海藻酸钠与纳米Fe_3O_4联合固定化菌对三氟羧草醚的降解

采用联合固定化技术,将菌株Pseudomonas citronellolis DK-3与纳米Fe_3O_4固定于海藻酸钠小球中制成纳米Fe_3O_4和海藻酸钠联合固定化菌(Fe_3O_4/SA),并系统研究了纳米Fe_3O_4的最佳投加量,Fe_3O_4/SA联合固定化菌对三氟羧草醚的降解特性以及Fe_3O_4/SA固定化菌在序批式反应器(SBR)中的降解稳定性。实验结果表明,当纳米Fe_3O_4的投加量为90 mg·L~(-1),三氟羧草醚初始浓度为100 mg·L~(-1)时,固定化菌的降解率达到97.9%。扫描电镜结果表明Fe_3O_4/SA联合固定化小球更适合三氟羧草醚降解菌的附着生长。Fe_3O_4/SA联合固定化菌降解三氟羧草醚的最佳环境条件为pH:7~8、温度:30℃。此外,与SA固定化菌相比,Fe_3O_4/SA联合固定化菌具有更强的耐环境因素变化能力,抗重金属离子毒性能力。并且,经多次重复使用后,联合固定化菌仍保持较高的降解率(95%)。最后,实验室规模序批式反应器(SBR)中降解实验表明,Fe_3O_4/SA联合固定化菌能够稳定运行35 d以上,降解率均高于95%,为三氟羧草醚固定化细菌的工程化应用奠定了理论基础。     

磁性载体固定化机油降解菌FZ5的研究

利用聚乙烯醇-海藻酸钠-磁性竹炭复合制备磁性悬浮小球,该小球的磁矫顽力为28.6 mT,具有较强的磁场,可用于磁场引导分离。利用磁性悬浮小球作为载体对机油降解菌FZ5进行固定化,研究了固定化时间、降解时间、固定化小球投加量、初始pH值和初始机油浓度对机油降油率的影响。结果表明,在固定化挂膜3 d,固定化小球投加量为8％,初始pH值为7,初始机油浓度为400 mg/L,降解培养3 d后对机油的降解率可达91.21％。     

蒽的高效降解菌的固定化小球的制备及其降解特性

旨在利用固定化高效降解菌小球去除水中蒽,充分发挥累托石的吸附和生物降解的协同作用,以累托石、聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)作为固定化载体材料,硼酸和氯化钙作为交联剂,将蒽的高效降解菌包埋制备固定化微生物小球.考察了累托石用量、PVA投加量、海藻酸钠用量、氯化钙用量、微生物包埋量和交联时间等因素对微生物小球活性的影响,通过正交实验确定了微生物小球的最佳制备条件.结果表明,制备固定化微生物小球的最佳条件为:累托石2.5%,PVA 12%,SA 0.3%,CaCl24%,交联时间28 h,微生物包埋量10%.对40 mgJ/L的蒽溶液,游离微生物在50 h后开始发挥明显的降解作用,经过68 h蒽的去除率达到35.65%;而固定化微生物小球经过9 h即可使蒽的去除率达到81.8%,23 h后葸的去除率可达100%.固定化微生物小球对水中蒽的去除机理与吸附-降解工艺的机理类似,即固定化微生物小球类似于一个一体化的微型反应器,经过迟滞期后,在该反应器内同时发生吸附和降解作用.     

