聚乙烯醇-海藻酸钠-活性炭固定化菌球处理二氯甲烷的研究

本研究以聚乙烯醇-海藻酸钠-活性炭为复合载体、自行筛选的高效降解菌Methylobacterium rhodesianum H13为目标菌制备固定化小球,用于去除二氯甲烷,同时优化了固定化小球的制备条件.结果表明,当聚乙烯醇浓度为8%,海藻酸钠浓度为5%,CaCl₂浓度为2%,活性炭浓度为1%,包菌量为0.6 g,钙化时间为8 h时,复合固定化细胞对DCM的降解速率达到最高为18.2 mg·L^-1·h^-1,同时活性炭的添加对小球的机械强度也有显著提升.与游离细胞相比,固定化细胞具有更好的热稳定性与pH稳定性,并且固定化细胞的重复利用性较好,连续处理9批底物后,DCM降解速率仍保持在13.4 mg·L^-1·h^-1以上.吸附动力学与等温线拟合结果显示,在固定化载体中加入1%活性炭后,小球对DCM的吸附量明显提高,而且吸附能在更短的时间内达到平衡.吸附动力学符合准二级反应动力学方程,复合载体对DCM的吸附遵循Langmuir吸附模型（R²>0.99）.     

固定化Lysinibacilluscresolivorans的PVA-SA-PHB-AC复合载体制备及间甲酚的降解

针对生物降解过程容易受到外界不利环境影响及低浓度下动力学效率不高的问题,制备了具有吸附功能的微生物固定化载体并研究了对间甲酚的降解.在聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)固定化载体中加入海藻酸钠(sodium alginate,SA)、聚羟基丁酸酯(poly-3-hydroxybutyrate,PHB)和粉末活性炭(activated carbon,AC),采用循环冷冻-解冻结合硼酸法制备了具吸附功能的PVA-SA-PHB-AC复合载体,并用其包埋固定化1株间甲酚优势降解菌Lysinibacillus cresolivorans,考察了载体微观结构、稳定性及扩散性对固定化微生物降解间甲酚的影响.结果表明,PVA-SA-PHB-AC载体比表面积和平均孔径分别为15.30m2.g-1和33.68 nm,对间甲酚的吸附容量和扩散系数分别为3.86 mg.g-1和5.62×10-8m2.min-1,可稳定使用60 d以上;固定化L.cresolivorans的间甲酚去除为吸附-降解的耦合,去除速率由载体传质速率与微生物降解速率共同决定,间甲酚浓度低于350 mg.L-1时,载体传质速率小于微生物降解速率,间甲酚去除速率由传质速率决定,浓度高于380 mg.L-1时相反;添加了吸附剂的载体扩散系数会减小,但能耐受更高的底物浓度,且在更宽的浓度范围可以实现高效的降解作用.间甲酚的降解规律及其差异性显示出经吸附功能改性的载体因传质作用的加强而实现反应动力学的提高,并且存在一个合理的浓度区间.     

活性炭纤维固定化菌对微囊藻毒素MC-LR的去除研究

研究了藻蓝蛋白提取过程中微囊藻毒素MC-LR的释放分布规律,并用活性炭纤维对一株微囊藻毒素降解菌株进行了固定化,考察了不同活性炭纤维预处理方法、活性炭纤维用量、pH值、温度以及MC-LR浓度对固定化藻毒素降解菌去除MC-LR的影响.结果表明,藻蓝蛋白提取过程中MC-LR主要分布在超滤滤液中,占MC-LR总含量的81.2%.固定化藻毒素降解菌去除 MC-LR的效率明显高于非固定化藻毒素降解菌. 藻毒素降解菌用(1+9)盐酸预处理后的活性炭纤维固定化,其去除效果最佳.MC-LR去除的最适条件为:活性炭纤维用量为10g/L,温度为35℃, pH值为8.0.固定化藻毒素降解菌对pH值,温度具有一定的耐受性,能够在pH5~pH9、10℃~35℃范围内有效地去除MC-LR.     

