基于碳源条件的燃料乙醇生产废水脱氮工艺优化

某厂稻谷燃料乙醇DDG废水处理工艺因好氧进水碳氮比失调,导致出水TN难以达标。通过对反硝化系统碳源种类的筛选,寻找适宜的碳源并对废水处理系统工艺进行调整,以提升反硝化脱氮效率。碳源筛选实验在葡萄糖、乙醇和清液(原废水),3种碳源条件下进行。通过考察实验系统pH和TN浓度的变化,对反硝化系统投加不同碳源时TN去除速率,以及相应碳源条件下的运行成本进行对比。结果表明：乙醇作为碳源时系统的TN去除速率最大,为8.33 mg·(L·h)⁻¹,是清液为碳源时的1.1倍、葡萄糖为碳源时的1.18倍;而清液作为碳源的运行成本是乙醇为碳源的9%、葡萄糖为碳源的37%。综合对比反硝化投加不同碳源情况下的脱氮反应速率和运行成本,以清液作为碳源来调整脱氮工艺是最佳方案。经现场工艺验证,当A/O系统进水TN为300~600 mg·L⁻¹、投加清液量使废水中COD/TN达到12.1以上时,可确保该厂废水处理系统经处理外排废水TN稳定在50 mg·L⁻¹以下。上述研究结果可为DDG废水的处理提供经济合理的碳源补充方案,并能为可生化性较好的发酵行业废水处理提供参考。     

有机膨润土吸附苯胺的性能及工艺条件的优化

以钙基膨润土为原料，钠化后用溴化十六烷基三甲铵（CTMAB）进行有机改性，制得有机膨润土。在单因素吸附实验的基础上，采用L16（4^4）正交实验法对有机膨润土吸附水中苯胺的工艺条件进行了优化研究。结果表明，当矿物的粒径小于74／μm、振荡速度为150r／min、吸附液为25mL，并且以此三者为固定因素时，其优化工艺条件为有机膨润土投加量2．0g，温度40℃，pH7，吸附时间1．5h。     

餐厨垃圾混菌发酵制备燃料乙醇

以校园餐厨垃圾为原料,利用根霉和枯草芽胞杆菌进行糖化预处理,再接种啤酒酵母发酵产乙醇。通过单因素实验,以乙醇产量为响应值,对发酵条件进行优化。实验结果表明:乙醇产量最佳的发酵条件为:当底料含水率为22.79%,啤酒酵母接种量为15%,30℃培养条件下,经过5 d发酵,乙醇产量最高可达到6.67%。选用餐厨垃圾丰富了燃料乙醇的取材途径,实现了原材料的多元化,采用微生物预降解原材料为实现高产乙醇奠定了基础。     

有机膨润土吸附苯胺的性能及工艺条件的优化

以钙基膨润土为原料,钠化后用溴化十六烷基三甲铵(CTMAB)进行有机改性,制得有机膨润土。在单因素吸附实验的基础上,采用L16(44)正交实验法对有机膨润土吸附水中苯胺的工艺条件进行了优化研究。结果表明,当矿物的粒径小于74μm、振荡速度为150 r/m in、吸附液为25 mL,并且以此三者为固定因素时,其优化工艺条件为有机膨润土投加量2.0 g,温度40℃,pH 7,吸附时间1.5 h。     

壬基酚降解菌产酶条件的优化

通过单因素试验和正交试验确定了实验室保藏的壬基酚降解菌株沙雷氏菌(Serratiasp.LJ)的最佳产酶条件:以壬基酚、硫酸铵为碳源、氮源,培养基初始pH为6.8,培养温度为30℃,种子活化时间为24h,接种量为3%(体积分数)。在此条件下培养72h后,最高酶活力为1.314IU/mL,是优化前的1.77倍。     

纤维素酶、半纤维素酶降解膨化玉米秸秆工艺优化

利用纤维素酶和半纤维素酶协同降解经过膨化预处理的玉米秸秆,以提高玉米秸秆相比于单酶解的产糖量。在单因素实验的基础上,以还原糖产率为响应值,通过响应面来优化设计实验。实验数据分析得出,膨化玉米秸秆酶解的最佳工艺为：pH 4.8,液固比13：1,酶解时间60 h,酶浓度6 g/L,温度51℃。对比纤维素酶单独作用于玉米秸秆的降解效果,双酶协同酶解使酶解液的还原糖产率提高到24%,还原糖产率提高了14.3%。协同酶解的研究为木质纤维素原料的降解提供了一种新的方式。     

