凹凸棒土固定化植物酯酶研究

利用改性凹凸棒土为载体固定植物酯酶,对影响固定化效果的因素和固定化酶的酶学性质进行了研究。结果表明,固定化植物酯酶的优化条件为:戊二醛浓度为8%,交联时间1 h,固定温度40℃,加酶量20 m L/g凹凸棒土,p H值7.0,固定化时间5 h,固定化酶的酶活回收率约45%。比较固定化酶与游离酶的酶学性质,固定化酶和游离酶的最适温度分别为20℃和35℃,最适p H值分别为7.5和7,表观米氏常数Km分别为37.3 mmol/L和12.4 mmol/L,固定化酶与底物的亲合力下降,固定化酶的热稳定性、p H稳定性及贮存稳定性都较游离酶有了一定的提高。固定化酯酶对毒死蜱的抑制程度与毒死蜱的浓度对数有良好的线性关系,对毒死蜱的检测下限为11μg/L。     

固定化微生物对低温河水脱氮效果的中试研究

利用微生物净化受污染河水是目前常用的地表水体修复方法,但低温条件下微生物代谢缓慢,酶活性下降,在寒冷季节难以维持对河水的净化效果.本研究采用固定化的方法提高微生物的低温耐受性,通过中试试验考察自然挂膜的固定化微生物、经低温驯化的预挂膜固定化微生物及预挂膜固定化微生物耦合生物促生剂这3种方法对低温河水中COD及氮素类污染物的去除效果.结果表明,在低温条件下3种方法均能有效提升河水的净化效果,静止条件下,河水中COD、NH₄⁺-N、NO₃^--N和TN的去除率由分别由21.3%、37.2%、8.5%和6.9%提升至72.3%~77.9%、48.6%~62.7%、35.3%~42.3%和26.2%~31.9%.COD去除率在2~3 cm·s^-1流速下明显优于静止条件,总氮去除率在2 cm·s^-1流速下最高.自然挂膜和预挂膜微生物对河水中污染的去除无明显差别,添加促生剂对固定化微生物的净化作用没有进一步的提升,但功能菌群的微生物群落结构有所不同.促生剂的添加提高了河水中的微生物活性与群落多样性,但对固定化载体上的微生物无明显影响.固定化载体上的优势菌群均为低温下具有脱氮功能的Proteobacteria.此外,具有低温适应性的脱氮功能菌属Rhodoferax、Pedobacter及Pseudomonas在3组固定化载体上均有较高丰度,而自然挂膜的载体上及其河水中分别对Malikia属及hgcI_clade属具有显著特异性的富集（p<0.05）,这两种菌属均具有低温脱氮功能.     

氧化硫硫杆菌固定化菌球制备及其耦合填料去除H2S

以海藻酸钠(SA)为包埋载体,对氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)进行固定化制备菌球,优化菌球制备条件,在生物滤塔内验证其对H₂S的去除能力.以前期驯化获得的富含硫系恶臭降解微生物菌群的污泥为菌源进行生物滤塔填料筛选,耦合A.thiooxidans菌球和填料进行生物除臭.结果表明,优选的固定化条件为:SA浓度3.0%､吸附剂CNT､A.thiooxidans菌悬液与混合液比例20%､CaCl₂浓度4.0%､改性剂己二胺溶液,获得的菌球机械强度､传质性能､硫氧化能力最好.将A.thiooxidans菌球填装于生物滤塔,H₂S最大去除率和去除能力为70%和1.06g H₂S/m³·h.以混合挂膜方式进行填料挂膜后,在聚氨酯泡沫､活性碳布和陶粒中优选出最佳填料活性碳布,获得H₂S最大去除率和去除能力为88%和0.84g H₂S/m³·h.以混合填装方式将A.thiooxidans菌球与活性碳布填装于生物滤塔,获得H₂S最大去除率和去除能力为86%和1.00g H₂S/m³·h.     

包埋硫铁生物填料的制备及自养反硝化性能

采用包埋固定化技术制备了包埋硫铁生物填料(ESI Filler),基于升流式自养反硝化反应器开展动态实验研究,通过改变水力停留时间(HRT)、pH值、溶解氧(DO)等运行条件,探究ESI Filler反应器的脱氮效果及微生物群落结构组成。结果表明,当进水硝酸盐氮(NO₃^--N)浓度为30mg/L,HRT为10h时,NO₃^--N去除率不断上升至99.80%。当HRT缩短为2.5h时,NO₃^--N去除率降至61.35%。ESI Filler反应器对pH值和DO的改变具有较高的稳定性,NO₃^--N平去除率可维持在82.5%以上。但对低温的耐受性较差,当温度从35℃降低至15℃时,NO₃^--N平均去除率由90.12%降低至68.80%。运行164d后,球体未出现破裂散落的现象,表现出较长的使用寿命。通过扫描电镜发现,填料表面疏松多孔,附着大量杆状细菌,已成为微生物的良好载体。高通量测序结果表明,包埋颗粒中优势菌属为典型的自养反硝化功能菌Thiobacillus,丰度为80.79%。     

