氯苯类化合物废水处理
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含N、S及卤素类的有机废液处理此类废液包含的物质:吡啶、喹啉、甲基吡啶、氨基酸、酰胺、二甲基甲酰胺、二硫化碳、硫醇、烷基硫、硫脲、硫酰胺、噻吩、二甲亚砜、氯仿、四氯化碳、氯乙烯类、氯苯类、酰卤化物和含N、S、卤素的染料、农药、颜料及其中间体等等。
对其可燃性物质,用焚烧法处理。
但必须采取措施除去由燃烧而产生的有害气体(如SO2、HCl、NO2等)。
对多氯联苯之类物质,因难以燃烧而有一部分直接被排出,要加以注意。
对难于燃烧的物质及低浓度的废液,用溶剂萃取法、吸附法及水解法进行处理。
但对氨基酸等易被微生物分解的物质,经用水稀释后,即可排放。
含有酸、碱、氧化剂、还原剂及无机盐类的废液处理此类废液包括:含有硫酸、盐酸、硝酸等酸类和氢氧化钠、碳酸钠、氨等碱类,以及过氧化氢、过氧化物等氧化剂与硫化物、联氨等还原剂的有机类废液。
[1]首先,按无机类废液的处理方法,把它分别加以中和。
然后,若有机类物质浓度大时,用焚烧法处理(保管好残渣)。
能分离出有机层和水层时,将有机层焚烧,对水层或其浓度低的废液,则用吸附法、溶剂萃取法或氧化分解法进行处理。
但是,对其易被微生物分解的物质,用水稀释后,即可排放。
此类废液包括:苯、已烷、二甲苯、甲苯、煤油、轻油、重油、润滑油、切削油、机器油、动植物性油脂及液体和固体脂肪酸等物质的废液。
对其可燃性物质,用焚烧法处理。
对其难于燃烧的物质及低浓度的废液,则用溶剂萃取法或吸附法处理。
对含机油之类的废液,含有重金属时,要保管好焚烧残渣。
含石油、动植物性油脂的废液处理此类废液包括:苯、已烷、二甲苯、甲苯、煤油、轻油、重油、润滑油、切削油、机器油、动植物性油脂及液体和固体脂肪酸等物质的废液。
对其可燃性物质,用焚烧法处理。
对其难于燃烧的物质及低浓度的废液,则用溶剂萃取法或吸附法处理。
对含机油之类的废液,含有重金属时,要保管好焚烧残渣。
含有机磷的废液处理此类废液包括:含磷酸、亚磷酸、硫代磷酸及膦酸酯类,磷化氢类以及磷系农药等物质的废液。
氯苯除水的方法氯苯是一种常见的有机化合物,其结构中含有苯环和氯原子。
然而,在某些情况下,我们可能需要除去氯苯中的水分,以满足特定的应用需求。
本文将介绍几种常见的氯苯除水方法。
1. 蒸馏法蒸馏法是一种常用的物理方法,可以用于除去氯苯中的水分。
在蒸馏过程中,我们利用氯苯和水的沸点差异来分离它们。
首先,将含水的氯苯加热至沸腾,然后将产生的蒸汽冷凝收集,即可得到去除水分后的氯苯。
这种方法适用于水和氯苯的沸点差异较大的情况。
2. 吸附法吸附法是一种通过吸附剂吸附水分的方法。
我们可以选择一种具有亲水性的吸附剂,如活性炭或分子筛,将其与氯苯混合,并充分搅拌。
亲水性吸附剂会与水分发生相互作用,将水分从氯苯中吸附出来。
随后,我们可以通过过滤或离心等方法将吸附剂与水分分离,得到去除水分后的氯苯。
3. 脱水剂法脱水剂法是一种利用脱水剂去除氯苯中水分的方法。
常见的脱水剂包括无水氯化钙、无水硫酸和无水铜(II)硫酸等。
我们可以将适量的脱水剂加入含水的氯苯中,并进行充分的搅拌,使脱水剂与水分发生反应。
反应完成后,通过过滤等方法将脱水剂与水分分离,即可得到去除水分后的氯苯。
需要注意的是,在使用脱水剂的过程中,应注意操作的安全性,避免与脱水剂产生剧烈反应或产生有毒气体。
4. 膜分离法膜分离法是一种利用特殊的膜材料分离混合物的方法。
在氯苯除水的过程中,我们可以选择一种适合分离水分的膜材料,如反渗透膜或纳滤膜。
通过将含水的氯苯与膜进行接触,水分会通过膜的孔隙或选择性通道逸出,而氯苯则被留在膜的一侧。
这样,我们就可以得到去除水分后的氯苯。
膜分离法具有操作简单、效果稳定等优点,适用于大规模生产或连续处理的场景。
除了以上几种方法,还有其他一些辅助的除水方法,如冷冻法、离心法和萃取法等。
根据具体情况,我们可以选择适合的方法来除去氯苯中的水分。
需要注意的是,无论采用哪种方法,我们都应确保操作的安全性,并且在处理废水时要遵守环境保护的相关法规和标准。
