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目录

1. 第一篇生物化工论文范文参考：电化学氧化法处理生物难降解有机化工废水的研究
2. 第二篇生物化工论文样文：高氨氮和高盐化工废水处理的生物强化机理及其分子生态学研究
3. 第三篇生物化工论文范文模板：综合化工废水中难降解有机物的解析及生物强化技术研究
4. 第四篇生物化工论文范例：化工合成制药废水的高效厌氧生物处理技术研究
5. 第五篇生物化工论文范文格式：全细胞脂肪酶生物催化剂的构建及其在生物转化中的应用

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第一篇生物化工论文范文参考：电化学氧化法处理生物难降解有机化工废水的研究

电化学氧化技术以其环境兼容性和友好性的特点,特别是可以直接电化学氧化或间接电化学氧化降解生物难降解有机物等优点引起了人们的广泛关注.电化学氧化主要以电子为试剂,不需要添加任何化学试剂.近年来,电化学氧化技术已在垃圾渗滤液、制革废水、印染废水、炼油废水等领域进行了应用研究,使人们对这一技术的期待更加迫切；但是电化学氧化技术还存在许多亟待解决的实际问题.论文主要从电化学氧化法处理有机化工废水的实际问题出发,开展有机污染物的电化学氧化降解机理及其历程、阳极材料的研制、及电化学氧化工艺的基础理论和应用研究.

电化学氧化效率与有机物在电极发生的氧化反应以及电极选择性有直接关系,Ti／SnO_2-Sb_2O_3／PbO_2阳极电化学氧化靛红实验,表明了有机污染物在金属氧化物涂层阳极上的氧化工作机理.研究不同阳极材料催化性能,结果表明,电极材料对有机物电化学氧化降解有较大的影响,其主要原因是不同阳极材料生成羟基自由基的能力的差别.采用阴极沉积、阳极氧化和热解法制备的Ti／SnO_2纳米阳极,具有高析氧电位和良好的催化性能,该阳极是目前有机物电化学降解中最好的阳极材料之一,但寿命还没有达到工业应用的要求.采用刷涂热解、阳极沉积法制备的Ti／SnO_2-Sb_2O_3／PbO_2阳极,具有较高的析氧电位,寿命很长,性能很好,也是目前最有希望工业化应用的高析氧电位阳极材料.采用刷涂热解法制备的掺杂TiO_2的Ti／RuO_2阳极,具有较低析氯电位和较长寿命,达到了工业化应用的水平.

直接电化学氧化和间接电化学氧化是有机物的电化学氧化降解的两种方式,但是在实际过程中两种电化学氧化方式并不是孤立的.研究Ti／SnO_2+Sb_2O_3／β-PbO_2阳极电化学氧化靛红脱色实验表明,有机物的间接电化学氧化和直接电化学氧化可能同时发生.分别采用特征污染物异噻唑啉酮和特征废水(杀菌剂、医药和农药生产废水)中污染物为处理对象,用不同种类金属氧化物涂层阳极研究了这些污染物的电化学氧化降解过程及其降解机理.结果表明,在无氯离子存在下,有机物电化学降解主要以直接电化学氧化方式进行,在阳极上生成羟基自由基是电化学氧化降解有机污染物的关键,高析氧电位阳极有利于有机物的直接电氧化,析氧电位低的阳极材料直接电化学氧化效果较差.

氯离子对于有机物的间接电化学氧化起到类似催化剂媒介的作用,这种催化作用主要是由于有机物氧化过程中阳极表面电解将Cl~-生成了活性氯,活性氯氧化降解有机物；Cl~-／活性氯成为氧化还原媒介.在氯离子存在下,Ti／RuO_2以间接电化学氧化为主,而且对于废水中的氨氮和色度脱除效果较好.阳极材料不仅影响有机物的直接电化学氧化,而且也对有机物的间接电化学氧化产生很大影响.

