A.faecalis strain NR的包埋固定及其氨氮降解性能

为考察异养硝化-好氧反硝化细菌的包埋固定及其氨氮降解特性,对一株异养硝化-好氧反硝化细菌A.feacalis strain NR的包埋固定进行了研究,并与游离菌处理氨氮效果进行对比,考察包埋菌降解氨氮的优势。采用聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)以及PVA/SA混合物分别作为包埋载体,发现PVA/SA混合物作为包埋载体其理化性能最佳,更适合作为包埋载体;利用单因素实验寻求PVA及SA含量、交联时间、包菌量4个因素的合理水平,并采用正交实验对上述4个因素进行优化,获得包埋较优条件为:PVA含量10%、SA含量0.4%、交联时间4 h、包菌量10%;在此条件下制备包埋小球,并得出包埋小球在基础培养基中的最佳投加量为10 g/(150 m L基础培养基);之后考察了温度、pH这2个因素对包埋小球降解氨氮效果的影响,得到包埋小球的最佳氨氮降解条件为:30℃、pH=7;通过对比不同温度及不同pH条件下包埋小球与游离菌对于氨氮的处理效果,发现包埋小球对低温及酸性条件更具有耐受性,表现出优于游离细菌的氨氮降解效率。     

沙雷氏苯酚降解菌固定化条件优化及降解性能研究

从首都钢铁集团焦化厂曝气池中的活性污泥中分离出一株沙雷氏菌属,利用聚乙烯醇(PVA)-卡拉胶混合载体对该菌种进行固定化,并对实际焦化废水进行降解。结果表明:(1)以PVA为包埋材料,添加卡拉胶为辅助载体后,使得固定化苯酚降解菌小球在制备过程中不易出现凝集的现象,易于操作,固定化苯酚降解菌小球颗粒综合性能有所提高。(2)最佳的固定化条件:PVA质量分数为8%,卡拉胶质量分数为0.5%,KCl为0.4mol/L,菌体化包埋比(菌液和混合载体的体积比)为1.0∶5.0,固定化时间为24h。新制备的固定化苯酚降解菌在使用前需进行活化,以提高降解性能。(3)在焦化废水的实际降解中,固定化苯酚降解菌的降解性能明显优于游离苯酚降解菌,固定化的载体对固定于其中的菌种起到了保护作用。     

曝气生物流化池生物强化处理高氨氮制革废水研究

以曝气生物流化池(ABFT)I艺为核心,通过投加高效菌酶添加剂(简称菌荆)的方法对高氨氮制革废水进行生物强化处理研究.结果表明,在菌剂投加量为0.4 kg/m3,总水力停留时间为32 h(其中生化处理段水力停留时间为29 h)条件下,菌剂投加10 d后氨氮的去除率可达80.2%,25 d后系统即可稳定运行;出水氨氮平均为4.8 mg/L,去除率为98.8%;出水COD平均为137 mg/L,去除率为76.4%.无机碳化合物和生长因子对硝化反应有促进作用,使氨氮的去除率提高约6.6%.该结果显示了ABFT工艺在处理高氨氮制革废水上具有明显优势.     

CuO/γ-Al_2O_3催化双氧水处理聚乙烯醇废水的研究

采用浸渍—煅烧法制备CuO/γ-Al_2O_3催化剂,并用其催化双氧水处理聚乙烯醇(PVA)废水,对比了不同煅烧温度下CuO/γ-Al_2O_3的催化性能以及催化剂投加量、双氧水投加量、PVA初始质量分数对PVA去除率的影响。结果表明,煅烧温度为450℃时得到的CuO/γ-Al_2O_3催化性能最好,增加CuO/γ-Al_2O_3和双氧水的投加量均有助于降低PVA降解产物黏均分子量,而PVA初始质量分数越高,PVA降解产物的黏均分子量越高。当PVA初始质量分数为1.0%,双氧水投加量为60 mL/L,CuO/γ-Al_2O_3投加量为1.0g/L,反应温度为60℃,溶液初始pH=3时,反应2h后PVA去除率达90%以上,PVA降解产物的黏均分子量从100 773降至3 194,下降了近97%,CuO/γ-Al_2O_3的催化性能随着重复使用次数的增加有一定下降。     