废水处理方法及措施废水处理方法及措施1处理方法1.1含N、S及卤素类的有机废液处理此类废液包含的物质:吡啶、喹啉、甲基吡啶、氨基酸、酰胺、二甲基甲酰胺、二硫化碳、硫醇、烷基硫、硫脲、硫酰胺、噻吩、二甲亚砜、氯仿、四氯化碳、氯乙烯类、氯苯类、酰卤化物和含N、S、卤素的染料、农药、颜料及其中间体等等。
对其可燃性物质,用焚烧法处理。
但必须采取措施除去由燃烧而产生的有害气体(如SO2、HCl、NO2、二恶英等)。
对多氯联苯之类物质,因难以燃烧而有一部分直接被排出,要加以注意。
对难于燃烧的物质及低浓度的废液,用溶剂萃取法、吸附法及水解法进行处理。
但对氨基酸等易被微生物分解的物质,经用水稀释后,即可排放。
1.2含酸、碱、氧化剂、还原剂的废液处理此类废液包括:含有硫酸、盐酸、硝酸等酸类和氢氧化钠、碳酸钠、氨等碱类,以及过氧化氢等过氧化物类氧化剂与硫化物、联氨等还原剂的有机类废液。
首先,按无机类废液的处理方法,把它分别加以中和。
然后,若有机类物质浓度大时,用焚烧法处理(保管好残渣)。
能分离出有机层和水层时,将有机层焚烧,对水层或其浓度低的废液,则用吸附法、溶剂萃取法或氧化分解法进行处理。
但是,对其易被微生物分解的物质,用水稀释后,即可排放。
此类废液包括:苯、已烷、二甲苯、甲苯、煤油、轻油、重油、润滑油、切削油、机器油、动植物性油脂及液体和固体脂肪酸等物质的废液。
对其可燃性物质,用焚烧法处理。
对其难于燃烧的物质及低浓度的废液,则用溶剂萃取法或吸附法处理。
对含机油之类的废液,含有重金属时,要保管好焚烧残渣。
1.3含石油、动植物性油脂的废液处理此处理方式与含酸、碱、氧化剂、还原剂的废液处理方式相同。
1.4含有机磷的废液处理。
氯苯除水的方法氯苯是一种有机溶剂,常用于化工生产和实验室研究中。
然而,在某些情况下,需要将氯苯中的水分去除,以确保其纯度和稳定性。
本文将介绍几种常见的氯苯除水方法。
1. 蒸馏法蒸馏是一种常用的分离和纯化方法,也可以用于除去氯苯中的水分。
蒸馏法基于水和氯苯的沸点差异,通过加热混合物使其沸腾,然后在冷凝器中收集氯苯的蒸汽。
由于氯苯和水的沸点相差较大,可以实现有效的分离。
然而,蒸馏法对设备要求较高,且操作复杂,需要严格控制温度和压力。
2. 干燥剂吸附法干燥剂吸附法是一种简单有效的除水方法。
常用的干燥剂包括无水氯化钙、无水氯化铁等。
将干燥剂加入氯苯中,干燥剂会吸附水分,从而降低氯苯中的水含量。
待干燥剂饱和后,可以用滤纸或过滤器将其分离,得到除水后的氯苯。
这种方法操作简单,成本低,适用于小规模的除水需求。
3. 分子筛吸附法分子筛是一种具有特定孔径的材料,可以选择性地吸附分子。
分子筛吸附法可以用于氯苯的除水。
将分子筛加入氯苯中,分子筛会吸附水分子,从而降低氯苯中的水含量。
分子筛吸附饱和后,可以通过热解或真空处理将水分释放出来,使分子筛再次可用。
分子筛吸附法除水效果好,操作方便,适用于中小规模的除水需求。
4. 水溶剂萃取法水溶剂萃取法是一种利用溶剂选择性萃取的方法,可以用于除去氯苯中的水分。
常用的水溶剂包括醇类、醚类等。
将水溶剂加入氯苯中,水分会被水溶剂萃取出来,从而降低氯苯中的水含量。
待水溶剂饱和后,可以用分液漏斗将其分离,得到除水后的氯苯。
水溶剂萃取法操作简单,适用于小规模的除水需求。
除水是氯苯纯化过程中的重要环节。
根据实际需求和条件,可以选择蒸馏法、干燥剂吸附法、分子筛吸附法或水溶剂萃取法等方法进行除水操作。
在操作过程中,需要注意操作规范,确保安全性和纯度。
微生物学通报 JUN 20, 2008, 35(6): 949~954 Microbiology © 2008 by Institute of Microbiology, CAStongbao@基金项目:国家科技攻关项目(No. 2001BA540C) *通讯作者:: zhangzhm@收稿日期:2007-10-14; 接受日期: 2007-12-24微生物法去除水中氯苯类化合物的研究进展王玉芬1,2 张肇铭2, 3* 胡筱敏2 贡 俊1(1. 山西财经大学环境经济系 太原 030006) (2. 东北大学资源环境与土木工程学院 沈阳 110004) (3. 山西大学生命科学与技术学院 太原 030006)摘 要: 氯苯类化合物是水环境污染中的主要污染物之一, 本文主要介绍了目前国内外微生物法处理水中氯苯类化合物的最新研究成果, 包括氯苯类化合物的微生物好氧降解、厌氧降解、共代谢、生物活性炭以及生物处理工艺等, 并展望了该领域今后的研究方向。
