阳离子树脂法提取活性污泥胞外聚合物的研究

考察了树脂法提取活性污泥中胞外聚合物(extracellular polymeric substance,EPS)的影响因素,确定了最佳的提取条件.试验结果表明,树脂量60g/g VSS,振摇频率200r/min下处理4 h,EPS的提取量达到111.20 mg/L,DNA占提取量的12.13%.该方法的重现性试验结果还表明,EPS及其各成分的相对标准偏差在2.21%～6.07%之间,能较好地满足试验要求,是一种可靠的EPS提取方法.     

活性污泥胞外聚合物提取方法优化

试验对比了不同离子交换树脂(CER)含量和pH条件下胞外聚合物(EPS)的提取效果差异。结果表明,EPS各组分提取浓度均随离子交换树脂用量增加而增加,但各组分趋势不同。TOC的最佳树脂剂量为100 g CER/g VSS,而蛋白质、多糖和DNA的最佳树脂剂量约为70 g CER/g VSS。pH值对TOC、DNA和多糖的提取浓度影响较小,但对蛋白质影响比较大。各提取条件下,EPS各组分提取浓度随时间的变化过程可以分为平稳增长期、快速增长期及稳定期。     

好氧颗粒污泥胞外多聚物的提取及成分分析

EPS是微生物聚集体的重要组成部分,提取和分析好氧颗粒污泥的EPS利于深入研究这一新兴微生物聚集体.采用加热、超声、高速离心和加碱等5种方法提取好氧颗粒污泥的EPS,并分析其主要成分.结果表明,匀浆预处理是提取颗粒污泥EPS首要步骤,超声和加热分别适合EPS定性与定量分析,在35 w、超声4 min的条件下,活性污泥与好氧颗粒污泥EPS提取液中TOC产量分别为105.3 mg/g VSS和96.5 mg/g VSS;加热法(80℃,60 min)提取的EPS产量略高于超声法,对于活性污泥和好氧颗粒污泥,TOC含量分别为142.6 mg/g VSS和153.2 mg/g VSS;蛋白质是活性污泥和好氧颗粒污泥EPS中比例最大的成分,且蛋白与多糖在好氧颗粒污泥与其在絮状活性污泥中的比值范围分别为3.22～5.80和1.68～2.63.     

污泥生物沥滤工艺优化和重金属分配研究

为了得到嗜酸硫细菌沥滤污泥中重金属的最佳工艺参数,对沥滤过程进行3因素4水平的正交实验研究。3种影响因素的水平设置分别为:污泥浓度35、25、15和5 g/L,单质硫投加量15、10、5和1 g/L,接种量15、10、5和3 g/L。对沥滤过程污泥中7种重金属(As、Cd、Cr、Cu、Ni、Pb和Zn)的去除率进行极差分析,提出了因素影响程度依次为单质硫投加量污泥浓度接种量,且最佳工艺条件为:污泥浓度25 g/L,单质硫投加量10 g/L,接种量为5%。采用超声波-离心方法,分步提取污泥胞外聚合物(EPS)的2种形态:松散结合态(LB)和紧密结合态(TB)。分析其中的重金属浓度,提出沥滤后重金属在污泥EPS的赋存以LB为主。     

不同提取方法对活性污泥胞外聚合物吸附废水中Cd(Ⅱ)效能的影响

为了比较不同提取方法对胞外聚合物(EPS)的提取及其吸附Cd(Ⅱ)的影响,考察了pH、单一物理提取方法和组合方法对脱水污泥中EPS的提取量及其对Cd(Ⅱ)的吸附能力的影响。结果表明:碱性条件在能够提高EPS提取量的同时,也能够提高EPS对Cd(Ⅱ)的吸附能力;不同物理处理方法对EPS的提取效率影响顺序为加热法超声法离心法,但其对Cd(Ⅱ)的吸附能力影响顺序为超声法离心法加热法;组合物理方法虽然较单一方法的EPS提取效率要高,但其提取EPS吸附Cd(Ⅱ)的能力较单一方法弱。以上结果可为EPS重金属吸附剂的有效提取和工业化应用提供参考。     

