低强度超声波处理微囊藻的生物效应研究

该研究采用低强度超声波直接作用微囊藻,其沉降性和凝聚性均得到显著提高,从而有利于进行沉淀去除。低强度超声波是一种温和的除藻方式,经过低强度超声波作用后,微囊藻的细胞壁、细胞膜和类囊体均完整,细胞膜通透性、生长速度和细胞活性均无显著影响;但胞外聚合物和藻青素增多,细胞发生轻微质壁分离,抗氧化酶活性和丙二醛含量有不同程度提高,其中丙二醛含量极显著增加。据分析,促使微囊藻发生凝聚和下沉的原因可能是微囊藻细胞内含物少量外渗和伪空泡破裂导致,也可能是微囊藻应对低强度超声波的自我保护机制。     

超声波法对微囊藻的去除和抑制作用研究

超声波法可以通过破坏细胞壁达到直接除藻和抑制活体细胞生长的2种作用处理废水中微囊藻。以铜绿微囊藻的3种不同藻株为实验对象,对超声法直接去除微囊藻和超声法抑制微囊藻生长的影响因素分别进行单因素平行实验。采用叶绿素a含量作为活体藻细胞指标,分别对超声法除藻、抑藻的最佳条件进行了分析。结果显示,超声法对铜绿微囊藻不同藻株的去除效果基本一致,选用对数增长期的微囊藻在超声功率为1 200 W、超声时间为7 min时,叶绿素a去除率为82%,对微囊藻的直接去除效果最好。改变超声模式,采用多频次间歇超声模式(超声总能量相同):超声功率为1 200 W、隔1天超声2 min,共超声4次,培养14 d后与对照组相比,最终叶绿素a含量下降了95%,有更佳的微囊藻抑制效果。     

低强度超声波强化生物降解硝基苯的研究

考察了三株硝基苯降解菌R.mucilaginosa、S.albidoflavus和M.luteus在不同超声条件下其降解性能的变化。实验结果表明：超声功率180 W,频率35 kHz,作用时间1 5 min时,能有效地提高硝基苯降解菌的降解率。在最佳超声条件下,与对照组相比,培养96 h后,三株菌的降解率分别提高了11...     

离子强度对粘土和改性粘土絮凝去除水华铜绿微囊藻的影响

研究了水体的离子强度对粘土和壳聚糖改性粘土絮凝去除铜绿微囊藻的影响 .离子强度的增加有利于粘土对藻类的絮凝去除 .与一般粘土除藻相反 ,壳聚糖改性粘土却在离子强度低的条件下具有更好的除藻效果 ,是适合在湖泊 ,水库和江河等淡水 (低含盐量 )水体中应用的应急除藻技术 .当离子强度从 0.17mol/L降到 0mol/L时 ,海泡石除藻率从 90 %以上降为 70 %以下(投加量700mg/L) ,而壳聚糖改性海泡石的除藻率却从 70%左右升至 95% (投加量仅为 11mg/L) .用粘度法研究了壳聚糖改性海泡石的絮凝机理 ,发现相对低的离子强度更有利于壳聚糖分子链上阳电荷的相互排斥作用 ,有利于壳聚糖分子链的舒展 ,从而可以充分发挥架桥网捕作用 ,利于絮凝除藻 .     

低强度超声波强化SMBR处理中的超声波参数优化研究

研究了利用低强度超声波强化低温一体式膜生物反应器（SMBR）污水生物处理中最优超声波参数的选择。结果表明,功率密度为0.27 W/L、辐照时间为20 min时,超声波对低温SMBR中COD去除的强化效果最佳。SMBR对NH3-N去除效果达到最佳时,超声波功率密度和辐照时间分别为0.27 W/L和15 min。综合考虑,选择更有利于低温时NH3-N去除的超声波参数：功率密度0.27 W/L、辐照时间15 min。经此超声波处理后COD、NH3-N的强化效果在24 h均能保持,故可设置超声波处理的时间间隔为24 h。     

壳聚糖改性铝污泥对铜绿微囊藻的絮凝去除

采用给水厂副产物铝污泥代替黏土作为下沉载体,利用壳聚糖改性,将其用于铜绿微囊藻的絮凝去除.结果表明,壳聚糖与铝污泥以1：50的质量比复合改性后除藻效果明显提高：对于藻密度约为4.88×10⁶cells/mL的含藻水,当改性铝污泥最佳投加量为0.25g/L,30min后藻密度和浊度去除率分别达到100%和98.92%,形成的絮体完整紧实,分形维数值为1.719.通过Zeta电位、SEM等表征分析,此过程主要依靠壳聚糖、铝污泥及藻类之间的"电性中和"与"吸附架桥"等的作用,混凝絮凝过程快速高效且投加量小,最佳环境pH值介于7~9.5,外加NaCl、CaCl₂在离子强度较低情况下基本不影响絮凝沉淀过程.加之铝污泥对水体中的磷具有良好的吸附作用,因此壳聚糖改性铝污泥对淡水水体中铜绿微囊藻的去除及生长抑制具有良好的效果,实现了"以废治污".     