固定化活性污泥去除氨氮废水

采用PVA冷冻-解冻法固定传统活性污泥,用无机硝化菌培养基对其进行活性恢复和驯化培养.用该法制备的固定化活性污泥颗粒在三相流化床中处理氨氮废水,结果表明固定化活性污泥颗粒可处理低浓度氨氮废水,当氨氮浓度为60mg/L左右,固定化颗粒填充率9%,水力停留时间8 h,COD为400mg/L时,NH4+-N去除率达82.5%以上.实验还表明,该法制作的活性污泥颗粒寿命在3个月以上.     

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.     

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。     

包埋固定化微生物法处理含油废水研究

本研究通过包埋固定化微生物法固定除油(Y1#菌),用于处理含油废水,并以水体中乳化油去除率为指标考察了影响乳化油降解的各种因素.选用聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)复配作为包埋固定化载体材料,制备成固定化微生物小球(IMB),通过实验优化了IMB制备的工艺条件.连续批次除油实验结果表明,在25～40℃,固液比1∶10,HRT为6 h的条件下,进水油含量在20～50 mg/L,乳化油去除率可达85%～90%,出水油含量低于5 mg/L.     

吸附融合菌的固定化及对铬吸附特性研究

研究了融合菌的固定化方法及吸附特性,结果表明:1.5%海藻酸钠为包埋剂包埋50 g/L融合菌可制成物理和吸附性能较好的固定化吸附剂;40 g/L(约含5 g/L融合菌)的固定化吸附剂对30 mg/L含Cr废水的去除率可达94.54%;当投加量为50 g/L(约含6 g/L融合菌)时,固定化吸附剂可完全去除实际电镀废水(pH:2.67,Cu:1.70 mg/L,Cr:20.62 mg/L,N i:29.97 mg/L,Zn:1.11 mg/L)中的Cu和Cr,且对N i和Zn的去除率也分别达到了48.05%和61.09%;吸附过程符合准二级吸附动力学模型;填充柱工艺适用于固定化吸附剂连续处理含铬废水,当流速为150 mL/h和250 mL/h时填充柱一次稳定处理水量分别为7.2 L和11.5 L,且延长水力停留时间可提高出水水质。     

有效降解万古霉素废水COD的真菌菌株筛选及研究

从本实验室保存的447株真菌中筛选出1株能有效降解万古霉紊废水COD的真菌HCCB00304.通过形态观察及分子生物学分析,鉴定该菌株为绿僵菌.利用真菌HCCB00304处理万古霉素废水的最佳条件为:菌体投加量10%(体积分数)、初始pH 6.00、25℃、处理时间60 h,在此条件下可使废水的COD从114 208 mg/L降到56 145 mg/L,COD降解率为50.84%.反应动力学分析表明,COD降解呈一级反应动力学过程,其降解速率常数为0.013 3 h-1.     

海藻酸钠与纳米Fe_3O_4联合固定化菌对三氟羧草醚的降解

采用联合固定化技术,将菌株Pseudomonas citronellolis DK-3与纳米Fe_3O_4固定于海藻酸钠小球中制成纳米Fe_3O_4和海藻酸钠联合固定化菌(Fe_3O_4/SA),并系统研究了纳米Fe_3O_4的最佳投加量,Fe_3O_4/SA联合固定化菌对三氟羧草醚的降解特性以及Fe_3O_4/SA固定化菌在序批式反应器(SBR)中的降解稳定性。实验结果表明,当纳米Fe_3O_4的投加量为90 mg·L~(-1),三氟羧草醚初始浓度为100 mg·L~(-1)时,固定化菌的降解率达到97.9%。扫描电镜结果表明Fe_3O_4/SA联合固定化小球更适合三氟羧草醚降解菌的附着生长。Fe_3O_4/SA联合固定化菌降解三氟羧草醚的最佳环境条件为pH:7~8、温度:30℃。此外,与SA固定化菌相比,Fe_3O_4/SA联合固定化菌具有更强的耐环境因素变化能力,抗重金属离子毒性能力。并且,经多次重复使用后,联合固定化菌仍保持较高的降解率(95%)。最后,实验室规模序批式反应器(SBR)中降解实验表明,Fe_3O_4/SA联合固定化菌能够稳定运行35 d以上,降解率均高于95%,为三氟羧草醚固定化细菌的工程化应用奠定了理论基础。     