硝基修饰的超高交联树脂对酚类化合物的吸附研究

对超高交联聚苯乙烯树脂进行硝基修饰,制得硝基修饰超高交联聚苯乙烯树脂JN-5(简称JN-5).JN-5树脂具有比表面积高、亲水性强等优点.对酚类化合物在水溶液中进行静态吸附研究,平衡吸附试验数据和吸附热力学计算结果都表明,JN-5对4种酚类化合物(对甲基苯酚、苯酚、对氯苯酚、对硝基苯酚)的吸附性能优于大孔吸附树脂XAD-4.这主要得益于JN-5的高比表面积和丰富的微孔结构.动态小柱吸附试验中,在流速4.77mL/h、303K的条件下,JN-5对苯酚的穿透吸附量为2.43mmol/g,总吸附量为3.26mmol/g,吸附后的树脂能用8%(质量分数)的NaOH溶液完全洗脱.     

新型TCAS吸附树脂对水中Cd~(2+)的吸附去除研究

通过静态吸附试验,研究一种由超分子受体化合物磺化硫杂杯芳烃(TCAS)与树脂结合的产物--新型TCAS吸附树脂对重金属Cd2+的吸附去除性能,并初步探讨了吸附机理.试验研究结果表明,TCAS吸附树脂对Cd2+的饱和吸附量为14.45 mg/g.当温度为20℃,0.5 g TCAS吸附树脂对10 mL浓度为5 mg/L的Cd2+溶液吸附60 min时,Cd2+的去除率可达到99%以上.pH值是影响TCAS吸附树脂吸附效果的重要因素,在pH=5～9时,Cd2+的去除率随着pH值的升高而增大.在试验范围内,TCAS吸附树脂对Cd2+吸附符合Freundlich方程.吸附在TCAS吸附树脂上的Cd2+可洗脱回收,TCAS吸附树脂也可再生利用.TCAS吸附树脂对重金属Cd2+的吸附机理主要归因于TCAS对Cd2+的络合作用.     

活性污泥胞外聚合物提取方法比较与热碱法优化

为比较不同方法对曝气池活性污泥胞外聚合物(EPS)的提取效果,采用6种方法对EPS进行提取。结果表明:热碱法对EPS的提取量最大,提取总量为64.95 mg·g-1;其次是Na OH法、CER法和加热法,超声法和硫酸法对EPS的提取效果不佳,提取量低于10 mg·g-1;在所提取的EPS中,多糖含量高于蛋白质。为研究p H、水浴温度和时间对热碱法提取效果的影响,采用正交实验对热碱法的提取条件进行优化,确定热碱法提取EPS的适宜条件为水浴温度80℃,加热时间10 min,p H 13,该条件下蛋白质和多糖的提取量达到最大,分别为29.55 mg·g-1和33.37 mg·g-1。     

活性污泥胞外聚合物提取方法研究

考察4种方法(蒸气法、EDTA法、NaOH法和搅拌法)对3种活性污泥(可乐厌氧活性污泥、可乐好氧活性污泥和市政污水污泥)胞外聚合物的提取效率,对比分析了各提取方法对不同样品提取所得胞外聚合物的组成影响,结果表明,EDTA法提取多糖的效率最高,提取市政污水污泥、可乐好氧活性污泥和可乐厌氧活性污泥胞外聚合物糖分别在8.3、16.7和9.7 mg/g VSS左右;NaOH提取蛋白质的效率最高,提取市政污水污泥、可乐好氧活性污泥和可乐厌氧活性污泥胞外聚合物蛋白质分别为:3.15、0.55和5.57 mg/g VSS.对于3种不同种类污泥,EDTA法提取EPS总量效率最高,分别为市政污水污泥10.7 mg/g VSS、可乐好氧活性污泥16.8 mg/g VSS和可乐厌氧活性污泥9.97 mg/g VSS,分别比效率最低的搅拌法高出5倍、5倍和3倍.     