论文研究了Ti／SnO_2-Sb_2O_3／PbO_2阳极电化学氧化异噻唑啉酮的反应.用紫外光谱和液相质谱对电化学氧化异噻唑啉酮过程中的溶液组分进行测试和分析,特别是在中间产物分析基础上,建立了异噻唑啉酮电化学氧化降解机理的模型；异噻唑啉酮的降解历程是氯的脱除,通过氮—硫键断开而开环,失去硫和*,生成1-硝基-2-丙烯酮,乙酸和甲酸,然后有机酸被氧化生成CO_2和H_2O,并伴随着SO_4~(2-),NO~3~-离子和Cl_2的生成.

电化学氧化异噻唑啉酮动力学研究表明,异噻唑啉酮的电化学氧化反应遵从动力学一级反应,异噻唑啉酮溶液的阳极氧化过程是一个扩散控制过程.

电化学氧化实际工业废水的实验结果表明,电化学氧化是一种有效的处理生物难降解化工废水的方法.

应用电化学方法采用Ti／RuO_2阳极处理高盐份医药和农药中间体废水,可以有效地去除水中的有机污染物,NH_3-N和色度等,在电流密度为114.29 mA·,cm~(-2),电化学氧化120 min,COD、NH_3-N和色度去除率分别达到了71.3％、96.74％和95％.

应用电化学氧化方法,采用Ti／RuO_2阳极深度处理医药中间体生化处理二级出水,能有效去除生化二级出水水中的COD、NH_3-N和色度,在电流密度为10mA·,cm~(-2)、电化学氧化150 min,出水COD、NH_3-N和色度分别达到80mg·,L~(-1)、2mg·,L~(-1)和10倍(稀释倍数),去除率分别达到了74.2％、98％和90％,出水水质达到了江苏省《化学工业主要水污染物排放标准》

论文进行了电化学氧化与生物处理组合工艺的应用研究.选取异噻唑啉酮杀菌剂废水进行了化学混凝沉淀、电化学氧化和复合膜生物反应器的组合工艺的处理研究.采用组合工艺处理后,COD,S~(2-)和异噻唑啉酮的去除率也分别达到了99.6％,99.9％,和100％.在通过化学混凝沉淀、电化学氧化之后,毒性物质和生物不可降解的有机污染物可以有效地被去除或破坏分解.COD浓度通过加入粉末活性炭(PAC)的复合膜生物反应器处理后得到有效的去除；组合工艺具有很高的可行性.

研究成果成功地应用于杀菌剂废水、医药和农药生产废水等领域,表明电化学氧化技术在工业废水处理和回用中的应用前景非常广阔.

第二篇生物化工论文样文：高氨氮和高盐化工废水处理的生物强化机理及其分子生态学研究

目前,我国的环保形势依旧严峻,传统的水处理工艺已无法应对日益严重的污染现状和逐渐提高的排放标准.为了进一步提高系统效能,生物强化被引入污水处理中.然而,强化过程中菌群变化的未知性制约了其广泛应用.

本研究设计并完成了针对高氨氮废水和高盐难降解化工废水处理的生物强化方案,采用分子生态学手段对强化过程中的相关功能菌群进行分析,探讨菌群丰度、组成与代谢的耦联关系及关键控制因子,为实际应用提供了理论依据.

采用驯化获得的氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria, AOB)为主体的短程硝化菌剂对高氨氮废水进行生物强化.

在实验室规模SBR装置中进行持续120天的自养驯化实验,探讨高浓度氨氮底物、低浓度溶解氧、高温等控制因子对短程硝化的影响程度.测定底物与产物变化,计算不同阶段的氨氮去除效率和亚硝酸盐积累率,结合生长动力学分析得出,高温可能造成短程硝化不彻底,低溶氧会影响脱氨效率,而利用高氨氮底物浓度结合碱性pH值造成的游离氨抑制是实现短程硝化的合理控制因子.对游离氨控制阶段的一个周期进行监控也证明了这一结论.各阶段样品进行DGGE检测及聚类分析、PCA分析和多样性指数分析,确定游离氨也是短程硝化中控制AOB菌群多样性的关键因子.qPCR检测显示,AOB丰度提高20倍以上,占总菌群75.6%；亚硝酸盐氧化细菌(nitrite-oxidizing bacteria, NOB)在系统中被淘汰,形成完全短程硝化；同时关注了这一过程中氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea, AOA)的变化趋势,发现同样具有氨氧化功能的AOA随着驯化逐渐减少,证明短程硝化主要由AOB而不是AOA驱动.