低强度超声波强化污水生物处理机制

研究发现低强度的超声辐照可以有效促进微生物的活性,可将其用于强化污水的生物处理,通过增强反应器内微生物的活性来提高污水的处理效率.本文综述了超声波在生物工程和生物学上的国内外研究成果,对低强度超声波的生物效应以及在促进生物活性中的主要作用机制进行了探讨,并分析了其在强化污水生物处理中的应用前景.     

低强度超声波强化SBR处理生活污水

通过设置超声波(ultrasound,US)的SBR反应器(sequence batch reactor,SBR)与对照反应器的对比试验,研究了超声波对SBR处理生活污水的强化效果.结果表明,采用强度0.3 W·cm^-2的超声波,每隔8h取SBR反应器中10%的污泥进行10min辐射处理,对COD的总去除率提高3%～6%,其出水COD与对照反应器的出水相比降低了40%～53%,通过该辐射处理有效提高了SBR反应器对模拟生活污水的高负荷冲击和有毒物质冲击的耐受能力.对于实际生活污水,设置超声强化使污泥耗氧呼吸速率(oxygen uptake rate,OUR)增加14%左右,有效提高了微生物对难降解有机物质的分解能力.对污泥沉降性能的研究表明,超声波强化会引起污泥的SVI值升高,但升高的幅度仅为5%左右,不会对系统的沉降性能造成显著影响.根据电镜观测以及种群结构分析发现,超声波对细胞产生了损伤作用,其表面出现了明显的皱褶,但是活性污泥种群结构并未发生显著变化.通过对2个反应器中活性污泥的呼吸动力学分析表明,设置US反应器中活性污泥对底物具有更高的利用率.     

低强度超声波强化低温SMBR脱氮的性能与机制研究

考察了低温条件下低强度超声波对SMBR脱氮的强化作用,并研究了对硝化细菌脱氢酶活性和细胞通透性的影响。结果表明,经超声波强化后,SMBR对NH3-N5的去除效果得到明显提高,总去除率由启动完成时的65.94%升至84.01%,且长期运行稳定,说明超声波解除了低温对硝化作用的抑制。0.28 W/L超声波辐照20 min,可使硝化细菌脱氢酶活性提高81.19%,0.14 W/L的超声波辐照10 min使脱氢酶活性提高43.18%。0.28 W/L的超声功率密度对脱氢酶的活性提高程度最大,因此是较合适的超声波参数。     

壳聚糖复合粘土矿凝聚铜绿微囊藻的研究

对壳聚糖与天然粘土矿物海泡石复配凝聚水体中铜绿微囊藻进行了研究 ,结果表明 :在壳聚糖用量为0 5 6mg L、海泡石用量为 32mg L的情况下 ,藻个数由 1 94 4× 10 6 个 mL降为 1 38× 10 3个 mL ,去除率达到 99 93% ;浊度由 6 5NTU降到 0 1NTU ,去除率达 99 6 % ;叶绿素a去除率达 10 0 % (用常规方法无法检测到 )。实验还确定了最佳pH值范围是 4～ 8;并且探讨了壳聚糖的絮凝机理。     

天然沸石及改性沸石去除低浓度氨氮的研究

研究了天然斜发沸石在不同的酸、碱和盐改性条件下吸附去除氨氮（NH₄＋-N）的效果.结果表明:沸石吸附NH₄＋-N动力学曲线符合“快速吸附、缓慢平衡"的特点,且初始ρ（NH₄＋-N）越高,吸附速率越快;天然沸石及其改性沸石吸附NH₄＋-N为单分子层吸附过程,其吸附热力学曲线很好地符合Langmuir曲线. 沸石吸附NH₄＋-N是吸热反应,适当提高温度能够促进NH₄＋-N的吸附. 盐改性方法对沸石吸附NH₄＋-N的效果最好,增加了沸石的比表面积和总孔容,同时有利于沸石的再生.      

季铵盐改性黏土对铜绿微囊藻的去除研究

考查了不同结构季铵盐表面活性剂改性蒙脱上对铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)的去除作用.结果表明,不同链长季铵盐改性蒙脱土的除藻效果不同,季铵盐取代基基对改性蒙脱土除藻效果有较显著影响.疏水链为十四烷基时,除藻效果最好.碳链长度相同时,苄基或吡啶环的引入有助于提高蒙脱土的除擦效率、十四烷基二甲基...     

