芦苇生物炭复合载体固定化微生物去除水中氨氮

为了去除水体中的氮素并实现水生植物的有效利用,以芦苇生物炭为无机载体,结合海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)作为复合载体,固定驯化后的硝化污泥制成固定化颗粒,去除水中氨氮。通过考察固定化颗粒机械强度、酸碱稳定性及传质性能,探究了生物炭添加量及生物炭粒径对固定化颗粒降解氨氮性能的影响。结果表明,芦苇生物炭有丰富的孔结构,表面含有较多的含氧官能团和胺基、磺酸基、羧基和酰胺基等基团,从而具有良好的吸附性能以及较强的酸碱缓冲能力,有利于微生物的黏附和增殖。以添加芦苇生物炭作为复合载体,固定化颗粒的破损率降低了2.4%,酸碱稳定性和传质性分别提升12.5%和55.8%;在72 h内,可以使氨氮降解率达到96.3%。此外,不同粒径生物炭的固定化颗粒对氨氮的吸附量有显著影响,随着生物炭粒径从0.60 mm减小至0.15 mm,氨氮的最大吸附量可以从0.30 mg·g~(-1)增加到0.46 mg·g~(-1)。因此,在固定化微生物的载体中添加生物炭,可以提升固定化颗粒性能,打通微孔孔道从而有利于基质的运输和扩散;同时减小生物炭粒径,为微生物提供更多的吸附位点,从而显著提高固定化微生物对氨氮的降解能力。     

固定化菌藻系统对污水处理厂出水的深度处理

将海藻酸钠固定化活性污泥和小球藻制成颗粒小球,以自制的流化床反应器对重庆市某污水处理厂出水进行深度处理,探讨了系统对氨氮、TP、COD的去除效果,实验结果表明:在HRT=12 h,溶解氧浓度为3.0 mg/L左右,pH值为6.2至8.0之间,环境室温条件下,系统对氨氮、TP、COD均有较好的去除效果,系统稳定运行后对氨氮、TP、COD去除率基本维持在60%、60%和30%以上,出水氨氮、TP、COD浓度基本维持在8、0.5和40 mg/L以下,出水浓度达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)的一级A标准。这项研究显示固定化菌藻胶球系统在污水处理厂出水的深度处理中具有潜在的应用前景。     

生物炭负载羧甲基纤维素钠稳定化纳米铁对水中六价铬的去除

利用液相还原法,通过先负载再包裹的方式制备了4种不同炭铁质量比的生物炭负载羧甲基纤维素钠稳定化纳米铁(BC-nZVI-CMC)材料,并将其用于对水中Cr(Ⅵ)的去除,使用扫描电镜、X射线衍射和傅里叶红外等技术对BC-nZVI-CMC的结构与性质进行了表征。结果表明:BC-nZVI-CMC具有较好的分散性,粒径为纳米级且被CMC完全包覆,抗氧化能力得到较大提升,可有效去除水中Cr(Ⅵ);投加1 g·L~(-1)的BC-nZVI-CMC对含有30 mg·L~(-1)的Cr(Ⅵ)去除率达99.83%;pH越小,越有利于BC-nZVI-CMC对水中Cr(Ⅵ)的去除,最高去除率可达100%;BC-nZVI-CMC的抗氧化能力明显高于商品纳米铁和生物炭负载纳米铁;含有8 g·L~(-1) C/Fe=1∶1的BCnZVI-CMC对电镀废水中Ni、Zn、Cu、总铬、Cr(Ⅵ)的去除率可达39.60%、91.70%、100%、91.69%、100%。上述研究结果对水中Cr(Ⅵ)去除新技术的开发有重要的参考价值。     