采用上述得到的游离氨抑制策略进行30天的短期驯化,获得的短程硝化菌剂从氨氮去除效率、亚硝酸盐积累率、及AOB丰度方面考量均达到长期驯化同等水平,同时缩短了培养时间、提高了效率.采集了短程硝化菌剂实物与扫描电镜照片.针对16SrDN*段的DGGE分析和针对氨氧化功能基因amo*段的克隆文库和T-RFLP分析均显示,短程硝化菌剂中AOB群落结构以Nitrosomonas属为优势菌群,Nitrosospira属含量较少且变化较大,未发现Nitrosococcus属.同时,采用BIOLOG生态板对体系中异养菌进行分析,证明自养驯化降低异养菌的丰度和代谢多样性.

采用微生物固定化策略,以短程硝化菌剂为接种物,对处理碱厂低碳高氨废水的曝气生物滤池进行生物强化.

选择特异性吸附氨氮的沸石作为填料,提出了氨氧化细菌生物沸石再生模型.对天然沸石改性处理,并进行表征.X射线衍射分析显示,改性不会改变沸石的基本晶体结构.扫描电镜观察显示,改性使沸石孔道开放,比表面积增大.X射线荧光光谱分析显示,改性后沸石主要成分比例不变,重金属离子去除.上述表征结果证明,沸石在改性后更适合作为细菌固定化基质.测定改性沸石在不同氨氮浓度下的饱和吸附量,拟合Freundlich和Langmuir吸附等温线.改性沸石的氨氮吸附效能较之天然沸石有大幅提高,更有利于创造局部低碳富氨微环境.

采用驯化体系实现短程硝化菌剂在沸石上的固定.扫描电镜观察显示,沸石表面存在杆状的氨氧化细菌,平面处散在可见,孔道处更易富集.通过序批式摇瓶实验测定挂膜生物沸石的氨氮去除效能,据此计算曝气生物滤池的填料量和HRT.系统启动10d后稳定,平均氨氮去除效率为92.1%,平均亚硝酸盐积累率为91.3%.增加COD负荷会使氨氮去除效率和亚硝酸盐积累率迅速降低.

采用DGGE分析沸石表面AOB菌群结构,证明沸石作为AOB固定化基质,本身对AOB群落不存在筛选作用.采用qPCR对总菌群、AOB和NOB的丰度进行分析,结果表明,改性沸石上的总细菌丰度和AOB丰度均高于天然沸石,改性沸石上AOB占总菌群的比例高于接种污泥和改性沸石.可见,沸石可作为氨氧化细菌特异性固定化基质,改性有助于氨氧化细菌的固定.

采用土著耐盐菌对高盐难降解化工废水进行生物强化.

从工厂生产车间长期污染的原位土壤中,以废水中的主要污染物*磺酸钠、二氯甲烷、异丙醇为底物筛选得到三株降解菌.16S rDNA测序和构建系统进化树进行种属鉴定后,命名为Arthrobacter sp.NKAT3-1、Pseudomonas sp. NKAT3-2、Pseudomonas sp.NKAT3-3.采用摇瓶实验证明三株菌的降解能力和耐盐能力.提取高盐诱导下的菌体细胞内容物,检测Na+、K+、氨基酸和甜菜碱含量随时间、盐度和营养物质的变化情况.从而证明了三株降解菌的耐盐原理为积累相容性溶质的策略：短期内积累K+,最终以氨基酸为主要相容性溶质,营养丰富时积累氨基酸衍生物.而外源提供相容性溶质不能提高其耐盐能力.培养三株耐盐降解菌的发酵菌液共1.5L,投入300L接触氧化系统小试装置中,固定形成生物膜.跟踪测定COD、NH4+-N、TP去除率,结果显示生物强化使出水达到《天津市污水排放综合标准(DB12/356—2008)》, COD去除率在90%以上.同样方法扩大培养菌剂对300m3实际处理系统进行强化.采用T-RFLP对系统稳定后成熟生物膜中的菌群结构进行检测,证明三株功能菌通过生物强化在系统中成为优势群落.采用qPCR对生物膜中菌量进行检测,证明增加沉淀池回流的工艺环节有助于主反应池维持稳定的菌量.