关键词: 氯苯类化合物, 生物降解, 微生物代谢途径The Research Progress of Treating Chlorobenzenes in Waste-water by MicroorganismsWANG Yu-Fen 1,2 ZHANG Zhao-Ming 2,3* HU Xiao-Min 2 GONG Jun 1(1. Department of Environmental Economics , Shanxi University of Finance and Economics , Taiyuan 03006) (2. School of Resource Environment and Civil Engineering , Northeastern University , Shenyang 110004)(3. College of Life Science and Technology , Shanxi University , Taiyuan 03006)Abstract: Chlorobenzenes are main pollutants in wastewater. The new development of the microbial treat-ment techniques for chlorobenzenes-removal in the wastewater is discussed in this paper. It was included that microoganisms degrading chlorobenzenes, aerobic and anaerobic biodegradation, biological co-meta- bolism, and biological treatment processes. The developmental trend of biological degradation chloroben-zenes is also predicted.Keywords: Chlorobenzenes, Biodegradation, Microbial degradation pathways 氯苯类化合物是水环境污染中的主要污染物之一, 美国、日本、中国等世界上很多国家都将氯苯类污染物列入了优先污染物名单, 如氯苯、1,2二氯苯、1,3二氯苯、1,4二氯苯、1,2,4三氯苯和六氯苯, 被美国EPA 列为129种优先污染物当中[1]。
硫化氢、氯苯、正己烷废气处理工艺流程硫化氢、氯苯和正己烷是工业生产过程中产生的有害废气。
针对这些有害废气的处理需要采用适当的工艺流程。
下面将分别介绍硫化氢、氯苯和正己烷废气的处理工艺流程。
1.硫化氢废气处理工艺流程:硫化氢是一种具有刺激性气味的有害气体,常常从化工厂、污水处理厂和其他工厂的污水处理系统中产生。
硫化氢的处理工艺流程可以分为物理吸收和化学吸收两个步骤。
物理吸收:将硫化氢废气通过喷淋塔或填料塔,利用水或其他溶液进行吸收。
硫化氢气体会与溶液中可溶于硫化氢的成分发生物理吸附和溶解作用,使硫化氢浓度减少。
溶解后的硫化氢可以通过再生设备进行处理。
化学吸收:在物理吸收的基础上,可以加入氧化剂或氧化性催化剂进一步氧化硫化氢,将其转化为硫酸盐等无害物质。
常用的氧化剂包括过氧化氢、高浓度硝酸等。
化学吸收可以提高硫化氢去除效果。
2.氯苯废气处理工艺流程:氯苯是一种广泛应用的有机化合物,但它同时也是一种有害废气。
氯苯废气处理的工艺流程可以采用催化燃烧和吸附等步骤。
