的。     

细菌纤维素固定化漆酶对活性艳蓝KN-R脱色的研究

采用细菌纤维素(BC)膜为载体固定化漆酶,对活性艳蓝KN-R脱色,研究了艳蓝降解的动力学和不同因素对该染料脱色的影响。结果表明,脱色后的艳蓝溶液的紫外可见吸收峰几乎完全消失,说明该染料发生降解脱色;固定化酶对艳蓝的降解符合二级动力学方程;BC膜对艳蓝的吸附符合Freundlich吸附等温线。当固定化酶的活力为84.9U时,脱色率最大为73.5%;染料浓度为50mg/L时,脱色效果较好,为81.1%;固定化酶对艳蓝的脱色在偏酸性条件下更好,最适宜的pH为5,此时的脱色率为95.2%;与游离酶相比,固定化酶的降解率提高了2倍,反应速率提高了3倍;在重复脱色5次后,脱色率降为12.2%。     

固定化小球藻去除氮磷的研究

使用海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)作为载体、以氯化钙(CaCl₂)和硼酸(H₃BO₃)为交联剂，制作固定化小球藻，在筛选最佳制备条件的基础上探讨固定化小球藻对人工废水和养殖用水的净化效果。结果表明，当SA和CaCl₂质量分数均为2%,PVA和H₃BO₃质量分数分别为1%和3%，交联时间为12 h时制备的固定化小球藻最佳。PVA质量分数为1%时固定化小球藻去除人工废水中的氨氮、亚硝态氮、硝态氮和总磷的效果最好，去除率分别为60.92%、77.04%、79.06%和83.38%。在草金鱼循环水实验中应用，固定化小球藻去除氮磷效果较对照组有显著优势。     

固定化白腐菌对酸性黑ATT脱色的研究

将白腐菌吸附固定在改性的植物材料葵花盘、葵花秸秆上,对酸性黑ATT进行脱色,对比筛选较优载体。分别考察载体、温度、摇床转速、初始pH、浓度等因素对酸性黑ATT脱色率的影响。结果表明:葵花秸秆固定化白腐菌对酸性黑ATT有较好的脱色效果。在pH为5.0、22℃、150 r/min、100 mg/L的最适条件下,25 h脱色率可达94.41%,连续脱色5次后脱色率仍能保持在89%以上。     

活性黑5染料模拟废水电解脱色探究

为明确活性黑5染料在电化学体系中的脱色过程,以石墨为阴极,Ti/PbO_2为阳极,考察了电流大小、初始pH值、电解质种类及浓度、电解时间、温度、染料初始浓度对染料脱色过程的影响。结果表明:电流大小、氯化钠浓度对活性黑5脱色率影响较大,一定条件下染料脱色率可达99%;初始pH对染料脱色率几乎无影响,随着初始pH在4~10范围内变化,脱色率始终稳定在99%以上;染料的脱色率随着电解时间的增加而增大,当电解时间达到60 min时,染料脱色率达到99%。     

天然沸石负载壳聚糖用于苦卤脱色的研究

将180~250μm天然沸石用NaOH和HCl洗后烘干,将脱乙酰度为90%的壳聚糖负载在天然斜发沸石上制成复合吸附剂用于海盐苦卤脱色,可脱除苦卤溶液中98%的有色物质。沸石负载壳聚糖在pH<10、投剂量为0. 01g/mL、高速搅拌(300r/min)5min条件下,脱色效果最好。研究了壳聚糖脱乙酰度、壳聚糖浓度、溶液pH和复合吸附剂用量对脱色率的影响。     

反硝化细菌固定化降解亚硝酸盐的研究

研究了以海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇和海藻酸钠的混合物(PVA+SA)为包埋材料固定化反硝化细菌降解亚硝酸盐的影响,并详细考察了PVA+SA固定化反硝化菌降解亚硝酸盐的影响因素。结果表明,以PVA+SA为包埋材料制备的反硝化细菌小球与SA和PVA相比具有明显优势。较优化的条件为:PVA和SA比例10∶1,温度28℃,以葡萄糖为碳源,碳氮比2.5∶1。在较优化条件下,亚硝酸盐氮的最大去除率在72 h内能达到92%。     