纤维素酶产生菌的选育及发酵条件优化

通过紫外线和化学诱变方法对一株纤维素酶产生菌——绿色木霉T2进行了菌株选育,提高了产酶能力,变异株T211的CMCase和FPA分别达到19.17 IU/mL和1.94 IU/mL。进一步对其发酵条件进行研究,优化了培养基和培养条件。优化的培养基为：微晶纤维素10 g/L,麸皮10 g/L,蛋白胨0.4 g/L,尿素0.4 g/L,硫酸铵2.0 g/L,吐温-80 2.0 mL/L,其他同Mandel’s营养盐液;培养条件包括温度、摇瓶装量、转速和接种量分别为：27～28℃、50 mL/250 mL、180 r/min和4%～6%。在上述条件下,CMCase达到25 IU/mL,FPA达到2.5 IU/mL。     

底物浓度对玉米秸秆乙醇发酵及残渣甲烷发酵的影响

为研究底物浓度对玉米秸秆乙醇发酵过程中乙醇产率和乙醇发酵剩余残渣厌氧发酵产气特性的影响,在中温(37±0.2) ℃条件下,利用实验室自制小型厌氧发酵装置,在底物浓度为2%、3%、4%和5%下开展周期为50 d的序批式厌氧发酵实验,探索不同底物浓度下玉米秸秆发酵乙醇产率和乙醇发酵剩余残渣厌氧发酵产气特性。结果表明：底物浓度对玉米秸秆乙醇发酵影响显著,当底物浓度为3%时,玉米秸秆厌氧发酵乙醇产量最大,达到39.04 g;底物浓度过低或过高均不适合后期厌氧发酵产甲烷的进行,当底物浓度为3%时,玉米秸秆乙醇发酵残渣表面纤维结构被破坏最明显,残渣厌氧发酵产甲烷实验最早在3 d出现产气峰值,挥发性固体单位甲烷产量为26.82 mL·g-1,并且累积产气量最高,挥发性固体单位累积甲烷产量达到270.01 mL·g-1,玉米秸秆乙醇发酵残渣还有较高的产气潜能;通过质量平衡分析得到,底物浓度为3%时,玉米秸秆生物转化过程中TS和VS去除率最高,分别为59.12%和79.07%。该研究可为玉米秸秆乙醇发酵工程提供参考。     

氨氧化菌群的筛选及发酵条件的优化

利用选择性培养基对活性污泥进行连续驯化,筛选出氨氮去除效率较高且稳定的氨氧化菌群。采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术分析了氨氧化菌群在连续传代过程中菌群的结构差异,并对菌群的发酵培养基及发酵条件分别进行了正交优化和单因子优化。结果表明,该菌群的最佳发酵培养基为每升培养基中含碳酸盐缓冲液15mmol,硫酸铵4.2 mmol,磷酸盐缓冲液12.5 mmol,硫酸亚铁0.9μmol,氯化钙0.4 mmol,硫酸镁1.5 mmol;最佳发酵条件为:接种量为14%,装液量为60 mL/250 mL,温度为35℃。在此条件下,菌群对氨氮的去除效果较优化前提高了155%。     

响应面法优化聚丙烯酸/腐殖酸/累托石吸附剂的制备条件

以累托石、丙烯酸及腐殖酸为原料制备出能同时吸附重金属和多环芳烃的吸附剂聚丙烯酸/腐殖酸/累托石,采用响应面试验设计法优化吸附剂的制备条件。利用Design Expert软件,建立了预测吸附剂对Cd2+、菲吸附量的二次回归模型,对回归模型进行了方差分析,并确定了吸附剂的最佳制备条件。结果表明,二次回归模型能较好地模拟Cd2+、菲的吸附量与影响因子丙烯酸中和度、引发剂量和交联剂量之间的关系。各因子对Cd2+吸附量的影响次序为:交联剂量>引发剂量>丙烯酸中和度;对菲吸附量的影响次序为引发剂量>交联剂量>丙烯酸中和度。吸附剂的最佳制备条件为:累托石、丙烯酸和腐殖酸三者的质量比为65∶30∶5,丙烯酸中和度、引发剂量和交联剂量分别为75.16%、2.57%和0.44%。在此优化条件下制备的吸附剂对Cd2+和菲的吸附量分别为170.19 mg/g和7.36 mg/g。     

不同制备条件对生物焦汞吸附特性及吸附动力学的影响

为获得生物焦对汞的吸附特性,对不同制备条件下的生物焦进行研究。通过分析生物质种类、制备粒径、制备温度以及制备氧浓度对生物焦吸附汞的影响,并结合其吸附动力学过程,进一步探究吸附机理。结果表明:不同制备条件下生物焦汞吸附特性存在差异;生物焦对汞的物理吸附中,孔隙结构对其具有影响,累积孔体积越大,单位汞吸附量越高,利于生物焦对汞的吸附;与比表面积相比,比孔容积在汞吸附过程中发挥更为重要的作用;化学吸附与物理吸附均在生物焦汞吸附过程中起到重要影响,且化学吸附是其主要的控速步骤。     