第三篇生物化工论文范文模板：综合化工废水中难降解有机物的解析及生物强化技术研究

以天津某化工园区综合化工废水为研究对象,解析该废水中有机成份组成及其难降解特性.通过对传统生物工艺（A2/O工艺）的处理效果评价,分析生物工艺处理该废水存在的问题并提出可行的强化生物工艺解决方案进而研究强化生物工艺处理效能及机理.为污水厂处理综合化工废水提供理论指导和技术支持.

该综合工业废水中有机物成分复杂,通过对废水中有机物分子量分布和亲疏水性分析可知,废水中所含有机物主要为小分子疏水性有机物.通过光谱分析,如紫外-可见光、傅里叶变换-红外、三维荧光等技术,分析了废水中各亲疏水组分中有机物官能团的特点,并利用气相色谱-质谱对各亲疏水组分中有机物分子结构定性分析.检测出废水中有机物主要包括烷烃、苯系物及其卤代物、多环芳烃、芳香酸类、酚类及其卤代物以及邻苯二甲酸酯等.废水中的有机酸类,包括脂肪酸和芳香酸类,主要存在于酸性组分（强疏水酸性组分和弱疏水酸性组分）；烷烃、多环芳烃和酯类主要存在于强疏水中性组分；而弱疏水中性组分所包含的有机物主要为酚类有机物.废水中所含的有机物大部分为芳香类或含苯环结构的有机物,这些有机物具有较强的毒性和环境持久性,并且在生物处理系统中难于去除.

采用传统A2/O工艺处理该综合化工废水,系统在进水COD为190-570mg/L,HRT等于20h,MLSS为3.0-4.0g/L的条件下连续运行了180d,有机污染物去除率一直处于较低的水平,其COD去除率仅为40%-50%,主要是由于废水中含有芳香类或含苯环结构的难降解有机物.氨氮去除效果不佳,去除率低于40%,说明废水中存在毒性或抑制性有机物,如苯系物、苯系卤代物、酚类等.这些有机物的存在对硝化细菌产生不良影响进而影响系统对氨氮的去除.总氮去除效果也同样不佳,去除率低于20%.这主要是由于废水中反硝化碳源的不足而造成总氮去除效果较差.

为提高生物系统处理效果,首先调节系统运行参数.发现延长HRT和增加MLSS可以提高系统处理效果.延长HRT可以增加废水中溶解性可慢速生物降解有机物的去除效果,增加MLSS可以提高系统中降解有机物的特异性菌群.HRT由20h延长到60h, MLSS由3.0g/L提高到6.0g/L,COD去除率由45%提高到70%,但仍有部分有机物无法去除.氨氮去除率可由40%提高到60%,而系统的脱氮效果由于反硝化碳源不足,造成TN去除效果没有明显提高.

为提高系统脱氮效果,采用向系统外加碳源（葡萄糖）以补充反硝化碳源.通过对外加碳源投加阶段和投加量的优化,发现在缺氧段外加碳源主要用于脱氮,TN去除效果明显提高,去除率由20%提高到72%.同时COD去除率略有提高.

为进一步提高废水中难降解有机物去除效果,采用向系统中投加粉末活性炭（PAC）吸附的手段.系统维持2g PAC/L,COD去除效果明显提高.通过废水处理前后有机物去除规律分析可以发现,PAC易于吸附疏水性有机物,而活性污泥易于去除亲水性和弱疏水中性有机物.PAC-AS系统对各亲疏水组分有机物去除效果明显优于AS和PAC系统,即生物降解和PAC吸附呈相加作用.通过光谱分析可知,系统投加PAC后,废水中可生物降解的有机物可被微生物降解而去除,也可以通过PAC吸附而去除,这类有机物主要为含–OH和C–O–C结构的有机物；而难生物生物降解的有机物,如大分子有机酸类或大分子稠环芳烃类有机物,可被PAC吸附而去除.此外,系统投加PAC可强化含共轭C等于C/不饱和醛酮和芳香族C等于C结构有机物的去除效果.