砂滤/超滤回用处理校园景观水

在连续式65d运行过程中,采用砂滤/超滤回用处理校园景观水,对校园景观水中高锰酸盐指数、氨氮和浊度的去除效果进行了研究。结果表明:(1)生物滤池对高锰酸盐指数去除率为1.5%～37.0%,平均去除率为18.7%;超滤膜对高锰酸盐指数去除率为40.5%～93.7%,平均去除率为67.5%。(2)生物滤池对氨氮去除率为1.0%～77.6%。(3)砂滤/超滤工艺对浊度的去除率为24.6%～100.0%。(4)生物滤池内生物相以菌胶团和后生动物为主,利用后生动物对有机颗粒等的吞噬,使系统具有良好反堵塞自我调节作用。(5)利用10%(质量分数)NaOH对膜清洗效果要优于10%(质量分数)HCl。     

固定化菌藻微球的制备、表征及其对富营养化湖水的修复

以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)为主要包埋材料,以活性炭、SiO2和CaCO3作添加剂,采用普通小球藻(Chlorella vulgaris)和活性污泥制备固定化菌藻微球。采用正交实验对微球的制备条件进行了优化,并对最优化条件下制得的微球进行了表征,还考察了固定化菌藻微球对某富营养化湖水的修复效果。结果表明,固定化菌藻微球的最优化制备条件为:PVA用量10%(m/v),微生物包埋量15 mL,海藻酸钠用量0.6%(m/v),氯化钙浓度2.0%(m/v)。制得的微球具有较大的比表面积,内部呈网状结构,孔径分布均匀,中孔居多,适合小球藻和微生物生长。采用固定化菌藻微球可有效修复上述湖泊的实际富营养化湖水,微球可重复使用3~4个循环,在前4个循环中,每个循环历时96 h,TN平均去除率达80%以上;TP平均去除率达90%以上;COD平均去除率达85%以上,表明固定化菌藻微球在富营养化湖水的修复方面具有潜在的应用价值。     

固定化氨氮降解菌处理氨氮废水的试验研究

考察了海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)含量对固定化载体性能的影响,并筛选了最优条件制备固定化氨氮降解菌,研究其对氨氮废水的处理效果。当PVA和SA质量分数分别为8.00%、1.00%时,制成的固定化载体抗压性能最好,能够形成丰富的多孔结构。固定化氨氮降解菌在处理氨氮废水前驯化168h,可以恢复较高活性。在固定化氨氮降解菌投加量2%(质量分数)、反应温度30℃、pH 8.01、溶解氧3.0 mg/L的条件下反应60h,氨氮废水中的氨氮质量浓度从最初的3 835.29 mg/L降为82.35mg/L,去除率为97.85%。固定化氨氮降解菌在投加量低于氨氮降解菌的情况下,仍然能实现与之相近的氨氮废水处理效果,证明固定化氨氮降解菌能高效处理高浓度氨氮废水。     

沸石联合微生物固定化去除微污染水体中氨氮的研究

将沸石联合经过驯化的活性污泥微生物固定化,通过静态实验.考察了不同粒径沸石及不同组分固定化方法对沸石联合微生物固定化去除氨氮的影响;通过动态实验,考察了沸石联合微生物固定化去除微污染水体中低浓度氨氮的机制.结果表明,活性污泥经过16 d的驯化,氨氮去除率为90%以上;沸石吸附氨氮为快速吸附,粒径<0.5 mm的沸石的吸附容量明显大于其他粒径的沸石;不同组分固定化小球对氨氮的去除效率不同,各组分均有贡献,吸附容量依次为:沸石固定化小球>沸石联合微生物固定化小球>微生物固定化小球;沸石联合微生物固定化去除微污染水体中低浓度氨氮可分为4个阶段,即沸石吸附阶段、吸附饱和及微生物适应阶段、硝化作用明显加强和沸石部分再生阶段、微生物作用良好和沸石进一步再生阶段,最终沸石吸附与生物再生处于良好的动态平衡中,氨氮去除率达到60%左右.     