催化燃烧:将氯苯废气通入催化燃烧装置,通过高温条件和催化剂的作用下,将氯苯转化为二氧化碳和水。
这种方法具有高效、无二次污染的优点。
催化燃烧通常需要加热设备和催化剂。
吸附:氯苯废气可以通过吸附剂进行处理。
常用的吸附剂有活性炭、分子筛等。
氯苯质被吸附在吸附剂上,从而达到净化的目的。
吸附剂吸附后可以通过热解、蒸汽再生等方法进行回收和再生利用。
3.正己烷废气处理工艺流程:正己烷是一种常见的挥发性有机溶剂,其废气处理工艺流程可以包括净化和回收两个步骤。
净化:正己烷废气可以通过活性炭吸附、催化氧化等方式进行净化。
活性炭吸附可以去除废气中的正己烷成分,净化效果较好。
催化氧化则是利用催化剂将正己烷转化为二氧化碳和水,达到净化的目的。
回收:正己烷废气中正己烷的回收可以通过冷凝和液体吸收等方式进行。
冷凝通过降低废气温度,使正己烷从气态转化为液态,再进行回收。
液体吸收则是利用溶剂对正己烷进行吸收,再通过蒸馏、浓缩等方法进行回收。
氯苯废水中苯和氯苯的回收1 设计背景•氯苯的废水中含有高浓度的苯及氯苯,若直接排入污水场处理,对污水处理场的微生物有严重的毒害作用,极大的影响污染物降解率,同时造成资源浪费,因此治理氯化苯废水,回收废水中苯及氯化苯不仅能带来一定的经济效益,而且具有巨大的环境效益和社会效益。
通过比较氯化苯废水的几种处理方法,从而提出采用气提法来回收氯化苯废水中的苯及氯化苯,使处理后废水达到国家一级排放标准,从而实现了污染物的资源化及氯化苯的清洁生产。
•苯和氯化苯是两种重要的基本化工原料:氯化苯可用于合成苯酚、二硝基氯苯、三硝基氯苯、染料农药原料以及医药、炸药、橡胶助剂,苯是生产炸药、塑料、农药等的重要原料。
氯化苯生产废水中由于含有一定浓度的苯和氯化苯,若直接排放,会对污水处理场的微生物有极其严重的毒害作用,从而加大后续处理的难度并影响废水的处理效果,因此对氯化苯生产废水中的苯及氯化苯进行回收具有重大的现实意义与理论意义。
•氯化苯生产工艺中酸苯分离、真空泵、废水罐排放废水中含有一定浓度的苯及氯化苯,在车间正常生产时,对所排废水进行24h监测。
2 处理方法选择•2.1 苯和氯化苯的主要物理性质•苯的主要物理性质:常温下为无色透明液体,沸点80.1℃,在水中溶解度为1.865g/L(25℃),与水的共沸点为69.25℃(101.3kPa),共沸组成是苯91.16% ,水8.84%。
•氯化苯的主要物理性质:常温下为无色透明液体,沸点132℃,在水中溶解度为0.049g/(100g水)(30℃) ,与水的共沸点为90.2℃(共沸组成:氯化苯71.6%,水28.4% )。
•2.2 氯化苯生产废水处理方法选择根据苯及氯化苯的物理性质,可采用物理方法处理,包括吸附法、精馏法和汽提法。
•采用吸附法分离,由于污水流量较大,采用升流式移动床串联,达到95%的去除率所需吸附床尺寸较大,而且吸附剂与解吸剂的用量高达很高,同时需频繁进行吸附剂再生切换,流程复杂。
微生物降解氯苯类化合物机理与应用氯苯类化合物是一类有机化合物,其中含有氯原子和苯环结构。
这些化合物在工业生产和生活中广泛使用,但它们也是环境污染物之一。
氯苯类化合物具有毒性和致癌性,对环境和人类健康造成威胁。
因此,降解氯苯类化合物是一项重要的环境保护任务。
微生物降解是一种有效的降解氯苯类化合物的方法。
微生物可以利用氯苯类化合物作为碳源和能源,通过代谢途径将其降解为无害的物质。
微生物降解氯苯类化合物的机理主要包括以下几个方面:1.水解:微生物通过水解将氯苯类化合物分解为苯环和氯离子。
2.氧化:微生物利用氧化酶将苯环氧化为苯酚,然后将苯酚进一步氧化为苯甲酸和二氧化碳。
3.脱氯:微生物通过脱氯酶将氯离子从氯苯类化合物中脱离出来,形成无机盐。
微生物降解氯苯类化合物的应用主要包括以下几个方面:1.土壤修复:氯苯类化合物是土壤中的常见污染物之一。
微生物降解可以有效地修复受污染的土壤,减少氯苯类化合物对土壤和植物的危害。
2.水处理:氯苯类化合物也是水体中的污染物之一。
微生物降解可以用于水处理,减少氯苯类化合物对水体生态系统的影响。
