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。     

新型活性炭固定化产品的制备及其处理焦化废水的特性

为解决优势菌种工程应用,研究不同固定化方法、载体和结构的固定化产品对焦化废水的降解特性。用活性炭粉末吸附菌种后,与聚乙烯醇和海藻酸钠混合制备了新型固定化球;用聚乙烯醇和海藻酸钠包埋吸附菌种的活性炭纤维毡,与立体弹性塑料填料连用,制备出3种不同形状的活性炭纤维膜片固定化产品复合填料。将游离菌和制备的4种活性炭固定化产品投入A/A/O工艺系统平行实验,考察处理焦化废水的效果。结果表明,活性炭纤维膜片固定化产品复合填料对焦化废水的降解能力优于其他固定化产品:缺氧池出水硝酸盐氮和亚硝酸盐氮浓度分别稳定在1.96 mg/L和0.49 mg/L,未产生氮的累积现象,COD去除率可达到60.92%。好氧池COD和氨氮降解效率分别为78.83%和85.52%,苯酚、氰化物降解效率均为97%以上。     

电-Fenton法预处理糖蜜酒精废液厌氧发酵出水

糖蜜酒精废液厌氧发酵出水(以下简称厌氧发酵出水)有机物浓度高、色度大、可生化性差,是一种典型的难降解有机工业废水。为提高废水的可生化性,采用电Fenton工艺预处理糖蜜酒精废液厌氧发酵出水,研究了电Fenton反应中影响因子对废水COD去除速率和BOD5/COD(B/C)值的影响。结果表明,当初始pH调至3,电流密度0.6 m A·cm-2、H_2O_2(w/w,30%)投加量20 m L·L~(-1)、极间距2 cm、反应90 min后,废水COD去除率达75%,B/C由0.113增大为0.479,废水可生化性得到显著改善。同时发现,分步投加H_2O_2效果优于反应初始时刻一次性投加,反应的前30 min内结束投加效果最好。为探索糖蜜酒精废液厌氧发酵出水的高效处理方法提供了有意的参考。     

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.     

利用甘蔗糖厂糖蜜制酒蒸馏废液生产饲料酵母

甘蔗糖厂糖蜜酒精废液颜色深,温度和酸度高,而且有机污染负荷大,COD 为30000～50000mg/1,SS 为2500mg/1～5000mg/1,pH3～4.8,每生产一吨酒精将排出废液耗氧有机物700～900公斤。广西轻工研究所与来宾红河糖厂共同开展糖蜜酒精废液利用的研究,从开辟蛋白饲料及肥料来源入手,摸索出糖蜜制酒废液生产饲料酵母的工艺路线及指标,优选了废液生产酵母的菌种,研制了工艺设备,     

催化臭氧氧化降解糖蜜酒精废水的研究

以SnO2为催化剂,研究糖蜜酒精废水在臭氧条件下的氧化降解反应,为糖蜜酒精废水的治理提供一种新的处理方法.研究表明,SnO2加速了臭氧氧化反应,使糖蜜酒精废水的氧化降解加快.影响糖蜜酒精废水氧化降解的主要因素有臭氧流量、废水的初始pH和催化剂用量等.加大臭氧流量及增加催化剂用量,均有利于糖蜜酒精废水的降解.适宜的反应条件是:糖蜜酒精废水的稀释倍数为10倍,臭氧流量为130 mg/h,催化剂用量为2.500 g/L,废水的初始pH为4.25,温度为30 ℃.在该条件下反应60 min,废水的脱色率为60.2%,COD去除率为44.5%.动力学分析表明,单独臭氧氧化降解糖蜜酒精废水和SnO2催化臭氧氧化降解糖蜜酒精废水均为拟一级反应.     

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。     

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。     

催化氧化糖蜜酒精废液的反应动力学研究

以载铜活性炭为催化剂对糖蜜酒精废液进行催化氧化,并对催化氧化过程进行动力学研究。通过不同温度下的动力学实验数据,计算反应活化能及指前因子,得到催化氧化的反应速率方程及COD浓度随时间变化的动力学方程。结果表明,催化氧化反应速率随温度的升高而加快。     

混合固定化酵母菌对苯并(α)芘污染土壤的修复

将3株酵母菌进行两两混合及3株混合后,采用物理法和化学法对其进行固定化包埋,用于多环芳烃苯并(α)芘污染土壤的修复.实验结果表明,酵母菌经过混合固定化包埋后,通过降解率及降解动力学分析可以得出,其降解效果明显好于游离菌,这是由于酵母菌经过包埋后,载体内部菌密度有效增加的结果.空白对照虽未接菌种,但污染物也有少量的下降,这是由于载体中含有一定量的活性炭,对污染物具有吸附作用,这种吸附作用随着时间的延长而趋于平缓.由实验结果还可以看出,物理法更适合对酵母菌进行混合固定化包埋,但并非混合酵母菌菌株越多,降解效果越好.菌株IM219-220-phy对苯并(α)芘的降解率最高达40.65%,半衰期为5.66 d.     

