木糖氧化无色杆菌P1对芘降解的研究及其在两相分配生物反应系统中的应用

采用富集培养技术筛选芘降解微生物,得到一株纯培养条件下可以有效降解芘的细菌,命名为P1,经鉴定为木糖氧化无色杆菌(Achromobacter xylosoxidans)。研究了培养条件对P1降解的影响,在此基础上考察了其在两相分配生物反应系统中对芘的降解。研究结果表明:菌株P1可以有效降解培养体系中的芘,在芘的初始质量浓度为100 mg/L,p H为7,温度为30℃时,对芘的降解效果最好;在两相分配生物反应系统中菌株P1对芘的降解速率大于单相反应系统,且降解率受到非水相类型和芘初始浓度的影响,其中以十一醇为有机相的双相反应系统较十二烷和硅油更能促进生物降解,5 d内降解率为78.8%。

两相分配生物反应器——浊点系统在生物转化中的应用

利用两相分配生物反应器可以控制底物由非水相向水相释放,增加底物的溶解度和解除底物对微生物的抑制,保护产物降解,降低下游分离费用;论述了两相分配生物反应器的基本原理和发展概况,并以胆固醇边链切除生物转化为例,介绍了新开发的浊点系统两相分配生物反应器的巨大潜力。

两相分配生物反应器处理有机废气新技术

综述了近期国内外有关两相分配生物反应器处理有机废气技术的研究进展。介绍了搅拌釜生物反应器、生物滴滤塔、生物滤床等多种反应器结构及其去除有机废气的效果;分析了硅油、十六烷、十四烷等多种非水相介质在两相分配生物反应器中应用的优缺点;阐述了有机废气在两相分配生物反应器中的传质机理。最后对两相分配生物反应器的发展前景及改进方向进行了分析。

两相分配生物反应器中苍白杆菌PW对芘的降解效果

为降低PAHs对微生物的毒性,促进PAHs的降解,采用TPPB技术（two-phase patitioning bioreactor,两相分配生物反应器）对芘进行降解,研究了不同有机相（硅油、十二烷、十一醇、癸烷、十六烷、十八烷）、ρ（芘）、φ（有机相）和扰动速率对芘降解的影响.结果表明：当φ（有机相）为10.0%、ρ（芘）为100～1 000 mg/L时,T0（纯水相）及T1（水-硅油）、T2（水-癸烷）、T3（水-十二烷）、T4（水-十一醇）、T5（水-十六烷）和T6（水-十八烷）体系中芘的降解率分别为92.5%～13.9%、69.3%～20.1%、79.6%～23.3%、81.9%～26.9%、86.7%～28.1%、87.7%～34.1%、89.6%～27.4%.ρ（芘）较低时,TPPB抑制了芘的降解;ρ（芘）较高时,TPPB则能促进芘的降解.6种有机相中,十六烷对芘降解的促进效果最优.最优φ（有机相）的确定和ρ（芘）有关,ρ（芘）为200 mg/L时,最优φ（十八烷）、φ（十六烷）、φ（十一醇）分别为5.0%、2.5%和5.0%;ρ（芘）为1 000 mg/L时,其均为20.0%.液体扰动速率的提高能促进芘的降解,液体扰动速率为50～200 r/min时,T6和T5体系中的芘的降解率分别为50.1%～75.6%和54.1%～79.1%.研究显示,TPPB技术是一种潜在治理高浓度PAHs污染的有效途径,TPPB的优化是多种影响因素综合作用的结果.

两相分配(有机相—水相)生物反应器降解污染物的原理及应用

有毒有机污染物大多为人工合成的异生物合成物,具"三致"与生物难降解等特性,对环境和人类健康造成了严重的威胁。本文论述了两相分配生物反应器对有毒有机污染物的降解原理及其应用现状。该反应器基于热力学平衡原理,通过引入有机相,消除有机污染物对微生物的抑制作用,在快速降解污染物的同时实现体系的自控。现有研究表明,可高效降解苯、苯酚、BTX、多环芳烃等有毒有机污染物。此外,对该反应器的进一步研究与应用进行了展望。

两相分配生物反应器降解苯乙烯废气的研究

为提高生物法净化难溶性VOCs的效率,构建以硅油(体积分数为10%)为非水相的两相分配生物反应器(Two Phase Partitioning Bioreactor,TPPB)。通过响应面优化试验,探讨TPPB最佳工艺条件,研究进气质量浓度、循环液pH值、停留时间及液气比对苯乙烯废气净化效果的影响,并对比其与单相生物反应器(One Liquid Phase Bioreactor,OLPB)处理效果的差异。结果表明,进气质量浓度为400 mg/m^(3)、停留时间为45.77 s、循环液pH值为7.26、液气比为0.25的最佳工艺参数下,TPPB的苯乙烯去除率达96.15%。基于数学模型拟合两种反应器的传质和生物降解过程,过程模拟发现同一停留时间下TPPB中最大传质分数均高于OLPB;苯乙烯去除负荷变化与Michaelis-Menten模型相关性较高(R^(2)=98.2%),同一停留时间下TPPB的最大去除负荷和半饱和常数均高于OLPB。

