硫酸盐生物还原过程中涉硫组分代谢特性

通过硫酸盐生化代谢过程中涉硫组分(SO_4~(2-)、SO_3~(2-)、H_2S、S~(2-)、S_2O_3~(2-)、微生物含硫)等代谢特性模式研究,揭示了代谢过程中的主要限速步骤及过程代谢产物演替规律。SRB还原过程中限速步骤主要为亚硫酸根转化为硫化氢的过程,利用氮气吹脱硫化氢后,反应终点时各涉硫组分占总硫的51.38%,硫离子的量增加了2.09倍,硫酸根的去除率从83.5%提高到91.24%,亚硫酸根浓度呈现出降低的趋势;pH明显上升,并最终达到8.31,而无吹脱硫化氢的反应器最终pH为6.87。反应器中脱硫弧菌为优势菌,硫化氢被吹脱后,微生物在目、科、属水平上优势菌得到提高,硫化氢的存在抑制了优势菌的增殖。     

基于硫酸盐还原菌的气提内循环反应器处理酸性矿山废水

针对硫酸盐还原菌(SRB)处理酸性矿山废水(AMD)易受酸、重金属、代谢产物硫离子等多重毒性抑制的问题,采用气提内循环反应器对AMD进行处理,研究了反应器内涉硫组分的演变、产碱效率、微生物群落结构、重金属的去除效果。结果表明:气体内循环反应器可有效解除多重毒性抑制,体系中硫酸盐去除率由36.5%提升至91.24%;且其产碱效率提升了3倍,明显优于传统反应器,脱硫弧菌属的相对丰度也由48%提升至73%;硫化氢与重金属反应得到金属硫化物纯度可达98.12%,出水中Cu~(2+)和Zn~(2+)浓度分别为0和2 mg·L~(-1),可达到《污水综合排放标准》二级标准。以上结果可为SRB生物技术处理AMD的高效控制提供参考。     

利用制糖副产物土壤化赤泥的效果

赤泥因具有碱性高、孔隙率低、团聚性差和养分缺乏等问题,同时因其生产性状差,堆场植被复垦难以实现;而且在堆存过程中,重金属元素具有潜在的长期浸出性,存在污染环境的风险。利用富含多种有机成分且蓬松度好的制糖副产物酒精废醪液、蔗渣对赤泥进行改性,可实现土壤化及植被复垦。结果表明,添加制糖副产物对赤泥理化性质及所含重金属迁移性具有显著影响,蔗渣能使孔隙度得到改善,酒精废醪液与赤泥比值(mL:g)3时,赤泥的pH可降至8以下,配合添加酒精废醪液和蔗渣可使赤泥的有机质含量从(19.8±1.2)g·kg~(-1)增加到200g·kg~(-1)左右,经土柱模拟实验发现添加剂可使赤泥所含重金属的生物有效性增强。     

不同EPS组成生物膜对Cu2+吸附的研究

采用自行设计的反应器,通过调节培养液的配比对载体进行挂膜,得到蛋白质和多糖含量比分别为7:1、5:1和10:1的3种生物膜作为吸附剂,用其对Cu2+进行吸附试验,同时对吸附机理进行探讨.结果表明,培养8d后,生物膜可挂膜成熟,在C/N=12时,生物膜上的菌落数较C/N=4和C/N=37条件下多.PN/PS值越小,生物膜对铜的吸附量越高,EPS3对Cu2+的吸附量分别高出EPS1 7.37 %, EPS2 7.62%.在生物膜吸附Cu2+后,溶液中Ca2+、Mg2+、K+含量明显升高,表明离子交换对生物膜吸附Cu2+起主要作用,且Cu2+更易与Ca2+和Mg2+产生离子交换作用.当KNO3浓度在0.1~0.6mol/L之间,随着离子强度的增加,生物膜吸附Cu2+的量迅速减少,当KNO3浓度大于0.6mol/L时,生物膜对Cu2+吸附量的变化趋于平缓,说明生物膜对Cu2+的吸附同时包括离子交换吸附和化学吸附.     

选择性吸附-高效生物降解法处理含硝基苯与苯酚混合废水

结合NDA-150型树脂（简称树脂）选择性吸附和生物降解的优点，对含硝基苯和苯酚的模拟混合废水（简称混合废水）进行处理。通过树脂的选择性吸附，使混合废水中的硝基苯和苯酚分离，随后用高效菌对树脂所吸附的硝基苯进行生物降解，同时实现树脂的再生。实验结果表明：通过调节混合废水的pH，树脂可有效地将混合废水中的硝基苯和苯酚进行选择性吸附分离；树脂对硝基苯的吸附是可逆的；树脂的再生程度受微生物对可利用硝基苯质量浓度的下限（1．2mg／L）限制；吸附-生物再生循环实验结果表明，该树脂可有效抵抗微生物的生物降解与破坏。     

从摇蓝到坟墓的污染预防:生命周期评价

随着污染形势的恶化,原有的亡羊补牢式的污染末端治理已经不能够满足环境污染发展的新要求,生命周期评价的概念就是从一个更宏观的角度,以更全面的视角来分析环境污染的产生和预防;本文从生命周期评价的概念、发展、方法和应用等几个方面对其进行较为全面的介绍.     