活性炭纤维固定化菌对微囊藻毒素MC-LR的去除研究

研究了藻蓝蛋白提取过程中微囊藻毒素MC-LR的释放分布规律,并用活性炭纤维对一株微囊藻毒素降解菌株进行了固定化,考察了不同活性炭纤维预处理方法、活性炭纤维用量、pH值、温度以及MC-LR浓度对固定化藻毒素降解菌去除MC-LR的影响.结果表明,藻蓝蛋白提取过程中MC-LR主要分布在超滤滤液中,占MC-LR总含量的81.2%.固定化藻毒素降解菌去除MC-LR的效率明显高于非固定化藻毒素降解菌.藻毒素降解菌用(1+9)盐酸预处理后的活性炭纤维固定化,其去除效果最佳.MC-LR去除的最适条件为:活性炭纤维用量为10g/L,温度为35℃,pH值为8.0.固定化藻毒素降解菌对pH值,温度具有一定的耐受性,能够在pH5~pH9、10℃~35℃范围内有效地去除MC-LR.     

海藻酸钠包埋固定化微生物处理含油废水研究

采用海藻酸钠固定化包埋活性炭与菌Brevibacillus parabrevis Bbai-1,制备海藻酸钠-活性炭固定化微球。通过活性炭吸附前后的菌浓变化,测定了25℃时活性炭对Bbai-1的最大吸附量。采用正交试验优化了影响海藻酸钠-活性炭固定化微球的物理性质和微生物活性的4个主要因素(海藻酸钠浓度,活性炭含量,种子菌液浓度和交联时间),确定了固定化微球的最佳制备条件:海藻酸钠浓度为3.5%,活性炭含量为0.7%,种子菌液浓度为6×107 cell/mL,交联时间为24 h。并在25℃,原油含量为0.2%,固定化微球与含油培养基的体积比为3:20时,以游离菌作对比,考察了固定化微球降解原油的最佳pH和盐度。结果表明,固定化菌在pH 6~9,盐度为1.5%~3.5%时,原油降解率可达50%以上,比游离菌提高了20%,且具有较高的盐度适应能力和较宽的pH适应范围。     

高效降酚菌Bacillus sp.JY01的固定化及降解特性研究

以海藻酸钠作为载体将降酚菌株Bacillussp.JY01进行固定化包埋,并通过正交实验确定了该菌株固定化细胞制备的最优条件;研究并对比了固定化细胞和游离细胞的降酚性能,研究结果表明最佳固定条件为:海藻酸钠质量分数3%菌液量:海藻酸钠水溶液体积比4:30、氯化钙含量为3%、钙化交联时间8h;固定化细胞降解苯酚的最适温度是32℃,最适pH值范围为7.0～7.5,最适条件下能高效降解质量分数为1300mg/L的苯酚溶液,固定化细胞重复利用8次苯酚降解率仍可达到96.8%,该固定化细胞降酚性能优于游离细胞。这将为该细菌进一步应用于含酚工业废水的生物处理提供可靠的控制条件。     

新型固定化生物小球的研制及其处理模拟苯胺废水的特性

从焦化废水二级处理系统的生物膜中富集、培养、浓缩得到能降解苯胺的混合菌种GAl作为固定化微生物的来源.用3种不同方法制备了新型固定化生物活性炭纤维小球(IBACFBs),并研究了其机械性能;通过降解模拟苯胺废水考察了固定化生物活性炭纤维小球的生化活性和循环使用寿命.同时也比较了小球中活性炭纤维和活性炭对小球生化性能的影响.结果表明,以Ca(N03)2为唯一固化剂,采用冷冻-解冻法制得的IBACFBs具有最好的机械性能和生化活性,对高浓度苯胺溶液有优异的降解效果,最适条件下经过46h反应,苯胺浓度从初始的526mg·L-1降至9.6mg·L-1,降解率达到98.4%.由于具有特殊的孔结构和巨大的比表面积,相比于活性炭,活性炭纤维更能提升固定化小球的生化活性.循环批次降解苯胺实验表明,IBACFBs具有良好的机械强度,生化活性随着循环次数的增加不但没有降低,反而有不同程度的提高;循环批次反应后,在最适条件下IBACFBs仅用30h就可将苯胺溶液浓度从513mg·L-1降至7.6mg·L-1,降解率高达98.5%.     