β-环糊精衍生物构筑模拟酶在两相反应系统中水解青霉素的研究(Ⅱ)

研究了β-环糊糊（β-CD）衍生物构筑模拟酶在两相反应系统中的水解青霉素（PG）的反应．实验结果表明：有机相和水柜组成的反应系统有利于反应进行．通过紫外吸收法和纸层析证明了本实验人工会成的模拟酶可以水解青霉素生成苯乙酸（PAA）和6-氨基青霉烷酸（6-APA）．本试验的方法可为工业化生产6－APA提供一种新的途径．

两相分配生物反应器治理有机废气研究进展

通过研究国内外关于两相分配生物反应器治理有机废气进展,介绍了搅拌釜生物反应器、生物滴滤塔等多种两相分配生物反应器的结构及其工作原理;分析了硅油、十六烷等不同非水相对于不同目标污染物的去除效果;研究了两相分配生物反应器对有机废气的处理性能;最后指出如何消除液态非水相的泡沫化和反应器的堵塞问题是今后研究的关键。

气升式两相分配膜生物反应器设计

设计了一种气升式两相分配膜生物反应器,用于工业有机废气的净化处理,解决常见有机废气净化装置存在净化效率低、适用范围小以及尾气排放达不到较高标准要求等问题。采用多导流筒、低高径比和圆升气管的方形内循环式结构,进行装置的总体设计,并进行装置试运行,结果表明该装置简便易行,效率高,处理有机废气浓度广、无二次污染。

两相分配生物反应器净化VOCs废气的研究进展

在两相分配反应器中,由于非水相的介入,能够有效克服反应过程中所遇到的高浓度、高毒性的底物、中间产物的抑制以及水、底物和微生物之间的传质障碍等限制因素,实现微生物对VOCs的高效去除。本文从两相分配反应器的原理、组成以及反应器的结构进行综述,并提出两相分配反应器的应用问题。

UBF两相生物反应器对渗滤液水质的稳定化作用

为解决渗滤液直接回灌型垃圾填埋反应器(R1)的酸化问题,利用厌氧污泥复合床(UBF)和卫生填埋反应器组合为垃圾两相厌氧消化系统(R2)对垃圾降解。结果表明,与渗滤液直接回灌的R1生物反应器系统相比,UBF型两相厌氧生物反应器系统对渗滤液中有机物质的去除率更高,COD降至24600mg/L,NH3-N浓度保持在1130mg/L,pH值始终维持在7.26,为垃圾渗滤液的后续处理工艺提供了方便。此外,UBF型两相厌氧生物反应器产气性能更好,累积产气量是R1的3.06倍。

膜分离对两相生物系统酸化特性影响的模型研究

本文通过物料衡算建立产酸相的酸化特性分段模型 ,并通过模型从理论上分析了膜分离对两相生物系统酸化特性的影响。文章还讨论了产酸相酸化率对整个系统运行状况的影响 ,得出高酸化率有利于提高系统的处理效率和沼气回收的结论。

正己烷在两相分配搅拌式反应器中的传质过程研究

为研究两相分配搅拌式反应器中硅油对正己烷传质的影响,采用静态顶空法获得正己烷的气/水和硅油混合液分配系数H,通过模型拟合计算最大气相可转移至液相的正己烷体积分数βS^*,利用效能-传热单位数法计算总体积传质系数KLa。结果表明,随着硅油比例φ的提高,H显著下降;"等效吸收容量"模型可以很好地描述H与φ之间的关系;βS^*随着硅油的添加急剧增大,并随着φ提高而上升,而进气流速的增加会导致βS^*减小;KLa会随着φ上升而减小,但硅油显著提升了饱和液相正己烷浓度,从而提高正己烷的总传质速率。

在双相分配生物反应器中提高香芹酮的生物转化产量

利用红串红球菌生物转化香芹酚生成香芹酮，并优化反应过程。为最大限度地减少底物和产物在水相中的积累而造成的转化抑制，在3L双相分配生物反应器中，通过向单水相系统中引入互不混溶的第二相从而提高反应器的转化效率。本研究以十二烯作为第二相，与其它溶剂相比，十二烯不可生物降解，有较高的生物相容性及对产物香芹酮极高的亲和性。但由于生物催化剂红串红球菌的疏水性强，在有机溶剂中乳化形成隔离区室使得转化率非常低，故采用液态多聚物硅油来防止细胞在有机相中的乳化与隔离。采用该技术后，香芹酚的转化率比单相反应器约提高了1．5倍。