反硝化细菌固定化降解亚硝酸盐的研究

研究了以海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇和海藻酸钠的混合物(PVA+SA)为包埋材料固定化反硝化细菌降解亚硝酸盐的影响,并详细考察了PVA+SA固定化反硝化菌降解亚硝酸盐的影响因素。结果表明,以PVA+SA为包埋材料制备的反硝化细菌小球与SA和PVA相比具有明显优势。较优化的条件为:PVA和SA比例10∶1,温度28℃,以葡萄糖为碳源,碳氮比2.5∶1。在较优化条件下,亚硝酸盐氮的最大去除率在72 h内能达到92%。     

大肠杆菌氨基酰化酶工程菌的固定化研究

分别以聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)及PVA-SA为固定化载体对大肠杆菌氨基酰化酶工程菌进行固定。结果表明,PVA-SA固定化凝胶颗粒具有较好的机械强度和稳定性。确定PVA-SA的最佳包埋条件如下:PVA质量分数为8%、SA质量分数为1%、固定剂为pH值6.7的3%硼酸-1%氯化钙,此条件下制备的固定化细胞的酶回收率为91.46%。固定化细胞于4℃保存7 d、再室温保存14 d后,其酶活力为初始对照的90.76%,而游离细胞只有初始对照的29.69%。     

PVA-SA固定化小球性能和生物脱氮特性研究

采用聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)制备固定化小球,对固定化小球的成球性、粘连性、机械强度、稳定性和传质性能进行测试,加入复合微生物菌株制备固定化微生物小球,采用L_9(3~4)正交实验分析不同条件下其生物脱氮效果。结果表明,制备固定化小球的最佳条件为8%PVA、5%SA和3%CaCl_2,在包菌量20%、投加量0.5 g/L、温度30℃、pH=8的条件下,人工废水中NH_3-N、NO_2-N和NO_3-N的降解率最高,分别达到94.52%、98.93%和99.31%。PVA-SA固定化复合微生物小球脱氮效率高,在水体氮源污染治理和生态修复方面有很好的应用前景。     

醌基陶粒强化偶氮染料化学脱色的特性研究

采用吸附/共价耦合的方法将氧化还原介体蒽醌-2-磺酸(AQS)固定在无机陶粒表面(醌基陶粒),并对其在无氧条件下强化偶氮染料的化学脱色特性进行了研究。研究结果表明,AQS能够被固定在无机陶粒上,其浓度为2.3μmol g 1;在无氧条件下,醌基陶粒强化酸性金黄G化学脱色的最佳条件为:Na2S浓度为3.2 mmol L 1,pH为6.0;整个反应过程遵循假一级反应动力学,并且随着固定化AQS浓度的增加,酸性金黄G的假一阶动力学常数明显增大。当加入60μmol L 1固态醌时,酸性金黄G、活性艳红X-3B、苋菜红和酸性橙7的假一阶动力学常数分别提高2.9、5.3、9.9和6.0倍,并且重复实验表明,醌基陶粒介导的偶氮染料脱色速率能够保持为最初的98%。由此可见,此种新型的固定化介体材料醌基陶粒在偶氮染料废水处理方面具有潜在的应用价值。     

固定化细胞载体扩散性能的研究

测定了葡萄糖溶液在多种固定化细胞载体内的有效扩散系数。研究了聚乙烯醇(PVA)的浓度,PVA 与海藻酸钠的比例,以及扩散温度对有效扩散系数的影响。并以固定化枯草杆菌生产α—淀粉酶为例,探讨了有效扩散系数 D_e 与固定化细胞活性的关系。在实验条件下得到:D_e=1.58×10~(-1)-(5.6φ)-5.9T)×10~(-7)lgD_e=0.77y-5.093式中 T 为绝对温度,φ为 PVA 的重量百分浓度,y 为 PVA 与海藻酸钠混合物中海藻酸钠的重量百分率。当 D_e 为18.3×10~(-6)cm~2/s 时,固定化枯草杆菌的活性出现最大值。     

