耐低温对硝基苯酚降解菌的降解动力学研究

以对硝基苯酚在10℃条件下的微生物降解过程为研究对象,融合单因素实验、细胞疏水性实验、细胞膜通透性实验与降解动力学实验探究菌株Pseudomonas sp. ZL对对硝基苯酚的低温降解特性。实验结果表明,在10℃条件下菌株Pseudomonas sp. ZL能够耐受并降解303.71 mg·L^-1的对硝基苯酚,最佳降解条件为pH=8.0,0.5% NaCl,1 g·L^-1 NH₄NO₃,该条件能够显著促进对硝基苯酚的降解速率并大大缩短降解的延迟时间。在10℃、单因素最佳条件下,对硝基苯酚降解菌的抑制降解动力学拟合符合Aiba模型,其中μ_max（最大比生长速率）为0.205 h^-1,K_s（半饱和系数）为3.40 mg·L^-1,K_i（底物抑制系数）为166.86 mg·L^-1,因此166.86 mg·L^-1即为该条件下菌株的低温降解抑制浓度。与其他降解菌株相比,菌株Pseudomonas sp. ZL的K_i和μ_max/K_s较大、K_s/K_i值较小,说明对硝基苯酚对该菌株的抑制作用较小,菌株的有效利用率更高,在原位修复低温地下水及土壤污染方面具有较高的应用潜力。     

-PbO2电极在对乙酰氨基酚和工业含油废水降解中的应用

通过电沉积法制备了Ti/SnO₂-Sb/PbO₂(-PbO₂)电极，研究了对乙酰氨基酚(PCM)和工业含油废水的电化学降解性能。探究了PCM初始浓度、溶液pH和电流密度等因素对电化学降解效果的影响。结果表明，PCM的电化学降解遵循拟一级动力学，最佳的降解动力学常数和能耗分别为0.0444 min^-1和13.52 Wh/L；降解100 min后，工业含油废水的COD和TOC去除率分别达到了85.66%和87.49%，并且水中含油量从153.26 mg/L降至3.48 mg/L。因此，-PbO₂电极在处理抗生素废水和工业含油废水中具有良好的应用前景。     

邻二甲苯高效降解菌的分离及其降解特性

以邻二甲苯作为唯一碳源,从长期受焦化废水污染的土壤中分离得到一株能降解邻二甲苯的高效菌株LJ5,经生理生化和16S rDNA鉴定,该菌株属于假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。菌株LJ5适宜的降解条件为:培养温度35℃,pH=7.0～8.0,摇床转速150r/min。菌株LJ5在邻二甲苯浓度高达2500mg/L时,对其的去除率在30h内可达到73%,它对邻二甲苯的降解过程符合Monod动力学方程,当邻二甲苯浓度远远大于64.32mg/L时,LJ5降解底物速率最高,达到43.29mg/(L·h)。菌株LJ5能在实际焦化废水中很好的生长,菌液投加48h后可使COD降解率达到34.74%。     

原生质体融合制备三效工程菌HL及其溶藻机理

为从源头上治理蓝藻问题,对本文作者课题组筛选出的高效溶藻菌R1和脱氮聚磷菌B8进行原生质体融合后得到5株融合菌。以蓝藻优势藻种——铜绿微囊藻为受试对象,以溶藻率、脱氮率、除磷率作为评判标准,优选出其中1株兼备溶藻、脱氮、除磷菌株（命名为HL）,运用底物抑制Haldane模型构建菌株降解铜绿微囊藻动力学模型。不同方式处理菌液来判定菌株的溶藻作用组分,并用扫描电镜观察其溶藻效果,辅以三维荧光、傅里叶红外初步探寻其溶藻机理。试验结果表明：菌株HL具有高效溶藻、稳定脱氮除磷能力;在菌藻共生环境中,对不同浓度铜绿微囊藻的降解过程符合Haldane方程,其最大比生长速率{\mu }_{\mathrm{m}}为1.046d^-1,半饱和常数K_{\mathrm{s}}为896.92mg/m³,抑制常数K_I为1568.95mg/m³,这表明菌株HL对铜绿微囊藻具有较好的耐受与降解能力;菌株HL通过分泌芳香族氨基酸等活性物质,对藻细胞壁破坏,从而导致藻细胞破碎死亡。     