3.工业废水处理:许多工业生产过程中会产生氯苯类化合物废水。
微生物降解可以用于处理这些废水,减少对环境的污染。
总之,微生物降解氯苯类化合物是一种有效的环境保护方法,具有广泛的应用前景。
含氯代烃废水的生物毒性与处理方法探讨贺启环南京理工大学化工学院环境科学与工程系南京210094摘要:卤代烃是在有机物分子中的碳原子上用卤素基团取代出氢的卤化产物,这个变化使有机物的生物毒性增大,是卤素有机态毒性的体现;另一方面,卤代烃在生物水解或降解过程中又会重新释放出带正电荷的卤素,与水结合后成为次卤酸而具有无机态卤素的生物毒性。
作者在提出这种卤代烃生物毒性学说的基础上,提出了一系列在含卤代烃废水预处理与生物处理中的解毒、降毒、抗毒和减荷及提高可生化性的措施,以提高含卤代烃废水的综合处理效率。
关键词:卤代烃;氯代有机物;废水处理;生物毒性Discussion on the Bio-toxicity and Treatment of Waste Water withChlorinated HydrocarbonHE Qi-huan(Department of Environmental Science and Engineering, Nanjing University of S. & T., 210094 )Abstract:When the H ydrogen in the organic molecule’s carbon group is substituted by halogen, the compound is called halohydrocarbon. This substitution enhances the bio-toxicity of the organic compound (the toxicity of organic halogen). On the other side, halohydrocarbon can release electropositive halogen again in the process of bio-hydrolysis or bio-degradation. The released electropositive halogen can combine with water and show inorganic halogen bio-toxicity. Based on the his “halohydrocarbon’s bio-toxicity” theory, author put forward a series of methods on detoxification, decreasing toxicity, anti-toxification and improving the biochemistribility in the process of pretreatment and bio-treatment of waste water with halohydrocarbon. Thus, we can advance the efficiency of all-around treatment of waste water with halohydrocarbonKey words:halohydrocarbon; chlorinated organic compounds; wastewater treatment; bio-toxicity1. 氯代烃的生物毒性机制解释1-1 有机物的卤化卤代烃(脂肪烃或芳烃)类被我国和许多其它国家列入水中污染物黑名单,许多情况下它是卤化反应的产物。
含苯废水处理方案目前,关于苯废水处理的方法主要有以下几种:1.物理方法物理方法是指通过物理过程来去除废水中的苯物质。
常见的物理方法包括汽提、吸附和蒸馏等。
汽提是一种通过加热将废水中的苯物质蒸发出来,再通过冷凝收集的方法。
吸附是利用吸附剂将废水中的苯物质吸附到表面,从而达到去除的目的。