生物炭-海藻酸钠联合固定化小球藻去除水中的氨氮

以海藻酸钠为包埋材料,生物炭为添加剂,固定小球藻,制得生物炭-海藻酸钠联合固定化小球藻胶球,并将其用于水中氨氮的去除。实验结果表明:生物炭-海藻酸钠联合固定化小球藻具有生物炭吸附和小球藻吸收协同作用,促进了小球藻的生长和水中氨氮的去除,且氨氮的去除率随着胶球加入量和胶球粒径的增加而提高。生物炭-海藻酸钠联合固定化小球藻胶球制备最优方案为:生物炭浓度为0.26 g·L~(-1)、海藻酸钠质量分数为1.8%、胶球中藻细胞密度为3.0×10~6个·mL~(-1)、CaCl_2质量分数为1%;胶球重复使用一次的氨氮去除率可达66.87%。生物炭促进了固定化微藻对高浓度氨氮废水的资源化利用。     

固定化对氯苯酚降解菌在生物流化床中的降解特性

为了获得固定化对氯苯酚降解菌在生物流化床中的降解特性,用海藻酸钠-壳聚糖-活性炭微胶囊对实验室保存的对氯苯酚降解菌株进行固定化,在生物流化床中用固定化菌株在不同单因素实验条件下降解对氯苯酚废水,用气相色谱仪测定废水中对氯苯酚的降解率.结果表明,固定化对氯苯酚降解菌株处理污水的适宜条件为:HRT为72 h,微胶囊接种体积...     

镉胁迫下固定化菌系菲降解能力及环境适应性研究

采用核桃壳质生物炭为固定化材料，以铜矿污泥和焦化废水污泥微生物为混合菌源，通过正交试验确定了优化的固定化条件：0.1 g 16目生物炭，微生物接种量5 mL(600 nm下的吸光度(OD₆₀₀)=1.0),固定时间36 h,此时固定化菌系可在48 h降解76.13%的菲。温度20～40℃、pH 4.00～9.00范围内，固定化菌系的降解能力优于游离态菌系。在温度为30℃、pH为7.00时，培养7 d后，固定化菌系对菲的降解率高达95.94%。固定化菌系在低温、低pH下均表现出更强的适应性，对菲的降解率比游离态菌系更高。此外，固定化体系中生物炭水溶提取物可充当共代谢碳源，促进菌系的生长。     

辛基酚聚氧乙烯醚高效降解混合菌L9的固定化及其条件优化

为彻底高效解决辛基酚聚氧乙烯醚的环境危害,以海藻酸钠和聚乙烯醇为载体,以辛基酚聚氧乙烯醚高效降解混合菌L9为材料,采用海藻酸钠、聚乙烯醇和聚乙烯醇+海藻酸钠制备固定化混合菌L9,研究了各固定化混合菌L9颗粒的机械稳定性与化学稳定性,结果表明,利用聚乙烯醇+海藻酸钠制得的固定化混合菌L9颗粒具有较高的机械和化学稳定性。利用正交实验对聚乙烯醇+海藻酸钠固定化条件进行优化,得到聚乙烯醇浓度8.0%,海藻酸钠浓度1.0%,交联剂2%氯化钙的饱和硼酸溶液,包埋菌量与包埋剂的体积比值2∶1,交联时间24 h为聚乙烯醇+海藻酸钠固定化混合菌L9的最佳条件。考察不同环境条件(温度、pH值和底物浓度)对固定化混合菌L9与游离混合菌L9降解辛基酚聚氧乙烯醚的影响,结果显示,固定化混合菌L9对各环境因素(温度、pH值和底物浓度)的耐受范围都比游离混合菌L9宽,在实际环境应用中更能保持稳定的生物活性,研究结果对解决当前制革、洗涤、农药等行业产生的辛基酚聚氧乙烯醚的环境污染问题具有指导作用。     