白假丝酵母PDY-07厌氧降解间甲酚的性能研究

研究从厌氧驯化的活性污泥中筛选并鉴定的白假丝酵母Candida albicans PDY-07在厌氧条件下降解间甲酚的最佳温度、培养基的最佳pH及不同间甲酚浓度下的降解效果,最佳条件为35℃,摇床150 r·min-1密封振荡培养,培养基初始pH为7.0～7.3时,菌株最大耐受问甲酚质量浓度高达1 250mg·L-1.同时考察了该菌株以间甲酚为唯一碳源及能源的细胞生长动力学和底物降解动力学.     

一株中度嗜盐菌Salinicola sp.在高盐环境中的烷烃降解特性

从青海油田附近被石油污染的土壤中分离得到一株可利用原油为唯一碳源的菌株,将其命名为X4菌株。经16SrDNA分析鉴定,该菌株与中度嗜盐菌Salinicola zeshunii strain N4^T（GenBank序列号为EU056581）同源性高达99%。X4菌株的最适温度为30℃,最适盐度为8%,最适pH为6.5,最佳碳源为甘油,最佳氮源为氯化铵。该菌可产生生物乳化剂,具有较强的细胞疏水性,对正辛烷、十六烷、二甲苯等典型烃类物质具有良好的乳化能力,细胞CSH值达到60%以上。在含5%盐度的无机盐培养基中,以3g/L的柴油为唯一碳源,采用GC-MS定量分析X4菌株的烃降解特征,结果表明菌株X4培养5天后柴油的总降解率达56%,菌株X4优先降解中长链烃类;C₇～C₁₃烃类的平均降解率为64.1%,C₁₄～C₂₀烃类的平均降解率为52.3%,C₂₁～C₃₁烃类的平均降解率约26.8%。离子型表面活性剂TTAB和SDS对X4菌株生长具有较强的毒性：在浓度达到100mg/L和400mg/L时能完全抑制菌体生长;在40mg/L的浓度下,使得菌株对柴油的降解率降低到20%。而X4菌株对非离子型表活剂——吐温80和生物表面活性剂——鼠李糖脂的耐受浓度均可达400mg/L。鼠李糖脂是嗜盐菌X4菌株的合适复配表活剂。     

Dawson型磷钨酸季铵盐对亚甲基蓝废水的光催化降解

采用共沉淀法制备了一种新的Dawson型磷钨酸十二烷基三甲基铵盐[C₁₅H₃₄N]₆P₂W₁₈O₆₂·2H₂O,通过红外光谱、热重分析、EDS能谱和扫描电镜对其组成、结构及形貌进行了表征,采用BET氮气吸附测定了比表面积。以亚甲基蓝为模拟染料废水,研究其光催化性能和降解亚甲基蓝的动力学行为,研究结果表明：14 mg/L的50 mL亚甲基蓝模拟染料废水在pH为4的条件下,加入20 mg催化剂,35 W紫外灯光照2 h,亚甲基蓝降解率达到95.0%,光催化降解反应符合一级动力学模型,动力学方程为：lnρ₀/ρ_t=0.051 7t,降解速率常数为0.051 7 min^-1,半衰期为13.4 min,表明Dawson型磷钨酸十二烷基三甲基铵对亚甲基蓝的降解具有高效的光催化活性,且重复使用催化性能好,循环5次后的降解率达到94.53%。     

微生物法处理钻井废水中的石油污染物

针对未经预处理的钻井废水中的石油污染物,通过驯化、紫外线诱变、再驯化的方法从油库污染土壤中筛选出一株可高效降解钻井废水中石油烃的微生物诱变菌株YY-12,经鉴定为酵母菌属的Candida Boidinii通过单因素实验得到了YY-12处理废水中石油烃的最佳温度为33℃,接种量为15%,pH为7.在此条件下处理96 h后使降解后的废水中石油烃质量浓度从805.6 mg/L下降到17.6 mg/L.     