蒸馏是一种通过加热将废水蒸发,再通过冷凝收集的方法。
2.化学方法化学方法是指通过化学反应将废水中的苯物质转化成无毒或低毒的物质。
常见的化学方法包括氧化、还原和沉淀等。
氧化是一种将苯转化成二氧化碳和水的方法,常用的氧化剂有高锰酸钾和过氧化氢等。
还原是一种将苯转化成苯酚或酚类化合物的方法,常用的还原剂有亚硫酸钠和亚硫酸等。
沉淀是一种将废水中的苯物质与其他物质结合起来形成沉淀的方法,常用的沉淀剂有聚合氯化铝和聚合硫化铁等。
3.生物方法生物方法是指利用微生物来降解废水中的苯物质。
常见的生物方法包括生物滤池、活性污泥法和生物膜法等。
生物滤池是一种通过微生物的附着和降解作用将废水中的苯物质去除的方法。
活性污泥法是一种将含有降解苯能力的微生物制成活性污泥,然后通过搅拌或曝气等方式将废水与活性污泥接触,从而实现苯的降解。
生物膜法是一种将含有降解苯能力的微生物制成生物膜,然后通过将废水与生物膜接触,实现苯的降解。
综上所述,针对含苯废水处理,可以采取物理、化学和生物方法相结合的方式。
首先,可以通过物理方法去除废水中的大部分苯物质;然后,再通过化学方法将剩余的苯物质转化成无毒或低毒的物质;最后,通过生物方法将苯物质进行降解。
通过综合应用这些方法,可以有效地处理含苯废水,确保废水得到安全处理,减少对环境和人体健康的危害。
氯苯类化合物1 引言氯苯类化合物作为农药及染料合成中间体、清洗溶剂及脱脂剂成分广泛使用.自然界微生物缺乏降解此类化合物的酶或酶系统,很难进行生物处理,微生物降解菌的筛选和降解性能研究是实现生物降解持久性有机污染物的关键.1,2,3,4-TeCB在GB 6944—2005中危险标记为14(有毒物品),是一种典型的氯苯类化合物,对人体的皮肤、上呼吸道和粘膜有刺激作用,可在人体内积累.目前四氯苯的研究主要围绕其物理特性和毒性.四氯苯的晶体结构和混合晶体结构,在水和空气之间的传质作用,沉积物和悬浮物对1,2,3,4-TeCB的吸附作用,1,2,3,4-TeCB对孕鼠肝和生殖率影响等均有广泛研究.对于低分子氯苯类化合物及首先被限制使用的六氯苯微生物降解已有一些报道.但关于TeCBs的微生物降解研究却鲜有报道.研究发现,五氯苯、六氯苯在降解过程中往往存在1,2,3,4-TeCB中间产物,这表明1,2,3,4-TeCB的降解是高氯苯化合物降解的关键步骤.本文从某氯苯试剂厂的土壤中取样,筛选出一株以1,2,3,4-TeCB作为唯一碳源的降解菌,并研究了该菌株对1,2,3,4-TeCB降解效果及降解途径,为微生物降解氯苯类物质提供实验依据.2 材料和方法2.1 原料与试剂所用土样取自广东某化学试剂厂长期受四氯苯污染的土壤作为菌株分离源.化学试剂:1,2,3,4-TeCB、丙酮、正己烷等试剂均为优级纯.培养基:常规牛肉膏蛋白胨;无机盐培养基(组分不含Cl-)均为常规配方(试剂均为分析纯)2.2 主要实验仪器生化培养箱;恒温水浴振荡器;超净工作台;高速离心机;COD消解仪;离子色谱仪;高效液相色谱;气相色谱-质谱联用仪.2.3 菌种富集和分离纯化取1 g土壤于100 mL蒸馏水中,摇床振荡15 min,样品稀释后直接涂布在100 mg · L-1 1,2,3,4-TeCB的无机盐培养基.待长出菌落后,挑取单菌落在高浓度(250 mg · L-1)1,2,3,4-TeCB的液体培养基驯化.经过5~7 d驯化后(定期更换培养液),取1~2 mL菌液涂布于1,2,3,4-TeCB为唯一碳源的无机盐平板,30 ℃恒温培养,挑选生长较快的单菌落接种到100 mg · L-1 1,2,3,4-TeCB液体无机盐培养基中振荡培养;多次平板划线分离,获得单菌落.2.4 菌株形态观察、生长曲线及16S rDNA序列分析将纯化后的菌株在固体培养基上进行划线培养,待长出单个菌落后进行形态观察;对菌株进行革兰氏染色观察;用OD600处测定生长曲线.PCR产物经凝胶电泳分析检测后将PCR产物送至广州工业微生物检测中心回收并测序.2.5 菌株对1,2,3,4-四氯苯降解效果的研究实验所用废水为25 mg · L-1 1,2,3,4-TeCB模拟废水,pH 7.