麦草畏降解菌Acidovorax delafieldii XD-3的新型固定化技术及其降解效果

采用新型生物炭与海藻酸钠联合固定化技术对麦草畏降解菌XD-3进行固定化,结果表明海藻酸钠-生物炭联合固定化的小球机械强度、传质性能明显高于海藻酸钠固定化小球;电镜扫描图谱结果发现海藻酸钠-生物碳联合固定化小球更适合麦草畏降解菌的生长和定殖;不同的温度、p H值、Na Cl浓度和重金属离子浓度对固定化菌与游离菌降解效果影响研究表明,生物碳与海藻酸钠联合固定化细菌适应范围广,抗冲击能力更强。在实验室规模的流化床生物反应器(FBBR)中,联合固定化菌可以持续高效降解模拟麦草畏废水,为麦草畏固定化菌的工程化应用奠定了基础。     

固定化藻菌去除海水冲厕污水中氮磷的实验研究

采用海藻酸钠凝胶包埋固定小球藻和活性污泥，对冲厕海水污水（模拟）中的氮磷污染物进行去除实验。结果表明，在藻菌比为2：1，固定化藻菌对氮磷的去除率分别达到95．5％和92．2％。在N／P为10时，固定化藻菌对冲厕海水污水中氮磷的去除效果最好。25～30℃时固定化藻菌对氨氮和磷的去除率最好，温度过高时藻和细菌细胞的活性受到抑制。固定化藻菌体系处理冲厕海水污水的较佳pH范围在6．5～8．5之间。     

固定化硝化细菌去除生活污水中的氨氮

以聚乙烯醇-海藻酸钠作为包埋载体固定硝化细菌,制备固定小球,对生活污水中的氨氮去除效果进行研究。采用平行实验考察了载体不同包菌量、载体与污水量比、活化时间、温度、DO以及载体循环次数对氨氮去除率的影响。结果表明,用包埋载体处理污水的氨氮和COD去除率明显高于传统活性污泥,且得出最佳反应条件:包埋载体的最佳活化时间为20 h,最适温度为25℃,最佳DO为3~4 mg/L。投加包埋载体比传统活性污泥法对氨氮去除效果和COD去除能力具有强化作用,投加20%的包埋载体时,反应器出水氨氮去除率提高了20%,菌体与载体比值小于1∶2.5时氨氮去除率超过90.12%,固定化包埋载体去除氨氮过程比较符合一级动力学模型。     

纳米零价铁-聚乳酸-生物炭复合材料协同微生物去除水中1,1,1-三氯乙烷

针对地下水1, 1, 1-三氯乙烷污染问题,通过溶液插层和液相还原法制备了纳米零价铁-聚乳酸-生物炭复合材料;采用扫描电镜观察、热重分析、傅里叶变换红外光谱分析和X射线衍射分析等手段对复合材料进行了表征;研究了复合材料在厌氧条件下协同胞外呼吸菌(Shewanella oneidensis MR-1)去除水中1, 1, 1-三氯乙烷的效果;确定了材料的最佳使用条件;探讨了协同体系中污染物的去除机理。结果表明:复合材料中纳米零价铁和聚乳酸颗粒较为均匀地分散于生物炭表面;材料中生物炭、聚乳酸和纳米零价铁的最佳质量比为7∶1∶2,材料最佳投加量为1.0%,且其对不同浓度污染物均有明显去除效果;在最佳条件下,培养360 h后协同体系中1, 1, 1-三氯乙烷的最大去除率为94.61%;复合材料促进胞外呼吸菌的异化铁还原脱氯是协同体系去除污染物的主要机理。该铁基生物炭复合材料能够有效协同胞外呼吸菌提高水中1, 1, 1-三氯乙烷的去除率,且具有良好的缓释长效性。     

