膜生物反应器中小球藻生物膜生长与代谢的光调控特性

为改善微藻细胞固定化培养过程中的光传递与气体传质性能,设计一种具有气液分离特性的膜式光生物反应器系统,并开展光照强度影响下小球藻细胞生物膜成膜及代谢特性研究。通过检测反应器中小球藻生物膜细胞的生物量、细胞组成、叶绿素以及油脂组分,分析光照条件对小球藻生物膜的形成、生长及油脂合成等调控特性。研究发现:高光强胁迫正调控胞内油脂积累,在光照强度为230μmol·(m~2·s)~(-1)条件下小球藻生物量产率和油脂产率最高,分别为5.50 g·(m~2·d)~(-1)和1.71 g·(m~2·d)~(-1);细胞内叶绿素a和b及淀粉含量随光照强度增加呈先增加后减少的趋势,但类胡萝卜素和蛋白质的含量变化较小;在小球藻的油脂组成中,在光照强度为46μmol·(m~2·s)~(-1)时,得到最大的C16~C18碳链脂肪酸含量及不饱和脂肪酸含量,而除C16~C18碳链脂肪酸外的其他脂肪酸组分则随光照强度的增加逐渐增加。     

光照条件对跑道池光生物反应器内蛋白核小球藻生长特性的影响

本文采用多孔曝气管的曝气方式,以蠕动泵为藻液循环的动力,研究了气体流量、光照强度、光照周期等因素对跑道池光生物反应器内蛋白核小球藻生长与代谢特性的影响,并利用傅里叶红外光谱半定量法对不同光照条件下藻细胞内蛋白质、油脂以及多糖含量变化进行了分析。研究结果表明,适当的气体流量、光照强度和光照周期有利于跑道池内蛋白核小球藻细胞的生长和代谢。在本实验条件下,在最佳气体流量2 000 m L/min条件下,光照强度为3 500μW/cm2,光照周期为16∶8时最有利于蛋白核小球藻的生长;光照强度为2 000μW/cm2和光照周期为16∶8的条件均有利于藻细胞内油脂的积累。     

膜生物反应器中生物膜的生长特性

实验采用经甲苯培养驯化而成的单一假单胞菌菌种,通过分析平板式生物膜反应器内,不同阶段假单胞细菌生物膜干重、厚度、活性生物量和生物种群分布的变化,研究生物膜特性与降解效率之间的关系。实验结果表明,在挂膜初期生物膜迅速生长,生物量以及生物膜干重增长很快,有利于甲苯及营养物质的传输,降解效率也快速提升。随着生物膜的生长,生物量及干重也逐步增加,厚度逐渐增加使传质阻力不断增大,生物膜上层微生物的有机底物供应不足,使生物膜上层结构稀疏,最终维持一个甲苯的总传输量与生化降解量的平衡,生物量的生长与衰亡也达到动态平衡,形成了一个较高且稳定的降解效率。     

超声前处理强化活性炭吸附活性艳红X-3B染料废水

探究了超声前处理活性艳红X-3B染料废水强化活性炭吸附降解性能及不同超声参数的影响规律,包括超声功率和超声时间。研究结果表明,超声前处理活性艳红X-3B染料废水可通过空化效应使有机大分子裂解为小分子易于被活性炭吸附,同时可强化其到活性炭微孔中传输,提高了活性炭吸附降解性能,最佳超声功率为320 W。浓度越高,所需超声时间越长,当超声达到一定时间后,继续超声不会影响染料分子的吸附。超声前处理虽然不会改变吸附平衡时间,但可有效增加活性炭处理活性艳红X-3B染料废水的饱和吸附量。     

滴滤塔气液流动与微生物膜分布的相互影响

生物膜滴滤塔性能受多孔填料、生物膜和气液两相流体流动特性的共同影响,传质过程复杂,流体流动强烈地影响生物滴滤塔生物膜的形成和分布,同时生物膜在滴滤塔中的分布反过来影响填料层内气液两相流体流动。实验研究了生物滴滤塔挂膜前后填料层的孔隙率和不同气、液流量下压强降的变化,结果表明:滴滤塔内生物膜分布不均匀,填料层孔隙率随填料层高度增加而增加,填料层中下部,孔隙率低,生物量最大,填料层顶部,孔隙率与挂膜前相等,无生物膜生长;挂膜前气体流量对填料层压强降影响较液体流量影响大,挂膜后液体流量对填料层压强降影响较气体流量影响大;同时微生物挂膜成功后填料层气体压强降远大于挂膜前压强降。     