二氧化钛复合纸板对壬基酚聚氧乙烯醚水溶液的光催化降解

制备了一系列无机物含量大于80%的植物纤维/吸附剂/二氧化钛复合纸板,考察了复合纸板对壬基酚聚氧乙稀醚(NP-10)水溶液的光催化降解性能.结果表明,二氧化钛复合纸板对NP-10具有优良光催化降解性能,紫外光照34h后浓度为50mg·mL-1的NP-10的降解率达80%以上,光照前后NP-10水溶液的化学需氧量(COD)的变化表明,光催化降解可导致NP-10矿化.活性炭对二氧化钛光催化降解有协同作用,其在无机粉体中的质量分数为15%时,复合纸板的光催化降解性能最好.过氧化氢可大幅提高复合纸板的光催化降解性能,其最佳浓度为20mg·mL-1.二氧化钛复合纸板在NP-10水溶液中的稳定性好,重复使用10次后其质量损失小于2%,光催化降解性能不变.     

海藻酸钠包埋活性炭与细菌的条件优化及其对Pb~(2+)的吸附特征研究

利用海藻酸钠固定化包埋活性炭与多黏类芽孢杆菌GA1,通过正交试验研究海藻酸钠溶液浓度、包炭量及包菌量吸附Pb2+的最佳配比,并研究了这种新型的固定化小球对Pb2+的吸附特征.结果表明,固定化活性炭与多黏类芽孢杆菌GA1小球最佳制备条件为海藻酸钠质量分数2.5%、包炭量1:20和包菌量1:2,在该制备条件下吸附率达到93.74%.固定化小球的最佳吸附条件为pH5、温度30℃和Pb2+初始浓度300mg·L-1,活性炭与GA1经固定后对pH、温度和Pb2+初始浓度适应范围扩大.吸附平衡曲线表明,对Pb2+的吸附在30min内是一个快速的过程,在2h时基本趋于平衡,且平衡曲线能较好地用Langmuir模型和Freundlich模型来描述,其吸附过程主要为单分子层吸附,最大单分子层吸附量为370.37mg·g-1.解吸结果表明固定化小球能有效地循环利用.     

芽孢杆菌H-1菌株的固定化及降解动力学研究

采用海藻酸钠-海藻酸钙法对芽孢杆菌H-1菌株进行包埋实验,测试各固定化因素对凝胶微球物理性能的影响,得到各因素合适的取值范围。以石油降解率为试验指标对固定化因素进行4因素3水平正交试验,结果显示菌株的最佳固定化条件为海藻酸钠浓度7%、菌悬液添加量75%、CaCl2浓度2%、交联时间24 h。对比固定化菌株与游离菌株的降解效果,结果显示固定化菌株的降解效率大于游离菌株。对固定化菌株的降解动力学进行研究,结果表明当石油浓度较低时,固定化菌株的降解动力学方程符合Monod方程的线性简化形式,方程的半饱和常数K S=52.33 mg/L,最大反应速率v max=44.05 d-1。当原油浓度较高时,其降解速率大于方程的v max。     

利用T-RFLP解析生物强化去除吡啶过程中微生物种群动态变化

在接种活性污泥处理含吡啶废水的序批式反应器中,引入吡啶降解菌Paracoccus sp.KT-5构成生物强化反应器,研究了对吡啶的生物强化去除特性及效果,利用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)手段解析了微生物种群结构的动态变化.结果表明,投加高效降解菌株KT-5可以加速反应器的启动,但随着反应器的运行,当吡啶初始浓度增加至195.6 mg·L^-1以后,生物强化反应器对吡啶降解的促进作用已不再明显;当吡啶初始浓度在293.4~586.8 mg·L^-1变化时,起初强化反应器对吡啶的去除速率出现了波动,尽管随后逐渐恢复,但仍然没有表现出明显的强化作用.T-RFLP的分析结果表明,当吡啶初始浓度达到978 mg·L^-1以后,生物强化反应器中已检测不到KT-5,表明生物强化作用的消失可能是因为引入的高效降解菌株KT-5的流失造成的.     

