纳米四氧化三铁强化海藻酸钠包埋希瓦氏菌MR-1的甲基橙脱色性能

希瓦氏菌MR-1可有效降解常用偶氮染料甲基橙(MO)等,但采用该方法实现高效深度的降解则需要较长的时间。利用海藻酸钠(SA)包埋希瓦氏菌MR-1和纳米四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))对MO脱色处理,探讨了包埋微球SA、SA/Fe_(3)O_(4)、SA/希瓦氏菌MR-1以及SA/希瓦氏菌MR-1/Fe_(3)O_(4)的形态学、流变性以及机械强度等各方面性质,研究发现添加纳米Fe_(3)O_(4)不仅提高了海藻酸钠包埋希瓦氏菌MR-1对MO的脱色效率,而且提高了微球的机械强度,有利于SA/希瓦氏菌MR-1/Fe_(3)O_(4)微球的重复利用。同时研究和比较了包埋微球SA、SA/Fe_(3)O_(4)、SA/希瓦氏菌MR-1以及SA/希瓦氏菌MR-1/Fe_(3)O_(4)对MO脱色过程中MO的降解效率,并分析了4个循环利用过程中MO的脱色效率,结果表明所有循环过程中包埋微球SA/希瓦氏菌MR-1/Fe_(3)O_(4)对MO的脱色效率更高,而包埋微球SA、SA/Fe_(3)O_(4)对MO的脱色均是由于吸附作用造成的。第4个循环过程中,SA/希瓦氏菌MR-1/Fe_(3)O_(4)微球在1.75 h的脱色效率为77.83%,而SA/希瓦氏菌MR-1微球的脱色效率为53.19%。与SA/希瓦氏菌MR-1微球相比,添加了纳米Fe_(3)O_(4)的微球对MO的脱色效率更高,证实了纳米Fe_(3)O_(4)的添加提高了电子传递效率。

蔗糖异构酶PalI包埋和交联固定化方法比较

采用海藻酸钠包埋法和戊二醛交联法两种固定化方法,对来源于Klebsiella sp. LX3的蔗糖异构酶PalI的稳定性和可重复利用性进行研究。结果发现,海藻酸钠包埋法在海藻酸钠、CaCl_2质量分数为1.5%、2%时,所得固定化酶的酶活最高,其最适反应温度为40℃,最适pH值为6;戊二醛交联法在(NH_4)_2SO_4质量分数为90%,戊二醛体积分数为2. 5%时得到的固定酶酶活最高,交联酶的最适反应温度为50℃,最适pH值为5,通过对酶的稳定性比较,两种方法酶稳定性都优于游离酶。4℃保存20 d后游离酶的酶活降低到30%,而戊二醛交联酶活性在95%以上,海藻酸钠固定化酶残余酶活仍在60%左右。戊二醛交联法固定酶活性优于海藻酸钠固定化酶,重复利用12次戊二醛交联酶,其残余酶活仍为80%。

硝化细菌的固定化研究

通过对呼吸速率的测定,比较了3种不同的硝化细菌包埋方法。实验结果表明,海藻酸钠包埋法最佳。考察了海藻酸钠法固定的硝化细菌与游离的硝化细菌在不同温度下硝化速率的大小,发现固定化的硝化细菌比游离的硝化速率高,表明其具有抗低温能力的特点。通过对富营养化水体进行的降解试验表明,所得结果具有一致性。

不同pH值条件下3种不同碳源释碳效果的比较

通过静态有机碳释放的研究方法,在温度为(27±1)℃、pH值为6.5、7.0、7.5、8.0的情况下,对比研究了稻秆、海藻酸钠包埋稻草末球、海藻酸钠包埋稻秆球3种不同碳源的释碳规律和释碳效果(以COD值计)。结果表明:海藻酸钠包埋稻秆球的释碳效果最好,在pH值为7.0时,168 h内碳源释放量为368 mg/(g.L);稻秆的释碳效果最差,碳源释放量最高仅为95 mg/(g.L);pH值的变化对稻秆和海藻酸钠包埋稻末球的释碳效果影响很小,但是对海藻酸钠包埋稻秆球的影响很大。对结果的进一步分析认为:由于海藻酸钠包埋稻秆球中混入了微生物,微生物的活动大大增强了难降解纤维物质的分解作用,同时包埋作用使其氧气浓度扩散受阻而呈厌氧状态,从而利于纤维素分解菌的工作,所以其释碳效果好于稻秆和海藻酸钠包埋稻末球;因为微生物的活动易受外界因素影响,所以pH值的变化对海藻酸钠包埋稻秆球的释碳效果影响较大。

橡胶初加工废水污染土壤的微生物固定化修复

橡胶初加工废水产生大量富含高有机质,并具有高粘度、酸性和高有机物等特点。因其处理成本较高且经常存在厌氧处理失效导致后端废水处理不达标、甚至有较多废水直接排出而污染了周边土壤,但目前对于橡胶初加工废水污染土壤的危害及修复关注度不够。前期从天然橡胶加工厂附近的受污染土壤中分离和驯化出了一种以芽孢杆菌为优势菌属的高效降解菌群命名为WR-2。WR-2在橡胶初加工废水降解方面表现出优异的性能,但在应用上WR-2需要一定的准备期及环境适应期。因此,本研究采用包埋法,以海藻酸钠-木薯渣生物质炭、甘蔗渣、椰糠3种载体材料及1.5%、2%两种材料浓度下进行固定化小球制备实验,同时进行橡胶初加工废水中典型的胶清废水污染土壤的固定化小球模拟修复实验,研究WR-2的包埋固定化基础性能及其生物修复能力。经过6组固定化微球在机械性能和对污染土壤的修复效果方面比较发现,2%椰糠改良固定化微球不仅具有较优良的机械性能,在模拟修复实验中对污染土壤的有机质(TOC)降解率高达(96.7%),土壤二硫化四甲基秋兰姆(TMTD)在14 d全部降解,且使土壤pH从4.42调节至中性,土壤阴阳离子总数降低并具有良好的微生物活性。2%椰糠固定化小球极大地改善了土壤微观结构及土壤通气性和排水性。因此,海藻酸钠2%椰糠作为WR-2的固定化小球制备方式,对优化橡胶初加工废水污染土壤的生物修复能力具有效果优和即时应用的作用。