微生物复合固定化颗粒特征分析及去除河水氨氮效果的研究

以炉渣和改性玉米芯2种基质作为吸附材料,海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)2种包埋剂为基本骨架,微生物为降解主体,制备得到微生物复合固定化颗粒,并分析了颗粒的物理特征、活性恢复方式、对河水中氨氮和其他氮素的去除效果。结果表明:添加不同吸附基质对固定化颗粒的影响不同;实际河水驯化是有效的活性恢复方式;微生物复合固定化颗粒反应24h后,河水中氨氮降至1mg/L以下,河水中氨氮、亚硝态氮、硝态氮和TN去除率均在90%左右,对河流中氮污染的治理有一定的意义。     

二氧化氯泡沫分离法处理水合肼类废液

采用二氧化氯泡沫分离装置,研究了二氧化氯泡沫分离法对水合肼类废液的处理效果.通过实验重点考察了废水pH值、二氧化氯投加量和反应时间等参数对废水处理效果的影响.在最佳反应条件(即pH值为10,每升废水中二氧化氯的投加量为5 mg/1 000 COD、反应时间为3 h)下进行反应,原废液(COD值为30 000～35 000 mg/L,氨氮总量为2 500～2 700 mg/L)经处理后COD去除率达到99%,氨氮去除率达到96%以上.     

复合酶生物促进剂强化生物处理模拟PVA废水研究

采用连续流活性污泥系统(以下简称系统)处理模拟聚乙烯醇(PVA)废水,对比了投加复合酶生物促进剂的加药系统与对照系统对PVA降解效果的差异,讨论了复合酶生物促进剂强化作用的原因,并通过动力学角度深入分析了PVA降解过程.结果表明,投加复合酶生物促进剂可以有效提高PVA的去除率.加药系统平均PVA去除率为94.4%,平均COD去除率为92.8%,较对照系统分别提高了2.1%和2.6%.模拟PVA废水在系统内的降解过程符合Monod模型,胞外聚合物降解PVA模拟废水遵循一级反应动力学.加药系统PVA半饱和常数和最大比降解速率为112.4 mg/L和0.589 h-1,对照系统PVA半饱和常数和最大比降解速率分别为142.6 mg/L和0.509 h-1.投加复合酶生物促进剂可以减少胞外聚合物糖类含量,强化PVA降解酶等胞外蛋白质的分泌.胞外聚合物构成的改变是复合酶生物促进剂强化生物降解模拟废水中PVA的根本原因.     

固定化嗜麦芽寡养单胞菌的制备及其降解羽毛废弃物的初步研究

以自制壳聚糖小球为载体,采用吸附固定法制备固定化嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia DHHJ),并将其用于羽毛废弃物降解。结果表明,采用3.0%(质量分数)的壳聚糖制成的壳聚糖小球的形态较好,经高压灭菌后弹性增加,呈多孔状,有很强的吸水性,有利于细菌的吸附固定和生长;在细胞稀释液中加入10%(质量分数)的壳聚糖小球,固定时间设为2d时,制得的固定化小球在发酵过程中释放的有效活菌数最多,可达7.0×106 cfu/mL;在连续10次、共计40d的序批发酵降解过程中,固定化菌的羽毛降解率和发酵液中的角蛋白酶酶活均保持在最大值的80%以上。固定化菌的发酵稳定性较强,能在较长时间内稳定、有效地降解羽毛,具有连续发酵潜力;固定化菌发酵降解羽毛的最佳工艺条件为:小球投加量50mg/mL,羽毛投加量25mg/mL,摇床转速130r/min,发酵5d。     

