具有铁氧化功能的硝基苯降解菌的筛选及特性

采用硝基苯（NB）模拟废水对生物海绵铁体系进行驯化,筛选出一株具有铁氧化功能的高效硝基苯降解菌Y-9.经鉴定,菌株Y-9为节杆菌属（Arthrobacter sp.）.通过平行对比实验,考察了菌株Y-9适宜的生长条件,研究了菌株Y-9介入下的海绵铁体系对NB的强化降解效果及降解机理.结果表明,菌株Y-9在硝基苯初始含量为200mg/L的条件下生长良好,且适宜的温度为25~40℃,适宜的pH值为6~8.此外,菌株Y-9作用下的海绵铁体系较单纯海绵铁体系及介入普通活性污泥的海绵铁体系对硝基苯的降解率分别提高88.6%和32.2%.生物海绵铁体系中Fe²⁺、H₂O₂、·OH含量明显高于海绵铁体系,尤其是铁细菌Y-9作用下的生物海绵铁体系,Fe²⁺、H₂O₂、·OH含量最高,为体系发生较强类Fenton效应提供了条件.通过对降解产物的定量分析发现,菌株Y-9降解硝基苯的途径遵循部分还原途径.本研究初步揭示了生物海绵铁体系类Fenton效应机理,为经济有效地处理硝基苯废水提供了新思路.     

1株具有铁氧化功能的苯胺降解菌的降解特性

使用模拟苯胺废水驯化以海绵铁为载体的SBBR反应器,从中分离出1株高效苯胺降解菌ZL-1,该降解菌具有铁氧化功能。经16S rDNA鉴定,菌株ZL-1为1种克雷伯氏杆菌(Klebsiella sp.)。通过平行对比实验,考察了菌株ZL-1适宜的生长条件,研究了菌株ZL-1介入下的生物海绵铁体系对苯胺的降解效果。结果表明,菌株ZL-1适宜的pH为4～9,温度为20～35℃,苯胺初始浓度为1 000 mg/L时,降解速率最快。此外,菌株ZL-1作用下的生物海绵铁体系,较单独海绵铁和单独ZL-1菌液体系对苯胺的降解率叠加之和高出10.1%。介入菌株ZL-1的海绵铁体系较介入非铁细菌PF-1的海绵铁体系,铁溶出量高出41.7%。生物海绵铁体系中生物腐蚀与电化学腐蚀共同促进了海绵铁的溶出,尤其是铁细菌作用下的生物海绵铁体系,腐蚀效果更为突出。该体系中存在大量的Fe~(2+),形成了类Fenton反应,提高了苯胺的降解效果。该研究为经济高效降解苯胺废水提供了新思路。     

生物海绵铁体系降解硝基苯的特性及机理初探

采用硝基苯（NB）模拟废水对生物海绵铁体系进行驯化,考察了NB初始浓度、海绵铁投加量、初始pH值、温度等因素对生物海绵铁体系降解NB的影响,初步探讨了生物海绵铁体系高效降解NB的机理.结果表明：生物海绵铁体系较普通活性污泥系统对NB适应性及氧化作用更强,驯化至第28d对300mg/L NB废水去除率稳定在98%以上,驯化周期比普通活性污泥体系缩短28d;海绵铁的加入大大促进了微生物对NB的降解,NB初始浓度及pH值对生物海绵铁体系降解速率影响较大,该体系适宜的温度范围较广,10~40℃均能高效降解NB,生物海绵铁体系对NB的降解符合零级反应动力学规律;生物海绵铁体系中活性氧化物（ROS）含量明显高于海绵铁体系及污泥体系,尤其是介入铁泥的生物海绵铁体系ROS含量更高,为体系发生较强类Fenton效应提供了条件.在实验确定的最佳工况下,经NB驯化的铁泥与海绵铁形成的生物海绵铁体系,NB降解速率为31.49min^-1,6hNB降解率及TOC去除率分别高达92.0%和63.1%,较单独海绵铁体系与单独铁泥体系降解率的叠加值分别高出22.3%和11.4%.本研究为经济有效地处理NB废水提供了新思路.     