酸热活化对海泡石吸附水溶液中Cd的影响机制

为增加SP（海泡石）的比表面积并提高其对水溶液中Cd的去除效率,采用HCl对SP进行酸热活化,探索制备HHSP（酸热活化海泡石）最佳的c（HCl）、酸改性时间和热活化温度,并比较SP和HHSP对Cd的吸附动力学和等温吸附特征,通过对吸附前后的SP和HHSP进行SEM-EDS（扫描电镜）、XRD（X射线衍射）和XPS（X射线光电子能谱）分析,以阐明HHSP吸附Cd的微观反应机理.结果表明:0.9 mol/L的HCl改性24 h后,500℃下热活化1 h制备的HHSP吸附性能最佳.准二级动力学模型和Langmuir等温吸附模型均能够很好地描述SP和HHSP对Cd的吸附特征.SP和HHSP对初始质量浓度为50 mg/L的溶液中Cd的去除率在2 h内分别达73.13%和85.96%,在24 h内达到吸附平衡.HHSP的最大饱和吸附量（q_max）为22.147 mg/g,比SP（4.200 mg/g）增加了4.23倍.酸热处理降低了SP的pH和pHpzc（零电荷点）,表明在SP表面吸附活性中心增多.SEM-EDS显示,酸热活化未改变SP的纤维状结构,Cd吸附量由SP的1.57%增至HHSP的2.13%.XPS分析表明,SP和HHSP对Cd的吸附作用包括了表面羟基（-OH）络合作用以及产生CdCO₃、CdCl₂、CdO和Cd（OH）₂沉淀.XRD分析表明,酸改性通过清除SP的CaCO₃成分,比表面积增加,从而增加了HHSP对Cd的吸附量.研究显示,酸热活化可增加HHSP对Cd的吸附效能,为利用HHSP有效控制稻田土壤Cd生物有效性提供了有益途径.      

低强度超声波改善污泥活性

采用城市污水处理厂的好氧活性污泥为试验材料,以好氧呼吸速率(OxygenUptakeRate,OUR)为指标,研究活性污泥在超声波强度0～1.2W/cm²、辐照时间0～40min处理后活性的变化.发现当采用超声波强度0.3W/cm²,辐照时间10min,对提高污泥活性的效果最为显著,不适当的处理时间与处理强度则不利于污泥活性的提高.因此,利用超声波激励污泥活性存在最佳的超声波强度和辐照持续时间.另外,研究了强度0.3W/cm²,辐照时间10min超声波辐射处理后0～48h中污泥活性的变化规律,发现超声辐照8h后污泥活性达到最大值,为辐射处理后初始活性的2倍,24h后超声波的强化作用基本消失.因此,可采用强度0.3W/cm²超声波每隔8h取反应器中的部分活性污泥辐照10min后再返回反应器,来提高生物反应器的处理效率.本文还对低强度的超声波改善污泥活性的可能机制进行了假说性解释.     

改性泥炭与沸石用于污染水体的脱氮除磷实验研究

通过改性泥炭和改性沸石对微污染水体中污染物的去除实验的研究,得出改性泥炭和改性沸石单独处理微污染水时都能有效地去除水体中COD、氨氮、总磷,联合作用时对水体中的COD、总磷可以达到更高的去除率,但对氨氮的去除率有所下降.结果表明：微污染水在最适实验条件下进行吸附实验得出的效果是水体中的化学需氧量（TCOD）、氨氮（NH4＋-N）、总磷（TP）的浓度分别从77 mg/L、3.75 mg/L、0.40 mg/L降低到20.06 mg/L、0.041 mg/L、0.35 mg/L.两种吸附剂联合作用对污染物的去除率比吸附剂单独作用污染物要高.     

改性颗粒活性炭吸附低浓度甲醛的试验研究

通过试验研究了表面改性方法、焙烧气氛和气相水分对颗粒活性炭(GAC)吸附低浓度甲醛性能的影响。结果表明:3%HNO3浸泡改性可增加GAC表面的含氧官能团,显著改善GAC对甲醛的吸附性能,并延长吸附穿透时间;O2气氛下焙烧所得GAC的吸附效果优于N2气氛下焙烧的GAC;反应气体含水1.5%时,GAC对甲醛的吸附性能明显降低。另外,分别采用低温N2吸附法和傅立叶红外光谱法表征了3%NHO3浸泡改性前、后GAC的孔结构和孔表面化学性质的差别,从而揭示了GAC的吸附性能与孔结构、孔表面化学性质之间的关系。     

外加电场生物去污除磷的试验研究

为了探明外加电场条件下提高生物反应器去污除磷的可能性,试验中比较了普通生物反应器和外加电场生物反应器去污除磷效果的差别。结果表明:在试验条件下,外加电场生物反应器比普通生物反应器具有更高的除磷效率,并能在厌氧阶段促进磷的释放,而COD去除率提高并不明显。     

活性污泥法处理低浓度含磷废水的试验研究

对比研究了厌氧—好氧交替条件下(AAA工艺)活性污泥对三组磷浓度不同的模拟生活废水的除磷效果。试验结果表明,活性污泥对磷浓度为6mg/L左右的废水处理效果最好,磷去除率可达97%;对磷浓度为16.66mg/L和2mg/L左右废水的磷去除率则分别为78.4%和75.3%;并探讨了活性污泥法的除磷机理。