Pb~(2+)对生物膜胞外聚合物(EPS)的影响研究

采用胁迫培养的方式,结合扫描电镜(SEM)和傅里叶变换红外分析(FTIR)研究了Pb2+对生物膜胞外聚合物(EPS)的影响,包括Pb2+对蛋白质和多糖产生量及比值(PN/PS)的影响、对EPS中Pb2+质量比的影响、对EPS基团和微观形态的影响。结果表明,Pb2+质量浓度为10 mg/L时,对蛋白质和多糖的产生有抑制作用;Pb2+质量浓度大于等于20 mg/L时,对蛋白质和多糖的产生有促进作用。PN/PS随Pb2+质量浓度升高而增大,在Pb2+质量浓度为40 mg/L时略有下降,说明Pb2+更有利于促进蛋白质的产生。生物膜中Pb2+质量比随Pb2+质量浓度升高而增加,证明Pb2+通过与蛋白质和多糖结合在生物膜上积累。FTIR分析表明,Pb2+的加入会导致羧基基团的振动减弱,羟基出现变形振动、伸缩振动等;SEM图像显示,加入Pb2+后,出现含Pb的白色沉淀物,阻塞了传质通道,使EPS孔洞和通道数目减少。     

煤气化废水中有机物对磷酸铵镁结晶法去除氨氮的影响

研究了杂环类(吡啶、喹啉)和酚类(间甲酚、二甲酚、苯酚)有机物对磷酸铵镁结晶法(MAP,magnesium ammonium phosphate)处理废水中氨氮的影响.研究表明,杂环和酚类有机物均对MAP法的除氮效果产生抑制作用,杂环类有机物的抑制作用大于酚类有机物,其中加入吡啶、喹啉、间甲酚、二甲酚、苯酚相比于对照组(21 mg·L-1),氨氮残余浓度分别升高45.17、56.66、43.01、50.68、49.72 mg·L-1.因为络合作用和吸附作用,多组分体系MAP晶体产生的抑制作用强于单一组分体系.     

Mn2+促进载体挂膜的机理研究

通过向自制固定床生物膜反应器(FBBR)中投加氯化锰,考察了Mn~(2+)对生物膜量、形态结构、降解性能及其胞外聚合物(EPS)组分的影响,并探究了Mn~(2+)在生物膜形成中的作用、影响规律及其对生物膜反应器运行效能的影响.结果表明,投加Mn~(2+)有助于生物膜形成,增强生物膜致密性,并促进生物膜生长;在生物膜成熟期连续投加10 mg·L~(-1)Mn~(2+)对一个周期内生物膜的降解活性影响很小,反应器COD和NH_4~+去除率分别达到85.4%±1.5%和76.3%±1.9%;生物膜不同类型EPS含量的变化表明,Mn~(2+)不仅加速了生物膜的成熟和增强了生物膜去除有机物的稳定性,而且还会刺激生物膜分泌产生更多的紧密粘附型EPS,其中的蛋白质和多糖能够保护微生物免受Mn~(2+)伤害.     

皂素在含硫铁矿采选固废生物氧化中的作用

为提升含硫铁矿采选固废生物氧化分解效率,以皂素-微生物-含硫铁矿采选固废为反应体系,研究皂素对含硫铁矿采选固废生物氧化过程中H⁺、Fe及S释放的影响,并探讨其作用机制。结果表明：添加30 mg/L皂素,生物氧化38 d后,含硫铁矿采选固废释放H⁺0.55 mmol/g、总Fe 111.4 mg/g和SO■359.3 mg/g,相比未添加皂素的空白对照组,释放量分别提升了175%、82.9%和39.2%。皂素的添加,促进了矿物表面沉淀层(黄钾铁矾、S⁰)的氧化溶解,并抑制了次生矿物黄钾铁矾生成,从而减缓了钝化作用;可显著减小溶液与矿物表面的接触角、表面张力,增强溶浸液Fe³⁺在矿物微孔裂隙中的渗透作用,从而加速了含硫铁矿采选固废的氧化与溶解。研究结果可为皂素在含硫铁矿采选固废生物氧化的应用提供理论支撑。