第四篇生物化工论文范例：化工合成制药废水的高效厌氧生物处理技术研究

化工合成制药废水中常含有高浓度有毒有害污染物,一般生物法对该废水处理效率不高且稳定性不好.本文研究了厌氧折流板反应器(ABR)、内循环厌氧反应器(IC)和双循环厌氧反应器(DC)三种新型高效厌氧反应器处理合成制药废水的性能并深入分析了主要的生化反应机理及微生物特性.

系统考察了ABR反应器在常温(23-28℃)和低温(T等于14℃)条件下的运行特性及影响因素.在常温条件下,当水力停留时间(HRT)等于84h、容积负荷(OLR)等于2 kgCOD/m3·,d时,COD去除率达到约70%.当OLR升高至3.6 kgCOD/m3·,d时,COD平均去除率降至65.1%.在低温条件下,当OLR等于1 kgCOD/(m3·,d))时,COD去除率仅为30%-50%.上述结果表明,ABR反应器处理合成制药废水时,容积负荷较低、COD去除率有限.另外,ABR反应器运行过程中还出现了酸化现象,导致了系统的不稳定运行.

采用IC反应器处理高浓度的合成制药废水,结果表明,以高负荷(5 kgCOD/m3·,d)、高进水浓度方式启动内循环厌氧反应器(IC),经过23d完成启动驯化,反应器的容积负荷达到5 kgCOD/m3·,d时,COD的去除率稳定在70%左右.在HRT等于20 h的稳定运行条件下,IC反应器处理制药废水的最佳容积负荷为8 kgCOD/m3·,d,COD去除率为70%.达到同样COD去除率时,IC反应器的水力停留时间和容积负荷分别是ABR反应器的1/4和4倍.但是IC反应器处理制药废水时负荷和COD去除率还不够高,当进水浓度较高时,仍然需要稀释,否则,反应器运行时也时常会发生酸化问题.

在IC反应器基础上,设计开发的新型双循环厌氧反应器(DC)处理合成制药废水的试验结果表明,DC反应器具有启动时间短、运行稳定的特点.当DC反应器处理低浓度实际合成制药废水时,当OLR介于2.3-5.6 kgCOD/m3·,d之间,HRT等于16h时,COD去除率高于80%.当DC反应器处理高浓度模拟废水时(由实际制药废水和葡萄糖配制而成),OLR等于5-30 kgCOD/m3·,d,COD的去除率仍可稳定在80%.当容积负荷升高到44 kgCOD/m3·,d时,COD去除率出现显著下降趋势.虽然废水中COD/SO42-比值对DC的COD去除效果有明显影响,当COD/SO42-比值从10下降到3左右时,COD去除率从85%下降到56.2%,但是,相比其它厌氧反应器,DC对硫酸根的去除率较好,在稳定运行条件下,DC对制药废水中硫酸根的去除率为50%-70%.外循环量与进水量的回流比为6:1时,DC反应器的COD去除率和产气量均达到最大,同时出水中挥发酸浓度最低.

利用SEM方法观察IC和DC反应器中颗粒污泥形态,发现两者外观形态相似,表明反应器构造对颗粒污泥形态变化影响较小.在此基础上,利用PCR-DGGE基因指纹分析技术,分析了DC反应器不同运行阶段的微生物群落结构特征(细菌和古细菌).结果表明,DC反应器内微生物经历了显著的动态演替过程,最终形成特定种群的顶级群落,其中古细菌群落结构变化过程尤为明显.克隆测序结果显示:总细菌中克吕沃尔氏菌属(Kluyvera sp)和粘胶球形菌属(Lentisphaerae)等种群以及古细菌中未可培养产甲烷古菌(Uncultured methanogenic archaeon)、甲烷球菌(Methanoculleus)和甲烷鬓毛菌属(Methanosaeta concilii)一直保持着较为稳定的优势地位,而总细菌中厌氧单胞菌属(Aeromonas hydrophila )、不动杆菌属(Acinetobacter)等种群和古细菌中甲烷微菌属(Methanimicrococcus)、未可培养古菌(Uncultured archaeon)和未可培养甲烷八叠球菌(Uncultured Methanosarcinales archaeon)短暂存在.随着群落的演替最终演变为优势种群的总细菌主要有多粘芽孢菌属( Paenibacillus polymyxa )、粘球菌属(Myxococcales)、蜡状芽孢杆菌属(Bacillus cereus)和δ变形菌属(delta proteobacterium).