生物炭基固定化菌剂对石油类污染物的高效降解

以生物炭为载体,采用吸附法制备固定化菌剂,通过分析不同材料生物炭的结构差异,探讨了不同生物炭的结构在固定化中的影响机制。SEM和EDS分析表明,降解菌主要固定在生物炭表面。生物炭内含有C、N和P成分,能为降解菌提供营养物质。生物炭的多孔结构能促进石油污染物的降解。结果表明,经玉米芯和秸秆生物炭固定化后F-3、R-7及其混合菌的除油率显著提高,分别为41.7%和29.5%、52.5%和42.8%、63.8%和53.2%。玉米芯生物炭固定化菌剂的除油率比秸秆生物炭固定化菌剂高10.6%。玉米芯生物炭表面比秸秆生物炭粗糙,其固定的微生物量为4.2×1010cfu·g-1,固定效率达71.2%;秸秆生物炭固定的微生物量为2.5×1010cfu·g-1,固定效率为57.6%。固定化菌剂的最佳制备条件为:选择500℃下热解3 h的玉米芯生物炭为载体,微生物接种量为10%,载体投加量为10 g·L-1,置于35℃、130r·min-1摇床中固定18 h。     

沙雷氏苯酚降解菌固定化条件优化及降解性能研究

从首都钢铁集团焦化厂曝气池中的活性污泥中分离出一株沙雷氏菌属,利用聚乙烯醇(PVA)-卡拉胶混合载体对该菌种进行固定化,并对实际焦化废水进行降解。结果表明:(1)以PVA为包埋材料,添加卡拉胶为辅助载体后,使得固定化苯酚降解菌小球在制备过程中不易出现凝集的现象,易于操作,固定化苯酚降解菌小球颗粒综合性能有所提高。(2)最佳的固定化条件:PVA质量分数为8%,卡拉胶质量分数为0.5%,KCl为0.4mol/L,菌体化包埋比(菌液和混合载体的体积比)为1.0∶5.0,固定化时间为24h。新制备的固定化苯酚降解菌在使用前需进行活化,以提高降解性能。(3)在焦化废水的实际降解中,固定化苯酚降解菌的降解性能明显优于游离苯酚降解菌,固定化的载体对固定于其中的菌种起到了保护作用。     

固定化氨氮降解菌处理氨氮废水的试验研究

考察了海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)含量对固定化载体性能的影响,并筛选了最优条件制备固定化氨氮降解菌,研究其对氨氮废水的处理效果。当PVA和SA质量分数分别为8.00%、1.00%时,制成的固定化载体抗压性能最好,能够形成丰富的多孔结构。固定化氨氮降解菌在处理氨氮废水前驯化168h,可以恢复较高活性。在固定化氨氮降解菌投加量2%(质量分数)、反应温度30℃、pH 8.01、溶解氧3.0 mg/L的条件下反应60h,氨氮废水中的氨氮质量浓度从最初的3 835.29 mg/L降为82.35mg/L,去除率为97.85%。固定化氨氮降解菌在投加量低于氨氮降解菌的情况下,仍然能实现与之相近的氨氮废水处理效果,证明固定化氨氮降解菌能高效处理高浓度氨氮废水。     

高岭土固定GY2B优化其降解性能

以高岭土为负载材料分别用吸附和包埋2种方法固定GY2B优化其降解苯酚的性能。结果显示,采用吸附固定法,高岭土投加浓度为20 g/L时效果最佳,苯酚降解效率相比游离GY2B提升约10%,降解时间由12 h缩短至6 h。包埋法当固定化小球组分投加为高岭土1%(m/v)、聚乙烯醇10%(m/v)、海藻酸钠0.3%(m/v)、GY2B菌悬液10%(v/v)时降解效果最佳,相比游离菌降解效率提升约14%,降解时间缩短至6 h。2种固定方式与游离菌相比均可提升苯酚的降解效果,其中包埋法效果更优,具有更大的适用推广前景。     