多种复合材料固定化反应器的对比研究

选用活性炭、海砺壳2种材料作为固定化载体,对改良型UASB系统去除COD的性能进行研究,结果表明选择既高柱又循环且增加载体填充体积的系统,可有效去除高浓度有机废水的COD,但当填充载体过高时,循环系统难以实现,并存在憋气的可能。     

固定化白地霉处理高硬度及高矿化度岩溶水的研究

为了使白地霉固定化小球处理太原市地下岩溶水达到最佳絮凝效果,分别研究了白地霉菌体的最佳扩大培养条件.同时,分别选用海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)及聚乙烯醇-海藻酸钠-明胶(PVA-SA-明胶)作为固定化剂,固定化白地霉菌体,进行絮凝性能分析.最后,确定了固定化小球处理岩溶水的最佳搅拌时间及投加量,并与六水合氯化铝、自制三元复合吸附剂及壳聚糖的5%冰醋酸溶液的絮凝效果进行了比较.结果表明,将白地霉种子培养基按3%的接种量接入白地霉扩大培养基3中进行扩大培养,可在第2d获取活性较好的大量白地霉菌体进行固定化.处理岩溶水时应选用PVA-SA-明胶固定化的白地霉小球,并在其投加量为4g·L-1、搅拌时间为60min时,对岩溶水矿化度、硬度的最大絮凝率分别为96.88%、50.00%.经与化学混凝剂絮凝性能对比发现,微生物絮凝剂具有操作简便、无二次污染、絮凝效果较好的优点.     

环氧化PVA载体固定漆酶的最佳工艺条件研究

在T=35℃,HAc-NaAc缓冲溶液pH为4的条件下,用环氧化PVA载体对漆酶进行固定化,固定后酶活为游离酶活的95%。用该固定化漆酶处理制浆造纸废水,反复使用6次后,酶活仍保持为初始酶活的45%,且每次COD去除率在40%以上,处理后的废水BOD增大了50%,废水可生化性得到很大提高。     

零价铁和碱激发矿渣稳定/固定化处理铬渣研究

采用零价铁和碱激发矿渣对铬渣进行稳定/固定化处理,考察了处理后固化体的毒性浸出水平,矿物组成及Cr形态分布变化情况,并对铬渣的处置和利用的有效性进行评价.结果表明,还原固定化处理后的样品硫酸硝酸法浸出毒性可满足作为砖或砌块使用的标准,抗压强度均高于15 MPa,其中Cr主要以Fe/Mn氧化物结合态存在,可被用于采石场修复、封闭泻湖以及作为路基材料等一些特殊用途.     

固定化小球藻对海水养殖废水氮磷的处理

本研究利用海藻酸钠（SA）作为载体、以氯化钙（CaCl₂）为交联剂,探究小球藻最佳固定化条件及其对海水养殖废水氨氮和磷酸盐的处理效果.通过对比不同浓度SA和CaCl₂对小球藻生长的影响及不同固定化条件的藻球对氨氮、磷酸盐处理效果,确定最佳固定化条件为2.0% SA和2.0% CaCl₂.对比固定化藻球和悬浮小球藻对模拟海水养殖废水氨氮、磷酸盐去除效果,结果表明固定化藻球比悬浮藻液对氮、磷处理效果更好.其中低接种率（1：10）固定化藻球的最大氨氮、磷酸盐去除率分别为63.26%和62.76%.固定化小球藻浓度越高,其净化能力越强,高接种率（1：1）固定化藻球的最大氨氮、磷酸盐去除率分别是85.16%和75.94%.连续流运行下固定化藻球对海水养殖废水氨氮、磷酸盐的平均去除率分别为84.49%和72.17%.小球藻固定化态保留并延长了悬浮态生长活性,提高了对海水养殖废水脱氮除磷效果.     

壳聚糖-海藻酸钠固定化菌小球处理猪场沼液

采用包埋法,以海藻酸钠-壳聚糖为载体、自行筛选的高效脱氨氮菌为目标菌制备固定化菌小球,用于去除猪场沼液中的氨氮.优化了固定化小球的制备条件,考察了废水处理条件对氨氮去除效果的影响.结果表明,固定化菌小球的最佳制备条件为：壳聚糖投加量20g/L、海藻酸钠投加量10g/L、目标菌种包埋量2：5（V/V）.处理含氨氮废水时,在不调节废水pH值的条件下,当固定化菌小球投加量为15g/L、反应时间为4h时,氨氮的去除率为93.9%,其中吸附作用对氨氮的去除率为64.3%,微生物作用对氨氮的去除率为29.6%.扫描电镜表征结果表明,处理废水后,固定化菌小球外部及内部微生物数量明显增多.动力学与等温线拟合结果显示,固定化菌小球对废水中氨氮的去除过程符合准二级反应动力学方程（R²=0.9252）和Langmuir等温线方程（R²=0.9578）.