聚乙二醇和海藻酸钠混合固定化硝化细菌研究

采用聚乙二醇(PEG)和海藻酸钠(SA)作为混合固定化载体材料对硝化细菌进行包埋固定化.结果表明,PEG和SA质量分数分别为6％和4％时,其溶液黏稠度、成球效果及机械强度、传质性能等方面都均为最佳.另外,固定化小球扫描电镜显示球体为外密内疏的结构,这满足体内细胞泄漏少、外面细胞难以进入的条件.将所得最佳性能的固定化小球与游离菌体进行模拟废水降解对比试验,经过7d处理后废水中氨氮和亚硝态氮质量浓度都明显下降,且固定化颗粒的降解率要明显高于游离菌株,此时氨氮的去除率为90％,亚硝态氮去除率为80％.     

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。     

3种载体固定化菌藻共生系统脱氮除磷效果的对比

采用3种不同载体（海藻酸钠、聚乙烯醇、复合载体）,分别将小球藻和栅藻与活性污泥固定成菌藻共生系统,制成菌藻凝胶小球,单独菌、单独藻的凝胶小球,用于处理人工污水。结果表明,（1）复合载体固定的菌藻共生系统氮磷去除效果最好,PVA载体的脱氮除磷效果次于复合载体优于海藻酸钠;（2）固定化菌藻共生系统的脱氮除磷效果明显优于单独固定菌和单独固定藻,固定菌的效果较差;（3）3种载体包埋下的固定化小球藻的脱氮除磷效果均较相同载体固定化的栅藻效果好。     

物化-生物组合工艺处理TNT红水

采用酸析+微电解+混凝沉淀+减压蒸馏+固定化微生物滤池+活性焦吸附组合工艺处理兵器八○五厂(襄樊分部)的TNT红水,出水中的硝基化合物浓度多小于0.8 mg/L,且多次未检出;COD最高值为76 mg/L,平均值为51.6 mg/L;色度为20°;苯胺浓度全部小于1 mg/L,达到了中试方案提出的要求,出水水质指标符合《兵器工业水污染物排放标准火炸药》(GB14470.1-2002)的要求.中试期间设备没有发生堵塞、燃烧等事故,减压蒸馏装置正常稳定运行,证实了减压蒸馏法处理TNT红水的安全可靠性.     

利用下水管网系统净化城市污水的中试研究

采用充纯氧及固定化细胞技术在２７５．５ｍ市政下水管网系统中进行了日处理１５００ｍ＾３污水的中试。对单纯充氧、充氧加固定化细胞二种工艺及不同 氧量刊物了比较研究。结果表明，在加固定化细胞条件下，充纯氧（Ｖ（Ｏ２）：Ｖ（Ｈ２Ｏ）＝０．０７８：１）可使流过此段管道的污水的污染物去除６５％以上，基本达到国家污水综合排放二级标准。     

凹凸棒石粘土固定辣根过氧化物酶处理含酚废水

采用凹凸棒石粘土、可溶性淀粉和工业水玻璃作为制备凹凸棒石粘土基颗粒的材料,并将制备的凹凸棒石粘土基颗粒进行改性,得到了改性后的凹凸棒石基多孔材料,并将其作为固定辣根过氧化物酶的载体,再应用于含酚废水的处理研究,取得了良好的效果。实验结果表明,辣根过氧化物酶的最佳固定化条件为:单位酶活载体量1 mg、固定化时间1.5小时、固定pH值5。并且在固定化酶循环使用6次后,苯酚去除率仍能达到62.3%。