一种负载型生物载体的制备及性能研究

为强化载体表面生物膜的活性,研究以水性聚氨酯(waterborne polyurethane)为介质制备负载电气石的聚氨酯(tourmaline on polyurethane,TPU)载体.用扫描电镜(SEM)和持水倍率表征载体的物理性能,并且考察TPU载体对挂膜量及硝化能力的影响.结果表明,水溶性聚氨酯浓度能够影响TPU载体对电气石的负载量,导入电气石可以优化TPU载体上极性基团的数量以及环境pH值,亚硝酸菌和硝酸菌在TPU载体上的不可逆附着量分别提高了74.82%和71.89%.与未投载体相比,NH4+-N和NO2--N的去除率分别提高了8.12%和9.08%,表明优化的TPU载体能促进硝化作用.     

固定化Lysinibacilluscresolivorans的PVA-SA-PHB-AC复合载体制备及间甲酚的降解

针对生物降解过程容易受到外界不利环境影响及低浓度下动力学效率不高的问题,制备了具有吸附功能的微生物固定化载体并研究了对间甲酚的降解.在聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)固定化载体中加入海藻酸钠(sodium alginate,SA)、聚羟基丁酸酯(poly-3-hydroxybutyrate,PHB)和粉末活性炭(activated carbon,AC),采用循环冷冻-解冻结合硼酸法制备了具吸附功能的PVA-SA-PHB-AC复合载体,并用其包埋固定化1株间甲酚优势降解菌Lysinibacillus cresolivorans,考察了载体微观结构、稳定性及扩散性对固定化微生物降解间甲酚的影响.结果表明,PVA-SA-PHB-AC载体比表面积和平均孔径分别为15.30m2.g-1和33.68 nm,对间甲酚的吸附容量和扩散系数分别为3.86 mg.g-1和5.62×10-8m2.min-1,可稳定使用60 d以上;固定化L.cresolivorans的间甲酚去除为吸附-降解的耦合,去除速率由载体传质速率与微生物降解速率共同决定,间甲酚浓度低于350 mg.L-1时,载体传质速率小于微生物降解速率,间甲酚去除速率由传质速率决定,浓度高于380 mg.L-1时相反;添加了吸附剂的载体扩散系数会减小,但能耐受更高的底物浓度,且在更宽的浓度范围可以实现高效的降解作用.间甲酚的降解规律及其差异性显示出经吸附功能改性的载体因传质作用的加强而实现反应动力学的提高,并且存在一个合理的浓度区间.     

生物炭强化模拟废水中高浓度苯酚的微生物降解

采用花生壳生物质废物分别在350、550和750℃条件下限氧热解制备生物炭,之后加入到苯酚污染模拟废水中,验证其强化苯酚微生物降解的效果.结果表明,未加生物炭的系统中,苯酚浓度过低(≤110 mg·L~(-1))不能使菌体达到最大浓度,苯酚浓度过高(≥420 mg·L~(-1))则会抑制菌体生长,降解率仅为43.2%,且停滞期长.添加生物炭后,苯酚去除率大幅度提高,在6～16 h时微生物进入对数生长期,苯酚浓度快速降低.2、4和6 g·L~(-1)的生物炭添加量均可使苯酚在16 h内被完全去除,高添加量的生物炭能吸附39.3%的苯酚,降低其对微生物的毒性抑制.550℃热解温度制备的生物炭取得了最好的强化效果,其pH缓冲作用可中和苯酚降解产生的酸性物质,而750℃热解温度制备的生物炭由于pH过高而使菌体难以存活.生物炭在相对低苯酚浓度下(600、800 mg·L~(-1))可显著提高其去除率,分别从29.6%、24.5%升至46.9%、36.9%.而对于初始苯酚浓度高达1000 mg·L~(-1)以上的系统,则需要海藻酸钙凝胶固定菌体到生物炭才能获得较高的降解率.     

基于新型载体AMC/UASB-SCMBBR生物工艺处理印染废水的中试研究

针对泉州某印染厂实际废水(COD 800～1800 mg·L~(-1),NH~+_4-N 20～50 mg·L~(-1),pH=8～14),以两种新型载体分别作为厌氧与好氧单元中微生物固定化载体,考察了中试规模上流式厌氧污泥床反应器(UASB)与柔性悬浮载体移动床生物膜反应器(SCMBBR)组合工艺对该废水的处理效果.4个月的连续试验结果表明:①经过30 d前期调试运行该工艺系统成功启动,处理量为1.5～2.2 m~3·d~(-1)时,AMC/UASB和SCMBBR反应器对COD的去除率分别达到22%和50%,AMC/UASB反应器出现明显的产气现象,SCMBBR中载体挂膜状况良好;②启动完成后经过90 d的连续运行,当AMC/UASB和SCMBBR反应器水力停留时间分别为10.7 h和8.8 h,废水处理量为5 m~3·d~(-1)时,稳定运行阶段整个工艺废水COD去除率达到78%,出水氨氮平均浓度为3.4 mg·L~(-1);此外,整体工艺色度去除率达到65%,其中,厌氧段色度去除率达到50%左右;③通过分析计算,整个系统污泥减量达到67.7%～76.6%,该生物组合工艺具有明显的污泥减量效果.     