吡啶在紫外光辐射下的生物降解

吡啶是一种难降解的含氮杂环化合物,难以用单一的生物方法使其有效降解.本研究采用气升式内循环紫外光辐射与生物膜一体化反应器,通过单独紫外辐射降解(photolysis,P)、单独生物降解(biodegradation,B)以及紫外辐射与生物同步耦合降解(photobiodegradation,P&B)3种方法对吡啶进行间歇降解和连续降解,以比较吡啶的降解规律.结果表明,间歇降解过程中,方法 P&B对吡啶的降解速率最快,其次是方法 B,而方法 P的速率最慢.初始浓度为100 mg.L-1的吡啶溶液分别采用方法 P、B和P&B进行间歇降解,其去除速率分别是:4.95、10.2和14.58 mg.(L.h)-1.根据Monod模型求解出吡啶在方法 B和方法 P&B降解下的动力学方程,其饱和常数KS从1 920.4 mg.L-1下降至1 094.1 mg.L-1.采用连续流方式对进水浓度分别为50、100和300 mg.L-1的吡啶溶液分别采用方法 P、B和P&B进行降解,其单位体积平均体积去除速率分别是:15.8(P)、23.1(B)和24.9 mg.(L.h)-1(P&B),且高于间歇降解方法.研究结果表明,紫外辐射与生物膜同步耦合,可以缓解吡啶对生物膜的抑制,并且生物仍能保持其降解吡啶的生物活性,从而提高吡啶生物降解的速率.     

多菌灵在农田土壤中的降解及其影响因子研究

采用实验室模拟方法,研究了微生物、含水量和Cd对土壤中多菌灵降解动态的影响.结果表明,土壤中多菌灵(5.0mg·kg-1和10.0 mg·kg-1)的降解半衰期在灭菌条件下为非灭菌条件下的12.6～13.8倍;复合降解菌群(枯草杆菌、副球菌、黄杆菌和假单胞菌)的加入显著缩短了土壤中多菌灵的降解半衰期(32.1%～37.1%);当土壤含水量由40%田间持水量提高到60%或80%田间持水量,多菌灵降解半衰期缩短46.2%或74.0%;低浓度Cd(5.0 mg·kg-1)的加入显著缩短了土壤中多菌灵的降解半衰期(32.1%～52.4%),而高浓度的Cd(50 mg·kg-1)延长多菌灵的降解半衰期(92.6%～103.0%);对添加复合降解菌群的土壤,低浓度Cd(5.0 mg·kg-1)的加入同样显著缩短了土壤中多菌灵的降解半衰期(34.0%～34.4%),高浓度的Cd(50 mg·kg-1)延长多菌灵的降解半衰期(74.4%～109.4%).研究表明,土著微生物在多菌灵降解过程中发挥重要的作用,多菌灵降解菌群、较高的土壤湿度和低浓度的Cd也促进了土壤中多菌灵的降解.     

生物滴滤塔净化多组分废气的研究

通过生物滴滤塔(biotrickling filter,BTF)净化硫化氢(H2S)、四氢呋喃(THF)、二氯甲烷(DCM)混合废气,研究其挂膜启动和稳定运行条件下的降解性能.结果表明,混合废气H2S、THF、DCM浓度分别为200、100和100 mg·m-3,空床停留时间(empty bed retention time,EBRT)50～20 s的条件下,H2S和THF的去除率分别能够维持在99%和60%左右,而DCM的去除率随EBRT的缩短从90%逐渐降低至37%左右.利用Michaelis-Menten动力学模型分析得到,理论降解效果为H2S>THF>DCM.     

臭氧氧化-活性污泥法处理含PVA工业废水的试验研究

含聚乙烯醇(PVA)工业废水可生化性较差,处理难度大,为了寻找经济合理、切实可行的处理技术,研究了臭氧氧化-活性污泥法对不同浓度含PVA实际工业废水的处理效果,并与传统活性污泥法进行了比较.结果表明,臭氧氧化-活性污泥法对COD<500 mg·L-1,PVA在10～30 mg·L-1范围的PVA废水处理效果与传统活性污泥法相比,相差不大,臭氧预处理效果不明显;对于COD在500～800 mg·L-1,PVA为15～60 mg·L-1的PVA废水处理效果明显,COD和PVA的平均去除率分别为92.8%和57.4%,比传统活性污泥法提高了4.1%和15.2%,出水COD在30～60 mg·L-1之间;对于COD为1 000～1 200mg·L-1,PVA在20～70 mg·L-1范围的PVA废水,臭氧氧化-活性污泥法处理效果显著,COD和PVA的平均去除率分别为90.9%和45.3%,比传统活性污泥法对COD和PVA的去除率分别提高了12.8%和12.1%,但是出水需要进一步处理才能达标排放.与传统活性污泥法相比,臭氧氧化-活性污泥法处理效率高,运行稳定,能有效地处理含PVA的工业废水.     