涡流器燃烧室头部两相反应流数值模拟

在任意曲线坐标系中数值模拟带涡流器燃烧室头部的三维两相反应流场,其中,采用偏微分方程法生成块结构网格;气相在Euler坐标系下采用修正的k-ε双方程模型处理紊流特性,用修正的EDM-Ar-rhenius紊流燃烧模型模拟化学反应速率,用六通量模型考虑热辐射的影响;液相处理采用在Lagrange坐标系下颗粒群轨道模型。在非交错网格系下采用SIMPLE算法及混分差分格式求解离散方程,采用单元内颗粒源法(PSIC)算法进行两相之间的耦合,计算所得的旋流数与试验数据相当接近。结果表明涡流器几何形状对燃烧室流场影响较大,涡流器的优化设计可以提高燃烧性能。

两相分配法制备南极红酵母质膜

用葡聚糖T-500(DextranT-500)和聚乙二醇(PEG-3350)两相体系制备南极红酵母(Rhodotorulasp.)菌株NJ298的质膜。首先在2mmol/LKCl浓度下,选用5种不同的聚合物浓度(5.6%、5.8%、6.0%、6.2%、6.4%,W/W),研究了NJ298质膜在两相体系中的分配情况,在此基础上进一步研究了KCl浓度(2mmol/L、4mmol/L、6mmol/L、8mmol/L、10mmol/L)对NJ298质膜的纯度及得率的影响。结果表明,选用6.0%聚合物浓度,4mmol/LKCl的两相分配体系,分离3次可得到相对纯度在78.2%的南极红酵母质膜组分,标志酶鉴定及磷钨酸染色电镜检测均表明获得了高纯度密实的正向型的质膜囊泡。这为进一步研究该菌株的南极极端环境适应机制奠定了基础。

卤代苯的氟两相硝化反应研究

以全氟萘烷(C10F18)为氟溶剂,全氟辛基磺酸镱(Y b(O SO2C8F17)3)为催化剂,对卤代苯进行了氟两相硝化。含有催化剂的氟相通过简单的相分离可以回收利用,氟苯、氯苯、溴苯和碘苯的P/O值(产物中对位和邻位异构体的比)可分别提高至7.20,2.45,4.01和0.91。测定了不同温度下氟相在卤代苯中的分配系数。考察了反应温度、氟相和有机相的相比与体系中的含水量对硝化反应的影响,发现氟苯、氯苯、溴苯和碘苯的最佳氟两相反应温度分别为60℃、60℃、80℃和80℃,降低氟相和有机相的相比以及减少体系中含水量,有利于提高P/O值。

两相自然循环非能动系统静态分岔特性和参数效应研究

耗散结构在流体动力学中存在 ,两相自然循环非能动系统稳定性是耗散结构在多相流体动力学中的问题 ,运用分岔理论及其DERPAR数值方法给出系统随参数变化的演化过程的静态分岔解图图谱。以静态分岔解图呈现的迟滞现象 (多平衡解 )定义了输热能力限、静态漂移稳定性准则、稳定性裕度、比质量流量输热能力、分岔现象消失—呈单值性的临界参数区的系统演化的自组织特性的物理本质—系统的稳态和时间相关态随着特征参数的演化。用低压下的实验数据与理论计算分析进行比较 ,变化趋势吻合 ,尚需进一步验证。

中低温煤焦油加氢反应器不同分配器中液体分布的CFD模拟

中低温煤焦油(LTCT)是一种高密度、高黏度的重质油品,加氢处理是对其清洁化利用的重要手段,其过程主要在滴流床反应器(TBR)内完成。气液分配器作为TBR中的重要部件,影响着反应器中催化剂床层的表现。本文建立了基于Euler-Euler方法的计算流体力学(CFD)模型,并根据已报道的文献冷模实验结果完成模型验证,对LTCT和氢气在4种分配器(泡罩型、多孔烟囱型、齿缝烟囱型和气提管型)中的流动进行了模拟,对比分析了分配器液相的分布、流动行为以及进出口压降;并且引入液体分布不均匀度(M_(f))概念,对4种分配器的气液分配效果进行了定量评价。结果表明,LTCT通过泡罩型分配器后的液相覆盖范围最广;泡罩型分配器在y=-200mm截面处Mf为0.13,分配效果最好,且气液两相流集中现象不严重。

两相体系中羟化酶催化1,2,3,4-四氢喹啉不对称羟基化反应

以菌株Pseudomonas plecoglossicidas ZMU-T02整细胞为生物催化剂,1,2,3,4-四氢喹啉经不对称羟基化反应合成了(R)-4-羟基-1,2,3,4-四氢喹啉,其结构经1H NMR,13C NMR,HR-MS和HPLC确证。在细胞浓度为30g cdw·L-1,p H为9.0,整细胞悬浮液/有机溶剂比例为1∶1的两相体系中,底物浓度为10 mmol·L-1时,收率37%,ee值98%。