半焦用于选择性催化还原脱硝的研究进展

综述了活性半焦用于选择性催化还原脱硝技术中的研究现状,介绍了半焦自身的催化机制和半焦活性的影响因素,阐述了半焦的活化方法以及作为载体负载金属催化剂的种类和研究进展,讨论了活性半焦基催化剂在抗水中毒和抗硫中毒方面的研究情况,展望了活性半焦作为新型载体材料在低温选择性催化还原脱硝中的应用前景。     

低温NH_3-SCR脱硝催化剂的研究现状与进展

高效催化剂的研制与开发是低温氨气选择性催化还原(NH_3-SCR)脱硝技术的核心。从活性组分(单一氧化物型、复合氧化物型)和载体(金属氧化物、碳基材料、分子筛)两方面详细介绍了低温NH_3-SCR催化剂,总结了其研究现状,并讨论了其抗水、抗硫性能及失活原因。指出在保证催化剂具有较高活性的同时提高其抗水、抗硫性能,是低温NH_3-SCR催化剂未来研究的重点。     

PVA/ZnONPs活细胞固定化载体的构建及喹啉生物降解特性试验研究

利用ZnO纳米颗粒(ZnONPs)修饰聚乙烯醇(PVA)制备活细胞固定化载体,并将喹啉降解菌Ochrobactrum sp.LC-1固定。X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分析结果表明,ZnONPs均匀地分布在PVA内部孔隙表面,强化了对细菌及喹啉的吸附效果,且载体内部有大量孔隙支持细菌生长。喹啉生物降解结果表明,固定化细胞喹啉氧化还原酶(Qor)活性是游离细胞的1.7倍,喹啉降解能力大大增强。固定化细胞经驯化后,在喹啉起始质量浓度500 mg/L的条件下,10 h后,固定化细胞喹啉降解率为99.8%,远高于游离细胞的43.2%。当喹啉质量浓度为600~800 mg/L时,固定化细胞对喹啉的降解率可稳定在95%以上,固定化细胞重复利用30次后,喹啉降解率仍维持在94.9%以上,表现出良好的机械耐受强度,可应用于实际生产。     

不同pH值条件下悬浮载体SBR反应器处理污染河水的试验

研究了不同pH值条件下悬浮载体SBR反应器处理污染河水的脱氮性能和微生物活性。结果表明,初始pH为7.0时,悬浮载体SBR反应器处理污染河水的脱氮性能最好,NH4^＋-N和TN去除率分别为100%和36.6%。在初始pH 7.0时,悬浮相和附着相污泥亚硝化活性均达到最高,分别为6.81 mgNH4＋/（gMLVSS.h）和5.42 mgNH4^＋/（gMLVSS.h） 悬浮相污泥在pH 9.0时硝化性能最好,达到2.31 mgNO2^-/（gMLVSS.h）,而附着相污泥在pH 8.0时硝化性能达到最佳状态,为1.03 mgNO2^-/（gMLVSS.h） 在pH 8.0时,悬浮相和附着相污泥反硝化活性最强,分别到达13.98mg NO3^-/（gMLVSS.h）和12.72 mgNO3^-/（gMLVSS.h）。     

生物炭载体的表面特征和挂膜性能研究

以花生壳为原料,于300~700℃下热解制备生物炭以作为生物膜载体,对其进行了理化性质表征和挂膜试验.结果表明:较高的热解温度(700℃)能促进生物炭载体孔隙结构发展,生物炭表面ζ电位上升,亲水性增加,从而有利于污水微生物的附着和生长. 挂膜期间,生物炭载体单位挂膜量分别高出陶粒44%~84%,高温(700℃)生物炭载体生物膜对NH4+-N的去除率高出陶粒1%~3%,而中低温(300、500℃)生物炭载体生物膜对NH4+-N的去除率较陶粒低5%~10%,显示生物炭表面理化性质可能对附着的生物膜微生物种类和活性产生影响.     

硝化菌载体低温处理生活污水中试

为了考察硝化菌包埋载体低温条件下处理城镇生活污水的技术可行性和可靠性并获得工程应用的参数,以A/O工艺中试系统为试验平台,重点研究了硝化菌包埋载体A/O生化系统低温条件下的启动条件和处理效果。结果表明:在低温条件下(13~15℃),接种普通好氧活性污泥,以已活化的硝化菌载体为核心的处理系统活化启动时间约10 d,不超过15 d;包埋硝化菌载体系统在适宜污泥浓度条件(3 000~3 500 mg/L)、投加率12%的情况下处理城镇生活污水,稳定运行阶段和负荷提高阶段(提高至设计负荷1.44倍)可使出水氨氮平均达1mg/L左右,去除率达99%以上,处理效果远远超出同条件下A/O系统。