光催化降解土霉素的影响因素及反应动力学研究

采用自制TiO₂/ACF光催化材料对土霉素模拟废水的降解过程进行了研究，探究了不同土霉素的浓度、溶液pH、腐殖酸浓度以及常见无机离子对其降解过程的影响，并对其光催化降解动力学进行了研究。研究结果表明：1)TiO₂/ACF光催化氧化法对30～70 mg/L范围内土霉素降解率均在80%以上，其降解过程符合准一级动力学模型；2)土霉素浓度越低，土霉素降解率和COD去除率越高，30 mg/L时达86.1%和50.4%;3)随着pH的增加，土霉素降解率和COD去除率均先增大后减小，pH为7时土霉素降解率最大为85.0%,pH为5时COD去除率最大为51.1%;4)腐殖酸的存在明显抑制了土霉素的降解过程，浓度越高抑制作用也越大，添加10 mg/L腐殖酸土霉素降解率降低了12.5%;5)Cl^-、Cu²⁺、Mg²⁺存在时，COD的去除有明显提高。HCO₃^-、NO₃^-的存在则降低了土霉素降解速率常数。     

间甲酚高效降解菌的筛选及其降解特性

以广东韶钢焦化厂废水处理站好氧池中的污泥作为菌源,分离出能降解间甲酚的复合菌种,根据其功能性命名为CDMs(cresol degrading micro-organisms)。通过摇瓶试验考察了环境条件对该菌种降解间甲酚的影响,确定了最适pH值、接种量、温度及常见金属离子浓度影响的范围。得到间甲酚的最适降解条件为pH值6.2～7.2、接种量10%～15%、温度35～40℃。当K 、Na 、Ca2 、Fe3 和Mg2 的浓度分别为50 mg/L、2000 mg/L、3 mg/L、1.5 mg/L及4～10 mg/L时,CDMs对间甲酚的降解表现出高活性。Cu2 严重抑制该降解过程。在一定环境条件下,CDMs对不同初始浓度间甲酚的降解符合一级反应动力学特征。当间甲酚初始浓度为551 mg/L时的平均降解速率达到8.4 mg/(L.h)。表明所分离得到的CDMs在适宜条件下可高效降解间甲酚并体现出较强的毒性耐受能力。     

麦草两段预浸渍化机浆废水的污染物特征和发生量

对不同碱用量两段预浸渍麦草化学机械制浆（CTMP）废水的污染特征进行分析,探讨了制浆得率与污染负荷之间的关系。研究表明：采用两段NaOH浸渍,当碱总用量为3%~5%时,可以在较低的磨浆能耗得到质量指标良好的纸浆,制浆得率为73.1%~78.9%,产生的化学需氧量（COD）为270.5~446.0 kg/t,5日生化需氧量（BOD₅）为181.3~228.2 kg/t,悬浮物（SS）为47.62~124.30 kg/t。此麦草CTMP制浆废水的BOD₅/COD值在0.422~0.466之间,属于可生化性较好的有机废水,且m_BOD5：m_N：m_P的结果表明采用厌氧+好氧的生化处理,反应体系的N元素和P元素均可满足微生物的需要,无需另外补充。且随着碱总用量的增加,麦草CTMP制浆得率下降,而其相应的污染负荷随之增加。在碱总用量为0~8%时,COD污染发生量（L）与制浆得率（Y）关系方程式为L=5 884-11 670Y+5 800Y²,R²=0.995。     