取200 mL无机盐培养基置于500 mL锥形瓶中,经高温灭菌后,配置成25 mg · L-1的模拟废水,分别加入2%、3%、5%的菌悬液.30 ℃,110 r · min-1.接种后每天定时取样.分别测定模拟培养液中COD、Cl-浓度、1,2,3,4-TeCB浓度的影响,连续测定7 d.每组3个平行.1)COD测定:快速消解分光光度法.2)氯离子浓度测定:样品测定前,样品经过0.22 μm 微孔过滤膜,用离子色谱仪测定氯离子浓度.3)1,2,3,4-TeCB浓度测定:用高效液相测定.前处理:废水经0.22 μm微孔过滤膜过滤,测定过滤液中1,2,3,4-TeCB.测定条件:TH 1015型C18酸性柱;流动相为甲醇与水按85:15体积比混合;柱温25 ℃;进样体积10 μL;双波长检测:波长为214 nm、216 nm.2.6 降解特性分析不同处理时间的废水经0.22 μm 微孔过滤膜过滤,吹扫捕集后,利用气相质谱联用仪(GC-MS)测定氯苯降解情况及产物分析.吹扫捕集条件:吹脱时间:11 min;吹脱温度:350 ℃;解析温度:225 ℃;解析时间:6 min;烘烤温度:235 ℃;烘烤时间:5 min.注入样品5 mL.色谱条件:检测器温度:300 ℃;进样口温度:260 ℃;柱箱温度:起始60 ℃,保持2分钟,以5 ℃· min-1的速度升温至160 ℃,保持2 min.分流比:10 ∶ 1.3 结果与分析3.1 菌株生理生化特性、16S rDNA序列分析及生长曲线以1,2,3,4-TeCB为唯一碳源富集、分离、驯化微生物,筛选出一株在固体培养基上能快速生长的菌株,命名为L-1号菌.菌落表面圆滑,不透明,呈白色或微黄色.菌株为短杆状,无鞭毛,能运动,能产生中生芽孢.菌株革兰氏染色结果为阳性菌(G+),如图 1所示.在此基础上,对L-1号菌的16SrDNA基因系列运用Basics BLAST软件分析,和Genbank比对,L-1菌ITS序列与Bacillus subtilis AF0907(枯草芽孢杆菌)和Bacillus carboniphilus JCM9731具有最高的同源性,均达到98.5%以上.结合生理生化特性,初步鉴定该菌株为枯草芽孢杆菌.为了解菌株生长特点,对L-1号菌进行生长曲线的测定,见图 2.图1 菌株 L-1 的菌落形态和革兰氏染色图2 菌株 L-1 的生长曲线从图 2中可见该菌株在0~3 h生长较慢,5 h后迅速进入生长期,表明该菌株潜伏期较短能够快速适应生长环境,进入对数生长期.12~34 h该菌株生长减慢,进入稳定期,直到30 h后该菌株一直处于稳定期,表明该菌株生长代谢稳定期长,降解潜能较大,利于工业应用.在菌株培养了15 h后,菌的浓度能达到约108 cfu.为实验用菌提供保证.3.2 不同接种量对反应液COD的影响将菌株制成菌悬液(108 cfu),测定不同接种量对25 mg · L-1模拟废水COD降解效果,初步反映菌液中有机污染物的量,结果见图 3.图3 接种量对废水COD累积降解率的影响从图 3可见,随着时间增长,反应液COD累积降解率逐渐增大,接种浓度越大降解率越高.7 d后降解率分别达到:32.61%;53.79%;62.71%.在第1~2 d时,菌株生长处于对数期,降解效果好,反应液COD降解较快.在第3 d后水中COD累积降解率稳步增加,菌株生长趋于稳定.3~7 d COD累积降解率斜率基本一致,表明单位时间菌体的降解效率稳定.与图 2中菌株生长曲线相对应.说明L-1菌株生长代谢稳定强,能充分利用废水中的有机物.说明该菌株并不能迅速的将1,2,3,4-TeCB完全矿化.在5 d后COD降解率逐渐减缓,但能保持一定的降解效果.3.3 不同接种量对氯离子释放量的影响在配制模拟废水时,无机盐培养基中不含Cl-,反应液中的氯离子含量多少反映了降解过程中对1,2,3,4-TeCB的降解脱氯过程,结果见图 4.图4 接种量对氯离子释放浓度的影响从图 4可以看出氯离子释放浓度趋势与COD降解呈一定的相关性.在1~4 d,氯离子随菌浓度增大,氯离子释放量浓度增大.