臭氧降解高浓度腐殖酸动力学

采用臭氧氧化法降解高浓度腐殖酸废水,并研究了臭氧对腐殖酸的降解动力学,考察了臭氧投量、初始腐殖酸浓度、初始pH和反应温度对臭氧降解高浓度腐殖酸废水的影响.结果表明,在臭氧投量为3.46 g.h-1,初始腐殖酸浓度为1 000mg.L-1,初始pH=8.0,反应温度为303 K,反应30 min的条件下,腐殖酸的去除率达到89.04%.在臭氧投量为1.52～6.01g.h-1,初始腐殖酸浓度为250～1 000 mg.L-1,初始pH为2.0～10.0,反应温度在283～323 K的范围内,臭氧降解腐殖酸符合拟一级动力学模型,通过对实验数据拟合,得到反应动力学方程,反应活化能较低(Ea=1.30×104J.mol-1),并且模型计算数值与实际数据吻合良好(平均相对误差为7.62%).     

失稳硝化膜生物反应器的性能恢复研究

对高水力负荷条件下丧失硝化功能的膜生物反应器进行恢复实验,将水力停留时间(HRT)从原来的5h延长到正常条件下可以实现完全硝化的10h后,在进水NH4+-N浓度为500mg.L-1的条件下反应器可去除99%的NH4+-N,但NO2--N出现严重积累,在60d的实验过程中NO2--N平均出水浓度为425mg.L-1.荧光原位杂交分析结果表明,氨氧化菌(AOBs)在总菌中的比例与恢复实验前没有变化,分别为12.9%(恢复实验期)和9.75%(恢复实验前),但氨氧化杆菌(Nitrosomonas)在AOBs中的比例从80%降低到40%;亚硝酸盐氧化细菌(NOBs)在总菌中的比例下降一半(从5.64%下降至2.84%),并以慢生型的Nitrospira为主.高NO2-含量和高胞外物浓度(497.1mg.L-1)可能是导致亚硝酸盐氧化功能难以恢复的主要原因.     

恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida LY1）共代谢降解苯酚和4-氯苯酚系统的降解动力学研究

对恶臭假单胞菌（Pseudomonas putida LY1）共代谢降解苯酚和4-氯苯酚（4-CP）系统进行了降解实验和动力学研究.结果表明,恶臭假单胞菌可以有效地降解苯酚,苯酚浓度为50mg·L-1时细菌生长速度最快,4-氯苯酚浓度的增加会对细菌产生一定的抑制作用.同时,用改进的Haldane方程模拟恶臭假单胞菌LY...     

大型丝状绿藻去除城市水体污染物质的研究

在实验室条件下,研究分析了以大型丝状绿藻为主的周丛藻类水质处理系统对城市景观河道劣Ⅴ类水质水体中污染物质的去除作用,以及其他不同胁迫条件下的水质处理效果.结果表明,该处理系统具有显著的N、P等污染物质去除效果,TP及TSS的去除率分别保持在50%和72%以上,同时PO3-4-与NH4 -N的去除率也分别可达90%和85%以上.在高污染物质浓度(TP＞3.0 mg·L-1、TN＞22.0 mg·L-1)条件下,TP平均去除率为89%,TN为45%,而低浓度污染物(TP＜0.50 mg·L-1、TN＜10.0mg·L-1)条件下,出水PO3-4浓度低于0.1 mg·L-1,NH4 -N低于2.0 mg·L-1.试验期间,大型丝状藻类生物量增长了38.78%,同时大量单细胞的蓝、绿藻类出现在水槽壁表面.出水DO浓度随着大型丝状绿藻生物量的增加而呈上升趋势.     

鼠李糖脂对假单胞菌GP3A降解芘的性能及细胞表面性质的影响

在实验室可控条件下,研究了生物表面活性剂鼠李糖脂对假单胞菌GP3A生长情况、降解芘(初始浓度为15 mg·L-1)性能以及降解过程中菌体表面性质(细胞表面疏水性、菌体Zeta电位)的影响.结果表明,鼠李糖脂明显促进了GP3A的生长,当鼠李糖脂浓度为200 mg·L-1和500 mg·L-1时,72 h时菌体的生长量比未...