海绵铁复合填料强化SBR工艺处理城镇污水研究

以城镇污水为处理对象,通过固定化生物铁填料法对SBR工艺的强化对比试验,考察了海绵铁复合填料应用于污水处理脱氮除磷的优越性。结果表明,装填有海绵铁复合载体填料的微生物固定化体系对污水的处理效果好于普通的SBR反应器:COD和氨氮的平均去除率提高了4%~6%;出水TN浓度值降低了10~20mg/L,且系统稳定效果更好;除磷效率高达92.7%,相比提高了70%以上。同时还设计了海绵铁投加量单因素影响试验对该工艺进行了优化,结果表明:当海绵铁的投加量为120 g/L时,此生物固定化体系对城镇污水的处理效果最佳。     

生物海绵铁体系好氧反硝化菌株筛选及其脱氮影响因素分析

采用氨氮模拟废水对生物海绵铁体系进行驯化,筛选出一株具有好氧反硝化功能的铁细菌,并对菌株生理生化及反硝化特性进行研究。经BTB培养基、Winogradsky铁细菌固体培养基初筛,结合反硝化性能测定,对菌株进行分离筛选。经形态观察、生理生化鉴定和16S r DNA序列分析,对菌株进行鉴定。研究碳源、海绵铁加量、pH值、温度及C/N对其生长量、反硝化性能的影响。筛选得到一株具有好氧反硝化功能的铁细菌H5,经鉴定为反硝化无色杆菌属(Achromobacter denitrificans sp.)。反硝化特性试验结果表明:该菌最佳碳源、海绵铁投加量、温度、pH值和C/N分别为酒石酸钾钠、1 mg/L、30℃、7、17∶1。该菌在生物脱氮方面具有明显优势。     

污泥浓度对生物海绵铁体系中Fe~0的腐蚀影响研究

通过单因素实验,研究了不同活性污泥浓度对海绵铁体系中铁离子浓度变化的影响。结果表明:随着反应的进行,反应器泥水混合液中Fe(Ⅱ)和TFe浓度在不断升高,与活性污泥浓度成正相关性;pH值也呈现升高趋势,活性污泥浓度越高,pH值变化的越小;试验还发现海绵铁释铁过程包括生物腐蚀和化学腐蚀,生物腐蚀的影响要远远大于化学腐蚀。     

改性海绵铁深度除磷及其再生磷回收方法

为了从污染水体中去除磷并有效回收磷资源,本文研究了海绵铁改性前后吸附除磷特性,并构建海绵铁除磷渗滤床,考察了其连续流除磷特性及再生活化方法,并探究再生废液中磷回收生成鸟粪石的工艺条件.结果表明:硫酸改性后的海绵铁对磷的最大理论吸附容量从改性前4.17 mg·g~(-1)提升至18.18 mg·g~(-1).吸附饱和的改性海绵铁,采用1 mol·L~(-1)氢氧化钠解吸和6%硫酸再活化后,能够达到98%的活化率.海绵铁除磷渗滤床在长达约200 d的连续流运行实验中表现出良好的除磷能力,在进水TP=10 mg·L~(-1),HRT=1 h条件下,磷综合去除率达30%～89%,累积单位容积磷吸附量达到6.95 kg·m~(-3).海绵铁碱再生后的废液可以用于回收鸟粪石,其最佳生成条件为:pH=10,n(Mg~(2+))∶n(PO_4~(3-))∶n(NH~+_4)=1.3∶1∶1.1.在最优条件下,磷回收率可以达到97.8%.本研究提供的方法对于污染水体中磷营养元素的去除及回收利用具有理论与实践意义.     

新型水处理材料海绵铁在废水处理中的应用研究

作为一种新型多功能水处理材料,海绵铁具有优越的物理化学性能。通过吸附、微电解、絮凝沉淀、直接还原和间接氧化等作用,海绵铁在水体去污的过程中显现了较强的处理能力。在总结海绵铁去除水中难降解有机物和重金属离子等污染物的研究现状的基础上,提出海绵铁在应用中存在的问题及改进方向。海绵铁与微生物在降解水体污染物的过程中存在互促作用,因而生物海绵铁体系有更强的处理能力,将成为海绵铁材料用于水处理的开发研究新方向。     

折板波形流人工填料污水处理方法的实验研究

污水的土地处理是不同于活性污泥法的一种新型且高效的处理方法,利用土壤-微生物-植物系统的作用实现污水的无害化和资源化[1],该实验模拟了土地处理系统,研究了在固定化微生物的吸附分解作用下、在投加海绵铁填料和在不同的水力负荷(分别是5 cm/d、8 cm/d、12 cm/d)情况下,折板波形流反应器对生活污水的处理效果....     

铁离子与其他金属离子间共效应对生化反应处理效果的影响研究

采用海绵铁填充的SBR反应器,以模拟生活污水为处理对象,通过实验研究外加Mg2＋、Mn2＋、Cu2＋、Zn2＋和Al3＋等金属离子对生物海绵铁体系去除污水中COD、NH3－N、TP等效果的影响。结果表明,低浓度的Mg2＋、Al3＋对生物海绵铁体系对COD、NH3－N、TP的去除效率一直保持在一个稳定的、较良好的水平;Zn2＋对体系去除NH3－N及低浓度的Mn2＋对体系对TP的去除都存在时间－浓度累积效应;Cu2＋对生物海绵铁体系对COD、NH3－N特别是对TP的去除有很强的抑制作用。