芦苇生物炭复合载体固定化微生物去除水中氨氮

为了去除水体中的氮素并实现水生植物的有效利用,以芦苇生物炭为无机载体,结合海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)作为复合载体,固定驯化后的硝化污泥制成固定化颗粒,去除水中氨氮。通过考察固定化颗粒机械强度、酸碱稳定性及传质性能,探究了生物炭添加量及生物炭粒径对固定化颗粒降解氨氮性能的影响。结果表明,芦苇生物炭有丰富的孔结构,表面含有较多的含氧官能团和胺基、磺酸基、羧基和酰胺基等基团,从而具有良好的吸附性能以及较强的酸碱缓冲能力,有利于微生物的黏附和增殖。以添加芦苇生物炭作为复合载体,固定化颗粒的破损率降低了2.4%,酸碱稳定性和传质性分别提升12.5%和55.8%;在72 h内,可以使氨氮降解率达到96.3%。此外,不同粒径生物炭的固定化颗粒对氨氮的吸附量有显著影响,随着生物炭粒径从0.60 mm减小至0.15 mm,氨氮的最大吸附量可以从0.30 mg·g~(-1)增加到0.46 mg·g~(-1)。因此,在固定化微生物的载体中添加生物炭,可以提升固定化颗粒性能,打通微孔孔道从而有利于基质的运输和扩散;同时减小生物炭粒径,为微生物提供更多的吸附位点,从而显著提高固定化微生物对氨氮的降解能力。     

A.faecalis strain NR的包埋固定及其氨氮降解性能

为考察异养硝化-好氧反硝化细菌的包埋固定及其氨氮降解特性,对一株异养硝化-好氧反硝化细菌A.feacalis strain NR的包埋固定进行了研究,并与游离菌处理氨氮效果进行对比,考察包埋菌降解氨氮的优势。采用聚乙烯醇(PVA)、海藻酸钠(SA)以及PVA/SA混合物分别作为包埋载体,发现PVA/SA混合物作为包埋载体其理化性能最佳,更适合作为包埋载体;利用单因素实验寻求PVA及SA含量、交联时间、包菌量4个因素的合理水平,并采用正交实验对上述4个因素进行优化,获得包埋较优条件为:PVA含量10%、SA含量0.4%、交联时间4 h、包菌量10%;在此条件下制备包埋小球,并得出包埋小球在基础培养基中的最佳投加量为10 g/(150 m L基础培养基);之后考察了温度、pH这2个因素对包埋小球降解氨氮效果的影响,得到包埋小球的最佳氨氮降解条件为:30℃、pH=7;通过对比不同温度及不同pH条件下包埋小球与游离菌对于氨氮的处理效果,发现包埋小球对低温及酸性条件更具有耐受性,表现出优于游离细菌的氨氮降解效率。     

固定化嗜麦芽寡养单胞菌的制备及其降解羽毛废弃物的初步研究

以自制壳聚糖小球为载体,采用吸附固定法制备固定化嗜麦芽寡养单胞菌(Stenotrophomonas maltophilia DHHJ),并将其用于羽毛废弃物降解。结果表明,采用3.0%(质量分数)的壳聚糖制成的壳聚糖小球的形态较好,经高压灭菌后弹性增加,呈多孔状,有很强的吸水性,有利于细菌的吸附固定和生长;在细胞稀释液中加入10%(质量分数)的壳聚糖小球,固定时间设为2d时,制得的固定化小球在发酵过程中释放的有效活菌数最多,可达7.0×106 cfu/mL;在连续10次、共计40d的序批发酵降解过程中,固定化菌的羽毛降解率和发酵液中的角蛋白酶酶活均保持在最大值的80%以上。固定化菌的发酵稳定性较强,能在较长时间内稳定、有效地降解羽毛,具有连续发酵潜力;固定化菌发酵降解羽毛的最佳工艺条件为:小球投加量50mg/mL,羽毛投加量25mg/mL,摇床转速130r/min,发酵5d。     

用于处理冲厕海水的固定化生物硅藻土小球的制备

选用聚乙烯醇（PVA）和海藻酸钠（SA）混合物作为包埋载体,对筛选出的耐盐复合菌群固定化制备方法进行了研究。通过正交实验分别研究了包埋载体不同配比、包菌量、硅藻土投加量和交联时间对固定化生物硅藻土小球的性能及其对冲厕污水中COD去除效果的影响。研究结果表明,固定化生物硅藻土小球最佳包埋条件是：聚乙烯醇9％,海藻酸钠0．5％,包菌量l：1,硅藻土20g／L,交联时间为24h。在该条件下,小球成球效果较好,机械强度高,对海水冲厕污水中COD的去除率达86．95％。     

