"萬能溶劑"DMF廢水生物處理研究進展
DMF是N，N-二甲基甲酰胺的簡稱，是一種透明、幾乎無色的液體，具有很強的極性，可以與水、醚、醇、酯、酮、不飽和烴和芳烴等互溶性，因此被稱為“萬能溶劑”。DMF在醫(yī)藥、農藥和工業(yè)領域中有著廣泛的應用。在醫(yī)藥領域，它用于合成強力霉素、磺胺嘧啶等藥物；在農藥領域，用于合成殺蟲脒；而在石油化工中，它被用作氣體吸收劑，用于氣體的分離和精制。然而，在DMF的生產和使用過程中也會產生DMF廢水，這種廢水毒性很高，難以降解，對環(huán)境造成了極大的危害。因此，如何減少DMF廢水對環(huán)境的影響是非常重要的。
目前，處理DMF廢水的方法主要有物理法、化學法和生物法。與物理法（如萃取和吸附）以及化學法（如Fenton氧化和光催化氧化）相比，生物處理法具有環(huán)境友好、條件溫和、節(jié)約資源、分解產物無毒無害、物質可以循環(huán)再利用等優(yōu)點。因此，筆者對國內外DMF廢水的生物處理研究進展進行了總結，包括國內外高效降解DMF的菌種、降解代謝研究進展以及DMF生物處理工藝的研究進展，并對其未來發(fā)展前景進行了展望。
高效降解菌在生物處理DMF中扮演著重要角色，因此，國內外進行了一系列關于DMF降解菌的研究。
具有降解DMF能力的細菌主要分為副球菌屬、產堿桿菌屬、假單胞菌屬、芽孢桿菌屬和蒼白桿菌屬幾個大類。其中，副球菌屬為短桿狀革蘭氏陰性菌，進行有氧呼吸代謝，對DMF和嘧啶類物質有良好的處理效果。產堿桿菌屬為多革蘭氏陰性菌，專性好氧或嚴格好氧代謝呼吸，當氧氣存在時，以氧為電子最終受體；缺乏氧氣時，使用硝酸鹽或亞硝酸鹽作為電子受體。芽孢桿菌屬為革蘭氏陽性菌，具有莢膜，需要嚴格需氧或兼性厭氧，具有特殊的抵抗能力。蒼白桿菌屬為革蘭氏陰性菌，專性好氧，對不利條件具有特殊抵抗力，可降解100 mg/L的間苯氧基苯甲醛。通過比較細胞脂肪酸成分、水解脂肪酸成分和DNA序列，可區(qū)分不同的DMF降解細菌。表1按時間順序總結了不同DMF降解細菌的最適pH、溫度、對DMF的耐受性和去除效果。
盡管有很多能夠降解二甲基甲酰胺（DMF）的細菌屬，但是副球菌屬被認為是其中降解效果最好的。S. Swaroop等研究發(fā)現(xiàn)Paracoccus sp. strain DMF在利用DMF進行生長時會短暫積累二甲基胺和甲基胺，最終把它們轉化成氨氣和二氧化碳從而降解DMF。S. Sanjeevkumar等研究則發(fā)現(xiàn)，通過生物強化可以改變土著微生物對DMF的處理效果。用SD1菌與土著菌按體積比3∶1混合后，DMF的降解率可以提高20%，這可降低實際工程應用的經濟成本，并提高DMF降解菌的利用效率。大多數(shù)DMF降解菌適宜在溫度30℃、pH=7.0的條件下生長。
目前來看，DMF分解菌對于＜1000 mg/L DMF的處理表現(xiàn)相對較理想。考慮到DMF的高毒性，當DMF濃度達到分解菌的最大可承受濃度時，分解效果將急劇降低。因此，在未來的實際應用中，應該嚴格控制DMF廢水的外部條件，提升分解菌的活性，最大限度地發(fā)揮其分解潛能。
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