基于MIL-53(Fe)的微生物传感器在抗生素检测中的应用

通过将大肠杆菌(E.coli)、海藻酸钠(SA)和MIL-53(Fe)掺杂到聚乙烯醇(PVA)胶体中形成纳米复合材料,并与硼酸交联得到MIL-53(Fe)/E.coli/SA/PVA颗粒。以E.coli作为受试体,K_3[Fe(CN)_6]为媒介体负责转运固定化微生物呼吸作用产生的电子至电极表面,通过监测还原产物([Fe(CN)_6]~(4-))的量的变化,从而得到微生物活性变化的信息,进而衡量药物的有效性。通过筛选MIL-53(Fe)/E.coli/SA/PVA颗粒的最佳形成条件,制备了灵敏的生物探针,搭建了基于固定化微生物的传感体系,并应用于不同抗生素类药物的检测。     

功能菌群DDMZ1共代谢脱色降解不同结构染料差异效应

为探究功能菌群DDMZ1在相同共基质条件下脱色降解五类不同结构染料的效能差异情况及微观生物学机制,本文首先测定了功能菌群DDMZ1在酵母提取物(yeast extract, YE)共基质条件下对五类不同结构共12种染料的脱色率,其次通过液相色谱-飞行时间串联质谱联用仪(LC-TOF-MS)进一步鉴定了其中5种典型的不同结构染料在YE共基质体系中的降解产物,推导了各自的降解途径,最后采用Illumina Miseq高通量测序评估了YE共基质条件下由5种典型的不同结构染料引起的微生物群落结构差异以及优势功能菌属的富集情况,进而揭示了YE共基质条件下染料结构、群落结构、优势菌属与染料脱色性能之间的相互作用关系。脱色结果表明:添加YE共基质能够显著促进菌群脱色性能,对浓度为100mg/L的12种不同结构的染料作用72h后,偶氮类染料脱色率均可达到80%以上,三苯甲烷类染料尤其是孔雀石绿由几乎为0的脱色率提升到了98.3%,蒽醌类染料的脱色率也均提升了20%左右。LC-TOF-MS分析产物表明5种典型的不同结构染料在YE共基质作用下均被生物降解成分子量小且结构简单的代谢产物。高通量测序结果表明,...     

不同糖源对细菌降解偶氮染料活性黑5效果的影响研究

本研究以偶氮染料活性黑5作为研究对象,利用细菌对偶氮染料进行降解脱色。通过将外加糖源以单一或与其他营养物复合的方式,添加到反应系统中,从而增强细菌对偶氮染料活性黑5的脱色效果。实验结果表明:不同的单一糖源对活性黑5的降解脱色效果都较差,其中蔗糖效果最好,脱色率为16.71%。当以其他营养物与单一糖源复合时,细菌的脱色效果有了显著提高,且当木糖与酵母提取物复合时,反应72 h后,细菌对活性黑5的脱色率达到98.05%。在此条件下,细菌对不同浓度(300～1500 mg/L)的活性黑5在脱色72 h后均可以达到95%以上的脱色率。本研究为利用不同糖源强化细菌处理实际印染废水提供理论依据。     

海藻酸钠复合吸水树脂的生物降解

以醚化海藻酸钠（ESA）、聚乙烯醇（PVA）、丙烯酰胺（AM）、丙烯酸(AA)为单体,N, N–亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,过硫酸铵-亚硫酸氢钠为引发剂,采用水溶液法制备聚丙烯酸钠p(NaAA)吸水树脂和海藻酸钠/丙烯酸钠（SA/NaAA）、海藻酸钠/丙烯酸钠/聚乙烯醇（SA/NaAA/PVA）及海藻酸钠/丙烯酸钠/丙烯酰胺（SA/NaAA/AM）吸水性复合树脂。采用微生物处理方法对以上吸水材料进行了表观降解性能的初步研究。研究结果发现,环境混合霉菌降低了海藻酸钠复合吸水树脂的质量和力学性能,60d试片失重率依次为9.41%、20.65%和18.60%,试片的破坏形变百分率下降依次是23.5%、25.1% 和26.4%;单一细菌和真菌降解实验显示,菌群在含有AM和PVA的SA/AA/AM和SA/AA/PVA凝胶中呈现中度或深度生长状态,在SA/AA凝胶表面呈现轻度生长。     

活性蓝FNR降解脱色菌的培养及其脱色性能的研究

从印染厂的活性污泥中筛选分离出了一株活性蓝FNR染料脱色优势菌株.研究了该脱色菌在不同温度、不同pH值、不同培养时间及不同染料浓度条件下对染料脱色的影响.结果显示,在30℃、120 rpm、染料浓度为5 mg/L、接种量为5 mL、培养基pH值(5～6)、自然的实验条件下,进行脱色培养36小时,其脱色率最高,可达到50％.     