Optimum conditions for Al13 polymer formation in PACl preparation by electrolysis process

This paper introduces a new and effective method for preparation of PACl-electrolysis process. A series of PACl with high content of Al13 polymer was successfully prepared by electrolysis process. The amount of Al13 polymer formed in electrolysis process was found to be highly influenced by current density (di), the distance between the electrodes, electrolysis time and the stirring rate of the electrolyte. For the AlT (total aluminum concentration) of 2.0 M PACl obtained by electrolysis process, the optimal di and distance between the electrodes were 1.1 Adm(-2) and 10 mm respectively. The optimum circulating rate was 5.5 l h(-1). Because of the inhomogeneous pH between the surface of cathode and the bulk solution, the electrolysis process has the advantage to form more Al(OH)4- as precursor of Al13 polymer. At the optimum condition, Al13 polymer accounted for above 70% of AlT (PACl of AlT=2.0 M and B=2.0), which was much higher than that of PACl prepared by other method.     

Feasible conditions for Japanese woody biomass utilization

Environmental Science and Pollution Research - There is an abundance of woody biomass in Japan. However, its economic feasibility is limited. There have been several discussions on whether...     

CCD响应曲面法优化印染污泥木屑基活性炭制备

以印染污泥和木屑为混合原料,以NaOH为活化剂,通过化学活化法制备活性炭.对活化温度、活化时间和活化剂与基质混合比3个因素进行了研究,并采用中心组合设计(central composite design,CCD),建立了相应的二次方程.从响应曲面的方差分析中确立了对响应值影响最显著的因素依次为:活化温度、NaOH基质比和升温速率.其最佳工艺参数分别为:活化温度739℃,升温速率6.59℃/min, NaOH基质比为2.51.在最佳条件下制得碘吸附值为1 518.89 mg/g,BET比表面积为1 617.70 m2/g的活性炭.     

Harvesting of microalgae biomass from the phycoremediation process of greywater

The wide application of microalgae in the field of wastewater treatment and bioenergy source has improved research studies in the past years. Microalgae represent a good source of biomass and bio-products which are used in different medical and industrial activities, among them the production of high-valued products and biofuels. The present review focused on greywater treatment through the application of phycoremediation technique with microalgae and presented recent advances in technologies used for harvesting the microalgae biomass. The advantages and disadvantages of each method are discussed. The microbiological aspects of production, harvesting and utilization of microalgae biomass are viewed.     

The preparation of slow-release fertilizers with biomass ash and water/waste acid solutions from desulfurization and denitrification of flue gas

Environmental Science and Pollution Research - In this study, a method of preparing fertilizers with the fly ash from biomass power plants and the waste acid solution from flue gas desulfurization...     

Analysis of ecotoxic influence of waste from the biomass gasification process

Environmental Science and Pollution Research - The purpose of this research was evaluation of the effect of soil contamination with waste coming from biomass gasification on chosen indicators of...     

工艺条件对磷回收过程中鸟粪石沉淀颗粒粒径的影响

在鸟粪石沉淀法回收废水中磷的过程中,鸟粪石颗粒的大小将直接影响其沉淀的速率,进而影响鸟粪石的沉淀效果和磷的回收率。本文采用激光粒度分析仪测定鸟粪石的平均粒径,详细考察在小型连续搅拌反应-沉淀磷回收装置中不同的工艺条件下鸟粪石颗粒粒径的变化规律,并结合Stokes公式计算鸟粪石颗粒在废水出口处的沉降速率,为沉淀池的设计提供参考依据。结果表明:鸟粪石的平均粒径在12～25μm之间,沉降速率在5.46×10-5～2.37×10-4m/s之间。随着反应室水力停留时间的延长,鸟粪石颗粒的粒径逐渐增大,当停留时间超过18 min时,颗粒的粒径基本不变;随着沉淀室水力停留时间的延长,鸟粪石颗粒的平均粒径缓慢增大,当停留时间超过70 min后颗粒粒径的变化不大;鸟粪石颗粒的平均粒径在一定程度上受废水中磷初始浓度变化的影响,在磷初始浓度为62～128 mg/L时颗粒的粒径变化不大,当磷浓度为496 mg/L时粒径有较大增加,此时鸟粪石颗粒的沉降速率也大幅度增加;鸟粪石颗粒的平均粒径受pH值的影响不大;随氮磷摩尔比的增大,鸟粪石颗粒的平均粒径略有增加;随镁磷摩尔比的增大,鸟粪石颗粒的平均粒径逐渐减小,沉降速率则有明显的下降。