沸石曝气生物滤池预处理微污染水源水中氨氮的研究

利用沸石曝气生物滤池预处理微污染水源水中的氨氮,研究了沸石的静态吸附性能以及不同运行参数对处理效果的影响.结果表明:(1)沸石具有快速吸附,缓慢平衡的特点.采用氨氮质量浓度为5.00 mg/L的使用溶液进行静态吸附实验,当吸附时间为30 min时,氨氮质量浓度为0.66 mg/L,去除率为86.8%,之后氨氮浓度和去除率基本保持不变.(2)水力负荷对氨氮的去除率影响不大,随着水力负荷的升高,氨氮去除率总体呈小幅度下降趋势.当水力负荷由0.4 m~3/(m~2·h)提高到1.3m~3/(m~2·h)时,氨氮平均去除率降低了13.2%.(3)在实验范围内,随着气水比的增大,氨氮平均去除率略有上升.当气水比为0.5(体积比,下同)、1.0、1.5时,氨氮平均去除率分别为81.8%、85.3%、86.7%.(4)氨氮去除主要发生在填料层200～600 mm处,600mm处的氨氮去除率已经达到89.7%,占总去除率的96.9%,而600 mm处后的氨氮浓度趋于平缓,去除率变化很小.     

两级常温厌氧—好氧—固定化微生物组合工艺处理酿酒废水

酿酒废水是一种典型的高氨氮浓度的有机废水.采用两级常温厌氧-好氧-固定化微生物组合工艺对酿酒废水进行中试研究,重点考察了各级工艺对有机物和氨氮的去除效果,并且对影响系统稳定运行的主要因素进行分析.试验结果表明,稳定运行状态下,一级厌氧膨胀颗粒污泥床(EGSB)反应器对有机物去除率可达到70%～90%,处理效果受环境温度影响较大;二级EGSB反应器可以同时去除有机物和氮氧化物;三级好氧接触氧化反应器对有机物的去除率可达到70%,氨氮去除率维持在50%;包埋硝化菌流化床反应器最终能有效地去除水中的氨氮,出水氨氮质量浓度低于15 mg/L.     

固定化藻菌对珍珠蚌养殖废水中TN和TP去除效果的影响

将小球藻与有效微生物菌群(简称EM菌)、小球藻与活性污泥、小球藻与EM菌及活性污泥在同等条件下进行固定化处理,形成藻菌胶球(分别简称为CE、CA、CEA藻菌胶球),研究了3种藻菌胶球对珍珠蚌养殖废水中TN、TP的去除效果以及光照度、温度对3者脱氯除磷的影响,同时以无包埋藻菌胶球作为对照组进行96 h持续去TN、TP实验...     

接触氧化过滤去除地表水中的氨氮

接触氧化过滤工艺普遍用于去除地下水中的氨氮,在去除地表水中氨氮的应用较少。为了对此工艺去除地表水中的氨氮进行研究,以附有铁锰氧化物的石英砂为滤料填充滤柱,测试了滤柱对地表水中的铁、锰和氨氮的去除效果,并重点分析了影响氨氮去除的主要因素。结果表明:当滤速为8 m·h-1,进水铁、锰、氨氮浓度分别为0.6、1.1和1.8 mg·L~(-1)时,滤柱对3种污染物的去除率分别为83.3%,95.3%和80.6%,3种污染物的出水浓度均达标。此外,升高进水温度、提高进水碱度可增大氨氮的去除率。当温度由8℃增大到14℃时,氨氮去除率提高了近一倍。进水投加NaOH(浓度为4mg·L~(-1))时,氨氮的平均去除率比不投加NaOH时高23.1%。     

混凝-热处理联合MAP法处理高浓度水性油墨印花废水

采用混凝-热处理联合磷酸铵镁沉淀法(MAP)处理高浓度水性油墨印花废水,研究了各工艺参数对该废水处理效果的影响。研究表明:混凝-热处理可降低废水的COD和色度,实现固液快速分离,有效降低混凝污泥含水率;MAP法可有效降低混凝-热处理后废水的氨氮含量,药剂摩尔比和反应体系pH对氨氮去除效果影响较大。当投加15 m L·L~(-1)的40%(体积分数)混凝剂NS-1、在70℃下热处理50 min的条件下,废水的COD去除率达到93.65%,色度去除率达到99.97%,而混凝污泥含水率可降到56.62%;向混凝-热处理后废水中投加硫酸镁和磷酸氢二钠,当药剂摩尔比为1.1:0.9:1(Mg:P:N)、体系pH为9.5、在20℃反应30 min的条件下,废水的氨氮去除率可达96.27%,剩余总磷低于12 mg·L~(-1)。     