PVA/SA复合水凝胶溶胀及无机三氮离子传递性能

以聚乙烯醇（PVA）、海藻酸钠（SA）、活性炭、硼酸和氯化钙为原料,制备复合水凝胶微生物固定化载体材料,分析了离子在水凝胶膜中的扩散渗透机理,采用池膜法测定水凝胶的NH⁺₄、NO^-₂、NO^-₃离子扩散性能。结果表明,在PVA、SA、活性炭含量分别为4％、2.0%及0.2%时,以5%的氯化钙的饱和硼酸溶液为交联剂,交联时间15 min的条件下制备的固定化脱氮微生物载体传递性能最佳。复合水凝胶平衡溶胀度、扩散系数随PVA浓度升高而增大,随SA浓度升高溶胀度降低,离子扩散系数起初随SA浓度升高而升高,随后出现拐点。3种无机氮离子在水凝胶中的传递速率依次为NH⁺₄>NO^-₂>NO^-₃,遵从离子有效截面积小,传递速率大的规律。改变水凝胶制备条件、原料配比对NO^-₂、NH⁺₄的渗透系数影响较大,而对NO^-₃影响较小。     

香菇废弃物固定化方法的改进及其对Cd~(2+)的吸附研究

聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)、香菇废弃物粉末以7∶3∶3的质量比混合,水浴加热溶解后,用CaCl_2饱和硼酸溶液固定化。以2%CaCl_2饱和硼酸的固定化时间、磷酸盐浓度以及磷酸盐的固定化时间为因子进行正交实验,以成球性、机械强度、Cd⁽²⁺⁾吸附平衡时间和吸附率为指标,确定最佳固定化方法,并研究了固定化香菇对Cd(2+)吸附平衡时间和吸附率为指标,确定最佳固定化方法,并研究了固定化香菇对Cd⁽²⁺⁾的吸附机理。结果表明,香菇废弃物的最佳固定化方法为:将质量比为7∶3∶3的PVA、SA、香菇废弃物粉末混合,水浴加热溶解,用注射器将混合液滴入2%CaCl_2饱和硼酸固定化24 h后,移至浓度5 g/L的磷酸盐进行二次固定化反应6 h。改良后的固定化香菇小球吸附Cd(2+)的吸附机理。结果表明,香菇废弃物的最佳固定化方法为:将质量比为7∶3∶3的PVA、SA、香菇废弃物粉末混合,水浴加热溶解,用注射器将混合液滴入2%CaCl_2饱和硼酸固定化24 h后,移至浓度5 g/L的磷酸盐进行二次固定化反应6 h。改良后的固定化香菇小球吸附Cd⁽²⁺⁾的平衡时间大大缩短,由7 h缩短至1 h,准二级动力学方程能够很好地模拟改良固定化香菇对Cd(2+)的平衡时间大大缩短,由7 h缩短至1 h,准二级动力学方程能够很好地模拟改良固定化香菇对Cd⁽²⁺⁾的动力学吸附过程,R(2+)的动力学吸附过程,R²=0.999 8。改良固定化香菇对Cd2=0.999 8。改良固定化香菇对Cd⁽²⁺⁾的热力学吸附过程符合Langmuir模型与Frendlich模型,相关系数R(2+)的热力学吸附过程符合Langmuir模型与Frendlich模型,相关系数R²分别为0.939 5和0.998 3,对Cd2分别为0.939 5和0.998 3,对Cd⁽²⁺⁾的理论最大吸附量为11.99 mg/g,最大吸附量较改良前大大提高。