H2O2强化光催化处理苯胺化工废水的应用试验

研究者在苯胺模拟废水高级氧化处理方面开展了很多研究,但针对炼化企业苯胺装置废水含盐高、色度高、COD降解难等问题尚未开展工程应用。为解决苯胺生产废水的实际问题,本研究开展了TiO₂/UV-H₂O₂氧化降解苯胺废水（1~2m³/h）的现场试验研究。考察了苯胺废水在单独TiO₂/UV、单独H₂O₂氧化及TiO₂/UV-H₂O₂协同作用下的处理效果,提出了苯胺废水的最佳处理工艺方案,并进行了成本核算。结果表明,单独TiO₂/UV和单独H₂O₂氧化对苯胺废水的脱色率和COD去除率偏低,而TiO₂/UV-H₂O₂协同作用时苯胺废水脱色率和COD去除率可达95%以上。协同氧化体系中,H₂O₂的氧化降解作用显著,H₂O₂投加量1%~2%;酸性条件利于苯胺废水的降解,特别是pH=3.8~4.2时;TiO₂/UV和H₂O₂协同作用一段时间后,停止UV而凭借残余H₂O₂可以将体系中的中间产物继续降解直至矿化成CO₂。TiO₂/UV- H₂O₂协同处理炼化企业苯胺生产废水,出水COD≤60mg/L,色度≤20倍,单位能耗约18.44kW·h/m³,明显低于文献报道值,具有显著的技术性与经济性。     

β-NaYF4:Yb3+,Tm3+/g-C3N4复合水凝胶材料的制备及其应用

为了有效解决日益严重的水污染问题,本文研究了β-NaYF₄: Yb³⁺, Tm³⁺/g-C₃N₄复合材料的制备及其在可见光下催化降解亚甲基蓝模拟废水的最佳工艺条件。首先,利用溶剂热法合成了β-NaYF₄: Yb³⁺, Tm³⁺,再将煅烧法制备的 g-C₃N₄加入聚丙烯酸/聚乙烯醇水溶液,后滴入饱和硼酸溶液获得β-NaYF₄: Yb³⁺, Tm³⁺/g-C₃N₄/聚丙烯酸/聚乙烯醇复合水凝胶。利用X射线衍射仪、场发射扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、热重分析仪、全自动比表面积微孔孔隙分析仪等进行表征;利用正交试验L₁₆(4⁵)考察复合材料的投加量、复合材料的比例、温度、亚甲基蓝溶液的pH、光照时间等因素,探索降解亚甲基蓝的最佳工艺条件。正交试验结果表明：光照时间为20.0h、pH为7.00、复合材料的投加量0.25g、温度20.0℃、复合材料活性组分β-NaYF₄: Yb³⁺, Tm³⁺与g-C₃N₄的比例为1∶4,此时对30.0mg/L亚甲基蓝降解率达到94.84%,循环降解亚甲基蓝模拟废水4次后的降解率仍高达为86.22%。     

异养硝化菌株W1的分离和表征(英文)

In a high concentration substrate medium, a heterotrophic bacterium with high removal efficiency of ammonium, named W1, was isolated from activated sludge of coking wastewater treatment facility. The bacterium was Gram-negative, rod-shaped, and identified preliminarily as Alcaligenes sp. according to its morphological and physiological properties and its 16S rRNA gene sequence analysis. In the high concentration ammonium medium (400 mg·L 1 4 NH -N), the effects of C source, N source, C/N ratio and initial pH of medium on ammonium removal were investigated in order to determine the optimal condition for strain W1. The maximum ammonium removal was around 95% in 4 days in an improved medium. The production of N 2 gas was examined in a closed system that was full of pure oxygen at the beginning. N 2 gas was detected in the system after 4 days of cultivation, which further testified that strain W1 has heterotrophic nitrification and aerobic denitrification abilities simultaneously.     

松木屑在氧气-水蒸气-二氧化碳氛围下的气化模拟研究

以氧气-水蒸气-二氧化碳作为气化介质,松木屑为原料,采用Aspen Plus软件,结合自建模型,对生物质气化进行了模拟研究。首先,利用文献中的数据对模型进行了验证,模拟结果与文献中的数据基本吻合,证明了该模型的正确性。接着,考察了气化温度、氧气用量（c_ER）、水蒸气与生物质质量比（m_S/m_B）、二氧化碳与生物质质量比（m_CO2/m_B）对产气组成、气体热值、气体产率、气化效率和产气氢碳比（n_H2/n_CO）的影响。结果表明：在850℃、101.325kPa、c_ER=0.2、m_S/m_B=1、m_CO2/m_B=0.6的条件下,气化产物特性为气体热值7.45MJ/m³、气体产率1.78m³/kg、气化效率73.3%、氢碳比1.79。适当提高气化温度有利于气化。c_ER的增大使气体热值、产率和气化效率均迅速降低;但对产气中氢碳比的影响较小。此外,气化剂中水蒸气的适量增加有利于氢气的产生并能明显提高其体积分数,二氧化碳的适量增加有利于一氧化碳的产生并能在一定程度上提高其体积分数,二者均能有效调节产气的氢碳比。     