膜生物反应器处理甲苯废气的挂膜实验

采用假单胞菌在硅橡胶复合膜生物反应器上进行甲苯废气降解的挂膜启动实验,研究膜生物反应器挂膜启动特性,对挂膜启动过程中循环液吸光度、压力损失、甲苯降解效率和生物膜干重的变化进行考察,并观察挂膜稳定后的生物膜形态.结果表明:挂膜过程主要由生物膜成膜期(0~5 d)、生长期(6~10 d)、稳定期(11~14 d)3个阶段组成.循环液吸光度、反应器内液相压力损失、甲苯降解效率和生物膜干重等参数在成膜期都快速增加;进入膜生长期,循环液吸光度略微下降,而生物膜干重、压力损失和甲苯降解效率都继续增大;在稳定期各参数均趋于相对稳定,稳定后循环液吸光度维持在0.75左右,液相压力损失达到了180 Pa,甲苯降解效率维持在78%以上,生物膜干重为2.25 mg/cm2.试验表明,对循环液吸光度、液相压力损失、甲苯降解效率和生物膜干重等参数的综合分析,可作为膜生物反应器挂膜启动进程的判据.图9参15     

燃煤工业锅炉污染物协同治理与超低排放技术研究

工业锅炉不同于电站锅炉,其规模小、负荷波动较大,且大多燃用未经洗选加工的原煤,故燃煤工业锅炉的污染物治理不能简单沿用当前电站锅炉的治理模式。基于燃煤工业锅炉污染物排放和治理现状,结合国家和地区大气污染物排放标准和企业发展方向,从工艺技术路线、关键技术装备、智能监控等方面进行研究,因地制宜进行污染物的协同治理和高效脱除并实现超低排放。     

产氢光合细菌的分离鉴定及高产氢菌株的筛选

利用特殊培养基从光照充裕、有机质含量高的污水沟、稻田淤泥中富集培养得到光合细菌优势菌种,采用梯度稀释法,通过双层固体平板进行分离和纯化,得到4株具有产氢性能的光合细菌菌株,按照<伯杰细菌鉴定手册>(第8版)关于光合细菌分类的方法进行生理生化特征鉴定,进行了16S rDNA的基因序列分析,并与NCBI上标准菌株基因序列进行比对,确定CQU-z、GLS-Z、CQK-Z、CJK-C的16S rDNA碱基长度分别为1 368 bp、1 453 bp、1 369 bp、1 432 bp,结果表明,这4株光合细菌菌株分别属于Rhodopseudomonas palustris和R.gelatinosa.同时通过光生物反应器进行产氢性能研究,表明光照条件为590 nm、6 000 lx时,菌种CQK-Z在连续62 h培养中总产氢量最高,为12.04mmol,相应的光化学效率和最大产氢速率分别为33.45%、1.84mmol L-1h-1.     

生物滴滤床废气净化技术及应用

生物滴滤床是一种高效的废气净化装置 ,但其运行受诸多因素影响 ,采用传统的传质理论和传统的生物膜理论进行描述 ,难以取得满意结果 ,因此应从多方面来理解生物滴滤床的设计和运行 ,以开发高效的反应器和合理的运行处理系统。在分析中 ,综述了生物滴滤床净化有机废气的原理及运行中的多种影响因素 ,阐述了生物滴滤床的研究现状及相关应用。     

公路隧道空气净化的实验研究

随着交通事业的发展,公路隧道,特别是长大隧道,在整个线路中所占的比重越来越大。由于隧道是个相对闭塞的空间,污染空气不易扩散,致使隧道空气中污染物质的浓度不断增加。目前,国内外普遍采用通风换气法来稀释、控制隧道空气中污染物的浓度,使其达到环保要求。对长大隧道,有时不得不增大隧道断面或设置通风竖井,以满足通风要求。这必然导致增大初期投资和运行费用。因此,国际上正在探索新的技术途径来治理公路长隧道空气污染问题。笔者用脉冲电晕放电技术对公路隧道中的污染空气进行了净化实验研究。实验取得满意效果,除尘效率达９０％ 以上,ＣＯ氧化脱除率可达７０％ 。该技术为解决公路长隧道污染空气的就地净化问题提供了一条新的途径。