CaF2(Tm3+)/TiO2光催化剂的制备及其对海水养殖废水中氨氮的降解研究

采用溶胶凝胶法制备了CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂,并用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射(XRD)等手段对其晶型、粒径以及形貌进行了表征。对比分析了可见光下纯TiO_2和CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂对模拟海水养殖废水中氨氮的降解情况。结果表明,CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂粒径基本在15～25nm,晶型为锐钛矿型;CaF_2(Tm~(3+))的掺杂提升了TiO_2对可见光的利用率,使光催化效率大幅提升;CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂对海水养殖废水中氨氮的适宜光催化降解条件为CaF_2(Tm~(3+))掺杂比10%(摩尔分数)、CaF_2(Tm~(3+))/TiO_2光催化剂投加量0.6g/L、氨氮初始质量浓度100mg/L、H2O2质量浓度0.3g/L、pH=10.0、反应时间2.0h,在此条件下,氨氮去除率可达近90%;光催化降解氨氮的最终降解产物为N_2,处理比较彻底。     

膜生物反应器—O_3催化氧化—曝气生物滤池处理化工园区综合废水的中试研究

以某化工园区污水处理厂综合废水为对象,采用"膜生物反应器(MBR)—O_3催化氧化—曝气生物滤池(BAF)"组合工艺进行深度处理。结果表明:(1)MBR适宜的DO、混合液悬浮固体质量浓度(MLSS)分别为3、3 000~4 000 mg/L。粉末活性炭(PAC)的投加对COD的去除有明显促进作用,并可提高系统的抗冲击负荷,延缓MBR膜通量的下降速率,减少溶解性微生物产物和胞外聚合物的积累,有效缓解膜污染。(2)采用O_3催化氧化作为BAF的前处理单元,可节约30%(质量分数)的O_3投加量,BAF出水COD和氨氮平均去除率分别提高9.9、5.1百分点。(3)在PAC投加量100mg/L、O_3投加量50mg/L、O_3接触氧化时间2h、BAF水力停留时间6h的条件下,组合工艺出水COD、氨氮、TP平均分别为76.5、3.6、0.4mg/L,达到江苏省《化学工业主要水污染物排放标准》(DB 32/939—2006)一级标准。而且,废水中特征有机污染物得到有效降解,应急毒性有较大程度降低。     

纳米复合脱氮剂/气动超声吹脱高浓度氨氮废水

在自制0.2 t/h气动超声吹脱实验装置中,通过自主研发的纳米复合脱氮剂(CT-601)与气动超声波的耦合作用,在不同氨氮初始浓度、吹脱时间、CT-601投加量、气液比等条件下对高浓度氨氮废水进行研究。结果发现,在常温下p H=11、气液比=900∶1、脱氮剂投加量为0.0848 g/L时,超声吹脱60 min,处理2 000 mg/L的模拟废水时,去除率可达到93%以上,处理浓度为2 156 mg/L的实际废水时,去除率达到90%以上,较普通吹脱法和超声吹脱法分别提高40%和10%。同时还发现,该装置对COD去除率为29.72%,运行成本也只有7.24元/m3。     

零价铁Fenton技术处理含聚乙烯醇的印染退浆废水

采用零价铁Fenton技术处理含聚乙烯醇(PVA)的印染退浆废水。通过单因素实验和正交实验,考察了初始pH、H2O2投加量、铁屑粒径及投加量和反应时间对实验结果的影响。结果表明,初始pH和H2O2投加量对处理效果影响很大。最佳反应条件是初始pH=4.0,H2O2投加量为100mmol/L,铁屑(粒径为1~3mm)投加量为15g/L,反应时间为30min。在该条件下,出水PVA质量浓度为0.9mg/L,PVA去除率为99.9%,COD去除率为23.6%,BOD5/COD由0.12升高至0.34,可生化性明显提高。无论从处理效果考虑还是从成本考虑,零价铁Fenton技术都优于传统Fenton技术。