利用微生物联合体对制药废水中的4-氯苯酚和邻苯二酚（这两种化合物混合存在）进行生物修复，并通过响应面方法优化工艺参数，以提高生物反应器的处理效果

《Bioremediation Journal》：Bioremediation of 4-chlorophenol and catechol as a mixed compound from pharmaceutical waste water by a microbial consortium and optimization of process parameters by response surface methodology for better performance in bio reactor

微生物处理制药废水研究采用四株芽孢杆菌降解4-氯酚和邻苯二酚混合物，通过中心复合设计响应面法优化参数，发现pH8.5、温度45℃、培养基600mL、接种量12%（各株3%）及驻留48h时去除率达99.63%，HPLC和Haldane模型验证了降解效果及动力学机制。

　　

摘要

本研究采用一种微生物联合体（包含四种分离的菌株：Bacillus pseudomycoides、Bacillus paramycoides、Bacillus timonensis和Bacillus cereus）对制药废水进行好氧处理，以去除其中的酚类混合物（4-氯苯酚和儿茶酚）。研究考虑了六个影响处理效果的参数：混合物的初始浓度、培养基的pH值、温度、培养基体积、接种量以及停留时间。通过使用设计专家软件13.0.5.0.，采用五水平全因子设计的中心复合设计（RSM）方法来获得最佳的去除效果。共进行了86次实验，并对实验结果进行处理，得到一个二阶多项式方程及相应的设计矩阵以评估误差。通过方差分析（ANOVA）确定各个独立因素及其交互作用是否显著。结果表明，二次模型具有统计学意义（F值为13.63）。最佳处理条件为：混合物初始浓度为1000 mg/L（每种成分各500 mg/L），培养基pH值为8.5，培养基体积为600 mL，温度为45°C，接种量为12%（四种菌株各占3%），停留时间为48小时。在批式反应器中应用这些优化条件后，混合物的去除率达到99.63%。在去除效果最佳的条件下（即中心点），采用高效液相色谱法（HPLC）分析了4-氯苯酚和儿茶酚的去除情况，结果显示4-氯苯酚和儿茶酚的去除率分别为99.4%和96.35%。为检测抑制效应，进行了动力学研究，并通过Haldane动力学模型验证了该处理模型的有效性。由于所使用的参数成本较低，因此该模型可有效用于废水处理。此外，实验表明在适当的温度和pH值下，即使混合物中含有大量这两种有害烃类，其降解过程也几乎可以完全完成，且培养时间较短。