一株石油降解菌的活性炭纤维固定化研究

以活性炭纤维为固定化载体将一株石油降解菌固定化,对固定化后的与游离的石油降解菌的石油降解性能进行了研究.结果表明,石油降解菌固定化的最佳活性炭纤维用量为6.25 g/L;当石油培养基盐度为0～3.5%、pH为7、石油用量为5 g/L时,当石油培养基盐度为0、pH为4～10、石油用量为5 g/L时,当石油培养基盐度为0、pH为7、石油用量为1～13 g/L时,最佳活性炭纤维用量下的固定化后的石油降解菌对石油的平均去除率分别比游离的石油降解菌高30.2%、25.4%、23.2%;同一批固定化后的石油降解菌在连续4次的重复利用中,石油去除率均维持在69.1%以上.     

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。     

磁性载体固定化机油降解菌FZ5的研究

利用聚乙烯醇-海藻酸钠-磁性竹炭复合制备磁性悬浮小球，该小球的磁矫顽力为28.6 mT，具有较强的磁场，可用于磁场引导分离。利用磁性悬浮小球作为载体对机油降解菌FZ5进行固定化，研究了固定化时间、降解时间、固定化小球投加量、初始pH值和初始机油浓度对机油降油率的影响。结果表明，在固定化挂膜3 d，固定化小球投加量为8％，初始pH值为7，初始机油浓度为400 mg/L，降解培养3 d后对机油的降解率可达91.21％。     

废水营养比对固定化藻菌去除污染物的影响及动力学研究

海藻酸钙作载体的固定化藻菌小球,经壳聚糖覆膜后,用于模拟废水的处理。通过研究废水初始氨氮浓度及碳氮比对固定化藻菌小球处理效果的影响,发现初始氨氮浓度为50 mg/L时,氨氮的去除率达最高值74.4%;碳氮比为35∶1时,COD去除率达最高值77.7%。系统最佳氮磷比与碳氮比分别为5∶1和35∶1。固定化藻菌降解有机物的动力学过程为一级不可逆生化反应过程,其降解速率常数约为0.099 h-1。     

甘蔗糖蜜酒精废液色素特性及脱除的研究

定性地分析了甘蔗糖蜜酒精废液色素的主要成分，并对其颜色特征及稳定性进行了深入的研究，通过对离子交换树脂，吸附树脂和活性炭等的脱色试验比较，筛选出较理想的脱色剂－－粉状活性炭，并得出了相应的脱色工艺参数，脱色率达１００％。     

固定化微生物法处理对氯苯酚废水的研究

采用聚乙烯醇(PVA)-硼酸法制作固定化活性污泥小球,用正交试验确定降解对氯苯酚的固定化活性污泥的最优化条件.从温度、浓度和pH 3方面比较了固定化活性污泥和游离活性污泥对对氯苯酚降解效果的影响.研究表明:固定化活性污泥降解对氯苯酚的最适宜温度为25～35℃,最适pH为6～8;固定化活性污泥对对氯苯酚的降解速度大于游离活性污泥.     

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.     

固定化降解菌Q5去除喹啉的性能研究

为了研究固定化微生物在土壤生物修复中的应用,以实验室筛选出来的高效降解菌 Q5 为生物活性物质,利用生物大分子仿生合成出的纳米多孔氧化硅为载体,通过表面吸附同定化方法将其固定,制备出固定化微生物.考察固定化微牛物初始 pH 值、温度、摇床转速和菌种的接种量对喹啉去除的影响,得到适宜的去除条件,在相同条件下比较固定化微生物与游离菌种对底物的去除情况,研究单一固定化菌种对不同浓度的喹啉的去除情况,考察固定化微生物的稳定性.实验结果表明,菌株 Q5 经固定化后,对喹啉的去除能力大大增强,在 500 mg/L 浓度下,40 h 固定化 Q5 对底物去除率达96.6%,远高于未固定化 Q5 的去除率 56.1%;对于高底物浓度,固定化微生物的去除效果明显,初始底物浓度为1 500 mg/L,反应 70 h 后去除率为 91.6%,且这种固定化微生物的重复使用性能良好.     

糖蜜酒精废液厌氧生物降解生物化学甲烷势分析

在中温条件下,对pH值和营养比例2个影响因素进行了糖蜜酒精废液的BMP分析,探讨酒精废液在厌氧消化过程中产甲烷量、COD浓度的变化情况,以及COD去除率与产气量、pH值之间的关系.研究结果表明,厌氧处理法能够使糖蜜酒精废液的有机负荷大大降低,COD去除率最高可达90.6%.在调节营养比例的条件下,pH=8.5时甲烷菌活性最佳,其中COD:P=300:1的产甲烷量最高.     

催化臭氧氧化降解PCB有机废液及其机理

为了高效、快速治理高浓度难降解PCB(printed circuit board)有机废液,研究了氧化钙非均相催化臭氧氧化降解PCB废液的催化机理和催化性能。采用叔丁醇淬灭自由基实验和水杨酸羟基化实验探究催化机理;通过GC/MS研究了PCB废液中有机物可能降解途径;通过单纯形优化法对实验因素进行优化,并通过XRD和BET探究催化剂的循环稳定性。结果表明:氧化钙非均相催化臭氧氧化过程遵循羟基自由基机理;在pH为12.97、CaO质量为1.0 g、废液深度为11 cm、降解时间为150 min、臭氧用量为120 mg·min~(-1)时,COD去除率可达到90.045%;氧化钙经过5次循环后,废液的COD去除率没有显著降低,从92.78%降低至84.04%。CaO应用于催化臭氧氧化过程处理高浓度且难降解的PCB废液,能维持良好的催化性能和循环稳定性,具有良好的应用前景。