活性污泥胞外聚合物提取方法研究

考察4种方法（蒸气法、EDTA法、NaOH法和搅拌法）对3种活性污泥（可乐厌氧活性污泥、可乐好氧活性污泥和市政污水污泥）胞外聚合物的提取效率,对比分析了各提取方法对不同样品提取所得胞外聚合物的组成影响,结果表明,EDTA法提取多糖的效率最高,提取市政污水污泥、可乐好氧活性污泥和可乐厌氧活性污泥胞外聚合物糖分别在8.3、16.7和9.7 mg/g VSS左右;NaOH提取蛋白质的效率最高,提取市政污水污泥、可乐好氧活性污泥和可乐厌氧活性污泥胞外聚合物蛋白质分别为：3.15、0.55和5.57 mg/g VSS.对于3种不同种类污泥,EDTA法提取EPS总量效率最高,分别为市政污水污泥10.7 mg/g VSS、可乐好氧活性污泥16.8 mg/g VSS和可乐厌氧活性污泥9.97 mg/g VSS,分别比效率最低的搅拌法高出5倍、5倍和3倍.     

剩余污泥中微生物絮凝剂的提取方法比较

分别采用低浓度和高浓度剩余污泥对剩余污泥中微生物絮凝剂(MBF)的多种提取方法(超声法、树脂法、超声-树脂法、树脂-超声法、超声-树脂-超声法和树脂-超声-树脂法等)进行了比较研究.结果表明,各种复合形式的提取效果均优于超声法或树脂法单独使用的提取效果.在各种复合形式中,以树脂-超声法所提取MBF的含量最高且絮凝效果最好.此外,所提取的MBF浓度与污泥浓度正相关.从剩余污泥中直接提取MBF,在降低MBF生产成本的同时实现了污泥的资源化利用.     

不同状态下的同一污泥胞外聚合物提取方法研究

以由厌氧污泥向好氧污泥转变前后2种不同状态下的污泥为研究对象,采用5种不同方法对污泥胞外聚合物(EPS)进行了提取实验。实验结果表明,NaOH法提取的EPS含量最高,但会导致胞内物质泄漏。CER和离心提取法较温和,但EPS产量不高。甲醛-NaOH和H2SO4法提取的EPS含量较高,且无大量细胞自溶发生,是有效的EPS提取方法。厌氧污泥转变为好氧污泥后蛋白质/多糖(PN/PS)比例有所增加,表明EPS各组分含量发生改变。红外分析表明厌氧污泥转变为好氧污泥前后EPS中主要组成成分没有发生改变,但各成分含量有所增加,特征明显的峰表明EPS中存在蛋白质、多聚糖。     

Lanthanum fixation by Myxococcus xanthus: cellular location and extracellular polysaccharide observation

Myxococcus xanthus is a soil bacterium of the myxobacteria group and is abundant in almost all soils. Its role in soil ecology is considered significant. One noteworthy characteristic of the bacterium is that it produces large quantities of extracellular polymeric substances (EPS). It is also known that its biomass has the capacity to fix heavy metals. Here it is reported that M. xanthus was able to accumulate 0.6 mmol of La per g of wet biomass and/or 0.99 mmol per g of dry biomass. Transmission Electron Microscopy (TEM) observation of M. xanthus cells treated with La showed that a substantial amount of this cation was fixed in the EPS and in the cell wall. Smaller amounts were also observed in the cytoplasm. Fixed La appeared as phosphate in all cellular locations. The results given here also show that the use of La enables TEM observation of the M. xanthus EPS as a dense fibrillar net surrounding the cells. This technique is relatively easy and prevents EPS collapse, which occurs frequently during the fixation and dehydration procedures commonly used in preparations for TEM observations. Since antibodies are no longer required, the La stain can be carried out without delaying bacterial cell cultivation or isolation. In addition, the presence of La in cell cytoplasm without cell degeneration suggests that this microorganism could be used as a model in the study of bacteria-lanthanide interactions.     