这表明菌株在1,2,3,4-TeCB降解的过程中确实有Cl-产生.且接种量越大,氯离子的释放越多.但在5 d后氯离子释放量,再次呈现快速增长,表明该菌有可能使1,2,3,4-TeCB释放多个氯离子,可能使三氯或者二氯化合物脱氯.因此氯离子浓度的变换呈现二次增长趋势.不同接种量反应液中的氯离子浓度在7 d时的含量分别为:1.852mg · L-1,2.742 mg · L-1,4.980 mg · L-1.3.4 不同接种量对1,2,3,4-TeCB的降解量从图 5中可以看出,1,2,3,4-TeCB的降解量随着时间的增加而增大,呈现一定的时间-效应关系,且菌株接种量大降解率高.2%、3%、5%接种量7 d后降解量可达13.74 mg · L-1,14.91 mg · L-1,20.47 mg · L-1.第1~4 d,尽管微生物量增多,但是菌株降解速率较慢,这可能与菌株尚没有合成降解1,2,3,4-TeCB相应的酶有关.第4~6 d,1,2,3,4-TeCB的降解量逐渐加大.表明菌株逐渐适应新的胁迫环境.到7 d降解量变化不大,表明菌株生长所需有机物逐渐减少,降解效果也随着下降.该结果与COD量变化不同,菌株COD在第7 d时最高只降解62%,这表明该菌株能利用1,2,3,4-TeCB,但对1,2,3,4-TeCB的完全矿化需要一个过程,该结果正好与氯离子的二次释放相吻合.图5 不同接种量对1,2,3,4-TeCB降解量3.5 加标回收率与RSD和GC-MS产物分析进一步分析L-1菌株对1,2,3,4-TeCB的降解产物的特性,样品的加标回收率见表 2.表2 样品的加标回收率与RSD通过对反应液GC-MS测定和分析,发现1,2,3,4-TeCB降解过程中存在:2,3,4,5-四氯-2,4-己二烯二酸(A物质)和2,3,5-三氯-2,4-二烯-1,4-内酯-己酸(B物质).图 6(a、b)分别是A、B物质的质谱图.图6 A、B物质的相对丰度通过对废水pH的测定,反应液从pH 7降低到pH 5.3,说明最终产物中生成了酸性物质.通过对产物的分析,推测1,2,3,4-TeCB降解途径是先通过开环后脱氯的途径.通过对其降解途径分析如图 7所示.图7 菌株L-1对1,2,3,4-TeCB的降解途径1,2,3,4-TeCB在加氢氧化酶的作用下产生环双氧化,生成环氯代二醇,然后在脱氢酶的作用下脱去两个氢原子生成3,4,5,6-四氯邻苯二酚;再经过氧化开环生成2,3,4,5-四氯-2,4-己二烯二酸,并在相关酶的作用下发生内酯化脱去氯离子生成2,3,5-三氯-2,4-二烯-1,4-内酯-己酸,之后通过水解酶生成2,3,5-二氯-4-氧代-2-烯己二酸,这种化合物能在NADH作用下打开双键同时脱氯,形成饱和脂肪酸,最后生成琥珀酸和乙酸,最终进入TCA循环.该中间化合物大部分在反应液中检测出来,证实了该降解途径的可行性及该菌种研究的潜在价值.关于菌株L-1的其他生理生化特性及菌种鉴定值得进一步深入研究。
4 结论1)从广东某化学试剂厂周边土壤筛选出一株能降解1,2,3,4-TeCB的菌株L-1,该菌株为短杆状,能产生芽胞的革兰氏阳性菌,经16S rDNA鉴定该菌株为枯草芽孢杆菌.2)菌株L-1不同接种量对模拟废水(25 mg · L-1)的最佳处理效果:COD降解率达62.71%,氯离子浓度达4.980 mg · L-1;1,2,3,4-TeCB降解量高达20.47 mg · L-1.3)废水的COD降解率随接种量增大和接种时间延长逐渐升高;1,2,3,4-TeCB降解过程中有Cl-产生,且呈现二次增长的现象;反应液中1,2,3,4-TeCB浓度随着接种时间逐渐降低,在第7 d 5%接种量处理组的降解量最大,高达20.47 mg · L-1,证实该L-1菌株能够降解1,2,3,4-TeCB,但其完全矿化过程比较复杂.4)通过GC-MS等分析发现1,2,3,4-TeCB的降解过程中存在2,3,4,5-四氯-2,4-己二烯二酸和2,3,5-三氯-2,4-二烯-1,4-内酯-己酸两种关键物质.推测其降解过程是先开环后脱氯。