两阶段固定化方法制备微囊藻球对Ni~(2+)的去除效果

采用硼酸-硼砂两阶段固定化方法制备PVA-SA复合微囊藻球,综合考察了硼酸(H_3BO_4)、氯化钙(Ca Cl_2)、硼砂(Na_2B4O_3·10H_2O)、聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)等因素对藻球性能、固定化过程中PVA泄露及Ni2+去除效果等的影响。结果表明,在以上各因素水平分别为3.5%、2.0%、3.0%、9%和1%时,成球效果、藻球性能较好,固化过程中PVA泄露量较小,Ni2+去除效率较高。两阶段固定化方法可以成功解决PVA-SA包埋固定化技术存在的水溶胀性问题,为其实际运用提供了可能性。     

聚乙烯醇-海藻酸钠固定铜绿微囊藻对磷的吸附

利用聚乙烯醇与海藻酸钠固定包埋铜绿微囊藻,通过正交实验获得聚乙烯醇溶液浓度、海藻酸钠溶液浓度及铜绿微囊藻液量去除磷的最佳配比,研究溶液起始pH值、反应时间、磷初始浓度对固定化小球吸附磷的影响。结果表明,固定化小球的最佳制备条件为聚乙烯醇质量分数6%,海藻酸钠质量分数0.5%及铜绿微囊藻浓度2×107个/mL;固定化小球吸附磷的最适起始pH值为6～8,吸附达到平衡的时间为9～12 d,初始磷浓度为1.00 mg/L时去除率最高,达到79.19%。     

蒽的高效降解菌的固定化小球的制备及其降解特性

旨在利用固定化高效降解菌小球去除水中蒽,充分发挥累托石的吸附和生物降解的协同作用,以累托石、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)作为固定化载体材料,硼酸和氯化钙作为交联剂,将蒽的高效降解菌包埋制备固定化微生物小球.考察了累托石用量、PVA投加量、海藻酸钠用量、氯化钙用量、微生物包埋量和交联时间等因素对微生物小球活性的影响,通过正交实验确定了微生物小球的最佳制备条件.结果表明,制备固定化微生物小球的最佳条件为:累托石2.5%,PVA 12%,SA 0.3%,CaCl24%,交联时间28 h,微生物包埋量10%.对40 mgJ/L的蒽溶液,游离微生物在50 h后开始发挥明显的降解作用,经过68 h蒽的去除率达到35.65%;而固定化微生物小球经过9 h即可使蒽的去除率达到81.8%,23 h后葸的去除率可达100%.固定化微生物小球对水中蒽的去除机理与吸附-降解工艺的机理类似,即固定化微生物小球类似于一个一体化的微型反应器,经过迟滞期后,在该反应器内同时发生吸附和降解作用.     

改性沸石对二级生化出水中氨氮的吸附特性

采用氯化钠联合高温对天然斜发沸石进行改性,通过批次实验探究改性沸石吸附氨氮特性。结果表明:氯化钠浓度为0.8 mol·L~(-1),焙烧温度为300℃条件下,氨氮去除效果最佳;改性沸石在氨氮初始浓度为8mg·L~(-1),投加量为10 g·L~(-1),反应时间为120 min的条件下,去除率可达71%,相比天然沸石提高23.1%。通过扫描电镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、比表面积(BET)、X射线衍射(XRD)和傅里叶光谱(FT-IR)考察改性前后沸石组成特征以及化学键的变化,可以看出,改性机制可去除孔道杂质及Na~+置换沸石中金属阳离子;氨氮吸附过程满足拟二级动力学方程(R~2=0.986),Langmuir等温线模型拟合结果 (R~2=0.998)优于Freundlich模型(R~2=0.839),且改性沸石最大吸附容量为5.94 mg·L~(-1)。热力学计算结果表明,沸石对氨氮的吸附过程是一个自发、吸热、熵增过程。上述结果表明,改性沸石能够有效地对污水厂二级生化出水中氨氮进行深度处理。