Lead and cadmium biosorption by extracellular polymeric substances (EPS) extracted from activated sludges: pH-sorption edge tests and mathematical equilibrium modelling

The sorption of Cd and Pb by extracellular polymeric substances (EPS) extracted from activated sludges originated from wastewater treatment plants (WWTPs) or Lab-scale bioreactors was investigated as a function of pH. The study was carried out using a polarographic method in the SMDE (stripping mercury dropping electrode) mode which is suited to determine labile metals in solution containing soluble ligands such as EPS. The results obtained provide evidence of the presence of a pH-sorption/desorption edge for Cd and Pb by EPS. The use of Kurbatov’s model gives information on the mechanisms involved through the determination of “relative complexation constants” (operationally defined) and the number of protons exchanged. The use of this model demonstrates that proton exchange with metals is not the only mechanism involved in metal biosorption by EPS. Other mechanisms such as cation exchange with Ca or Mg, global electric field surrounding the ligand or micro-precipitation of metals could be involved in metal sorption by EPS. The position of the pH-sorption edge curves and the “relative complexation constants” show that Pb displays a greater affinity for EPS than Cd. The studied EPS have large differences regarding binding strength of Cd and Pb. These differences are not correlated with the organic parameters measured to characterize the EPS, however the mineral fraction of the EPS could be involved to a large extent in the sorption of metal.     

好氧颗粒污泥降解苯酚

以人工配水启动SBR,逐步提高进水苯酚浓度,探究好氧颗粒污泥对苯酚的降解能力,同时分析苯酚对好氧颗粒污泥特性的影响。经过55 d的运行,进水苯酚浓度逐渐增到3 000 mg/L,苯酚、COD及NH+4-N去除率分别达到了98.33%、97.27%和57.58%,好氧颗粒污泥表现出对苯酚的良好的去除能力。扫描电镜照片显示投加苯酚后的颗粒污泥表面更加光滑,结构更为紧凑。胞外聚合物红外光谱分析表明投加苯酚前后好氧颗粒污泥EPS的主要组分没有明显改变。苯酚毒性刺激了颗粒污泥分泌更多胞外聚合物,胞外聚合物中多糖含量由初始的12.70 mg/g VSS增加到35.17 mg/g VSS,蛋白含量由4.93 mg/g VSS增加到8.01 mg/g VSS。投加苯酚后的污泥粒径明显增大,主要污泥粒径由0.5~2.0 mm增大到2.0 mm以上。     

新型TCAS吸附树脂对水中Cd^2＋的吸附去除研究

通过静态吸附试验,研究一种由超分子受体化合物磺化硫杂杯芳烃（TCAS）与树脂结合的产物——新型TCAS吸附树脂对重金属Cd^2＋的吸附去除性能,并初步探讨了吸附机理。试验研究结果表明,TCAS吸附树脂对Cd^2＋的饱和吸附量为14．45mg/g。当温度为20℃,0．5gTCAS吸附树脂对10mL浓度为5113g／L的Cd^2＋溶液吸附60min时,Cd^2＋的去除率可达到99％以上。pH值是影响TCAS吸附树脂吸附效果的重要因素,在pH=5—9时,Cd^2＋的去除率随着pH值的升高而增大。在试验范围内,TCAS吸附树脂对Cd^2＋吸附符合Freundlich方程。吸附在TCAS吸附树脂上的Cd^2＋可洗脱回收,TCAS吸附树脂也可再生利用。TCAS吸附树脂对重金属Cd^2＋的吸附机理主要归因于TCAS对Cd^2＋的络合作用。     

以磺酸阳离子交换树脂为原料合成含硫水不溶性杀菌剂

设计了一个新的以磺酸阳离子交换树脂为原料制备含硫水不溶性杀菌剂的合成路线，通过聚苯乙烯磺酸吡啶盐中间体合成磺酰氯树脂，在磺酰氯树脂上固载二乙胺，再用带有叔胺基的树脂与卤代烷作用合在含硫的铵盐型聚合物杀菌剂，使用所研制的水不溶性杀菌剂用量2mg/mL时杀菌率达到90％以上。