第五篇生物化工论文范文格式：全细胞脂肪酶生物催化剂的构建及其在生物转化中的应用

绿色化工的兴起为高效率、低能耗、低排放生产化工产品提供了充分保障.生物转化是绿色化工的重要组成部分,脂肪酶由于其催化反应及底物类型多样而在生物转化中扮演了重要角色.目前应用的脂肪酶主要是游离型脂肪酶或基质固定化脂肪酶.近年来,全细胞生物催化剂做为降低酶催化剂成本的最有前景的方法之一,引起研究工作者的重视.酵母展示表达系统构建的全细胞脂肪酶生物催化剂由于使酶分子成为细胞壁的一部分并且展示在细胞表面,故不仅在活性和稳定性方面显著高于游离酶和基质固定化酶,且大大降低了生产成本,可多次重复利用,为脂肪酶的高效生物转化研究及应用提供了有效的途径.

本论文根据酵母*子偏爱性优化设计脂肪酶ROL和CALB两个基因,利用酿酒酵母和毕赤酵母表面展示表达系统,用连接肽将脂肪酶与酵母细胞壁成分α凝集素连接,成功构建了4个重组酵母全细胞脂肪酶生物催化剂.以酿酒酵母表面展示表达ROL的全细胞脂肪酶生物催化剂为例,研究其酶学性质、水相油脂水解应用、非水相生物柴油合成应用及分子印迹法的影响等方面展开研究工作,并得出以下主要结论：

1,三丁酸甘油酯平板水解圈法鉴定阳性克隆及液体培养基发酵上清液测定无脂肪酶活性,证明了酿酒酵母表面展示表达ROL的全细胞脂肪酶生物催化剂构建成功.据我们所知,这是首次报道α凝集素酿酒酵母展示表达系统与*子优化技术结合,从而获得了高酶活的全细胞脂肪酶生物催化剂.其水解酶活为25±,0.89U/g干细胞,最适温度40℃,最适pH7.0,酯化酶活为5.12U/g干细胞.

2,以水解三丁酸甘油酯为例,研究了全细胞脂肪酶生物催化剂的水解应用.证实全细胞脂肪酶生物催化剂在水相中有很强的水解能力,144小时丁酸的转化率达到96.91%.未来将可以尝试应用于各种有酯键结构的底物水解.

3,首次报道将分子印迹技术和全细胞脂肪酶生物催化剂结合,显著提高了全细胞脂肪酶生物催化剂在有机相中的催化活性和热稳定性.在有机相油酸甲酯的生物转化反应中,分子印迹法制备的全细胞脂肪酶生物催化剂转化率为96.30%,是非分子印迹组的2倍(50.32%).分子印迹技术使脂肪酶的催化活性中心在有机相中保持活化状态,极大提高了催化效率.而在水相中,分子印迹法制备全细胞脂肪酶生物催化剂对其水解活性和热稳定性提高不显著.

4,分子印迹法制备的全细胞脂肪酶生物催化剂成功应用于生物柴油的生物转化试验,在有机相中大豆油转化成生物柴油,转化率为77.71%,是非分子印迹组的5倍(15.46%).进一步证明了分子印迹技术在有机相中可显著提高全细胞脂肪酶生物催化剂的酯化效率.分子印迹全细胞脂肪酶生物催化剂于60℃反应27小时,生物柴油的转化率高达95.45+2.73%,且参与反应的酵母细胞仍然活着,具有耐高温和耐有机溶剂的特性,这些特性对全细胞生物催化剂合成生物柴油的工业化生产有重要的积极意义.

以上的结果表明分子印迹技术与酵母表面展示技术结合制备的全细胞生物催化剂,在有机相催化反应中具有更高的活性和稳定性,为将来的工业化生物转化应用奠定了基础.

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生物化工引用文献:

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