不同pH下涂装废水中沉淀物形成的计算模拟预测及验证

采用中和沉淀法处理涂装废水,在不同pH（4~12）下研究了涂装废水中总磷、硫酸根等阴离子和总铁、总铅、总铬等主要的阳离子去除效果,并利用修正后的热力学方程Gibbs函数△G=RTln（Q_c/K°_sp）对pH调节过程中沉淀形成机制进行讨论。结果表明,pH=2.18~10时离子强度I在0.10mol/L左右,pH=12时离子强度I为0.59mol/L;考虑离子强度I影响时沉淀产物的活度积K°_sp与溶度积K_sp相比最大,可相差15个数量级,对于涂装废水沉淀产物生成预测时应采用活度积K°_sp进行判定;pH对弱酸弱碱各型体的存在浓度影响很大,pH=4~8时形成的沉淀产物主要为磷酸盐,pH=10~12时氢氧化物沉淀种类增加,pH=12时形成的沉淀产物种类最多。     

Thermoanaerobacterium saccharolyticum JW/SL-YS485来源的GH11家族木聚糖酶的克隆表达及其应用

对Thermoanaerobacterium saccharolyticum JW/SL-YS485来源的GH11家族木聚糖酶基因xyn11进行了克隆表达研究。xyn11基因全长636bp,编码211氨基酸。通过构建重组质粒,使其在大肠杆菌中实现了活性表达,酶活达到13.8U/mL。重组酶通过热处理和Ni亲和层析达到电泳纯,SDS-PAGE显示其分子量为20000,与理论分子量吻合。重组酶的最适反应温度为65℃,最适反应pH为4.5,在pH 3.5~6.0范围内保持较高的稳定性,60℃保温1h,酶活还残存60%,Cu²⁺对该酶有激活作用。重组酶底物特异性强,且不能降解木二糖和木三糖。重组酶以榉木木聚糖为底物,其V_max和K_m分别为9809U/mg和5.9mg/mL。榉木木聚糖质量浓度为25g/L,重组木聚糖酶用量为20U/g,在50℃、pH 4.5条件下水解12h低聚木糖的得率为27.8%,水解产物主要由木二糖和木三糖组成,且不产生任何木糖。结果表明,该木聚糖酶催化特性优异,可用于低聚木糖的制备。     

新型酞菁催化剂的制备及降解染料性能

大规模降解中性条件下的染料废水是染料废水处理的难点之一。设计、制备了新型羟基取代酞菁钴（CoTHPc）催化剂,对结构进行了表征。使用Siesta软件模拟了CoTHPc与酸性红G（AR1）结合的能量变化,并以氨基酞菁钴（CoTAPc）为参照。结果表明：中性条件下CoTHPc对AR1的吸附能力优于CoTAPc,CoTAPc与AR1的结合能力在氢氧根离子协助下大幅提升。研究了不同pH、温度、氧化剂浓度、自由基抑制剂等条件对CoTHPc/H₂O₂体系性能的影响。实验结果显示：CoTHPc最佳催化条件为pH=7.0、T=343 K、20 mmol/（L H₂O₂）,CoTAPc最佳催化条件为pH=10、T=354 K、50 mmol/（L H₂O₂）,与计算结果相符。CoTHPc/H₂O₂为非羟基自由基催化机理。综上所述：CoTHPc/H₂O₂催化体系能够在中性条件下发挥催化功能,对降解成分复杂的印染废水具有较好的应用前景。