聚乙烯醇-海藻酸钠固定铜绿微囊藻对磷的吸附

利用聚乙烯醇与海藻酸钠固定包埋铜绿微囊藻,通过正交实验获得聚乙烯醇溶液浓度、海藻酸钠溶液浓度及铜绿微囊藻液量去除磷的最佳配比,研究溶液起始pH值、反应时间、磷初始浓度对固定化小球吸附磷的影响。结果表明,固定化小球的最佳制备条件为聚乙烯醇质量分数6%,海藻酸钠质量分数0.5%及铜绿微囊藻浓度2×107个/mL;固定化小球吸附磷的最适起始pH值为6～8,吸附达到平衡的时间为9～12 d,初始磷浓度为1.00 mg/L时去除率最高,达到79.19%。     

生物炭中溶解性有机质光催化降解罗丹明B

为了区分生物炭对有机物降解的因素,通过控制光照条件、气体氛围、·OH淬灭等实验对生物炭降解有机染料罗丹明B(rhodamine-B, RhB)的过程进行了考察;采用元素分析、电子顺磁共振、总有机碳分析仪对生物炭颗粒、持久性自由基(environmental persistent free radicals, EPFRs)及溶解性有机质(dissolved organic matter,DOM)进行了表征测定;研究了不同实验条件下,不同热解温度制备的水稻秸秆生物炭对RhB的吸附和降解效果。结果表明:在200℃和500℃下所制备的生物炭中检测到明显的EPFRs信号,但其强度与RhB的降解程度不匹配;200℃制备的生物炭中DOM含量显著高于其他温度条件下制备的生物炭;在光降解实验中,紫外光能明显促进200℃生物炭对RhB降解;气体氛围实验进一步证明紫外光可诱导DOM与生物炭颗粒中EPFRs相互作用形成大量的活性氧组分(主要为O_2~(·-)),进而促进了其对RhB的降解。     

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。     

沸石联合微生物固定化去除微污染水体中氨氮的研究

将沸石联合经过驯化的活性污泥微生物固定化,通过静态实验.考察了不同粒径沸石及不同组分固定化方法对沸石联合微生物固定化去除氨氮的影响;通过动态实验,考察了沸石联合微生物固定化去除微污染水体中低浓度氨氮的机制.结果表明,活性污泥经过16 d的驯化,氨氮去除率为90%以上;沸石吸附氨氮为快速吸附,粒径<0.5 mm的沸石的吸附容量明显大于其他粒径的沸石;不同组分固定化小球对氨氮的去除效率不同,各组分均有贡献,吸附容量依次为:沸石固定化小球>沸石联合微生物固定化小球>微生物固定化小球;沸石联合微生物固定化去除微污染水体中低浓度氨氮可分为4个阶段,即沸石吸附阶段、吸附饱和及微生物适应阶段、硝化作用明显加强和沸石部分再生阶段、微生物作用良好和沸石进一步再生阶段,最终沸石吸附与生物再生处于良好的动态平衡中,氨氮去除率达到60%左右.     

壳聚糖在固定化光合细菌处理染料活性艳红X-3B中的应用研究

采用海藻酸钠对光合细菌进行包埋,并在固定化过程中加入壳聚糖,研究添加了壳聚糖的固定化细胞在不同条件下对活性艳红X-3B的脱色效果及其降解动力学.实验结果表明,在厌氧条件下,X-3B的脱色效果较好;染料浓度在30～300 mg/L之间变化时,厌氧降解动力学方程均符合一级动力学方程;降解速率与染料初始浓度之间关系符合Michaelis-Menten方程,反应动力学参数Km=374.96 mg/L,Vmax=7.53 mg/L·h.振荡有利于脱色并使半衰期缩短;固定化小球可重复使用.