氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮在PVA凝胶膜中的扩散性能

用冷冻-解冻法制备PVA凝胶膜,测定了氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮在PVA凝胶膜中的扩散系数,考察了成膜条件和细胞密度对扩散系数的影响.结果表明,扩散系数随冷冻-解冻次数、PVA溶液的浓度及细胞密度的增大而减小. 氨氮、硝酸盐氮和亚硝酸盐氮在15% PVA的空白膜中的扩散系数分别为0.69×10^-9 m²/s, 0.52×10^-9m²/s和0.56×10^-9 m²/s; 在细胞浓度为60g/L的PVA膜中的扩散系数分别为0.55×10^-9 m²/s, 0.46×10^-9 m²/s和0.45×10^-9 m²/s.     

固定化细胞单级生物脱氮动力学模型研究

以PVA为载体 ,采用冷冻 解冻法混合固定硝化菌和反硝化菌 ,在鼓泡床中研究了固定化细胞单级生物脱氮的动力学。结果表明 :在固定化细胞单级生物脱氮过程中 ,内扩散对反应的影响非常小 ,脱氮速率受化学反应控制。反应的动力学可以用Monod方程来表示 ,其动力学常数Ks 和vmax分别为 30 3 0mg L和 0 0 96mg L·s。用模型计算的脱氮速率与实测值非常接近     

功能菌群DDMZ1固定化及其对RB5的处理效果研究

实验用聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)-沸石作为固定化复合载体,使用包埋交联法固定功能菌群DDMZ1,用正交实验对微生物固定化载体物理特性及偶氮染料活性黑5(RB5)降解脱色性能进行了分析和优化。实验结果发现：SA的浓度为1%、PVA的浓度为8%、沸石浓度为2%、菌液OD₆₀₀=0.7和交联时间12 h,包埋交联固定化条件最佳。扫描电镜结果显示：固定化PVA-SA-沸石载体小球内部结构孔隙众多,利于微生物细胞的附着和增殖。固定化功能菌群 DDMZ1 小球机械强度高、储存稳定性好,特别是它循环利用 30批次后,脱色率仍旧保持在90%以上。同时与游离菌相比,固定化功能菌群DDMZ1小球具有更宽的pH适应范围、更高的热稳定性以及更高盐度和染料浓度的耐受性,且具有循环使用次数越多耐受性越强的趋势。首次将天然功能菌群DDMZ1进行固定化并将其应用于偶氮染料活性黑5的处理,研究结果拓展了功能菌群DDMZ1的应用范围,同时对于利用固定化功能微生物处理含染料废水具有重要指导意义。     

PVA/TiO_2复合薄膜长期光催化过程中的耐用性评价

利用冷冻-解冻法制备了具有较高光催化活性的PVA/TiO_2复合薄膜,长期实验结果显示,冷冻-解冻次数对复合薄膜的光催化性能、材料耐用性以及纳米TiO_2包埋效率有明显影响。相比冷冻-解冻1次和3次的复合薄膜,冷冻-解冻5次得到的复合薄膜在长期实验中的光催化速率更高,包埋TiO_2的损失量更少,膜重量和膜厚度的变化也更小。结合电镜、红外、热重和结晶度数据阐明了纳米TiO_2在PVA载体上固定化作用,以及冷冻-解冻次数影响复合薄膜光催化性能和薄膜耐用性的原因。     

微生物复合载体制备及包埋Halomonas sp.NH2B的硝化性能

包埋固定化技术可为微生物提供附着载体,提高循环水养殖系统曝气生物滤器(BAF)中微生物去除含氮污染物的能力。文章在聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)复合载体材料基础上,添加0%～2%(w/w)的环糊精(β-CD)、硅藻土(DIA)和沸石(Z-13X),通过正交实验、理化性质、水质监测和扫描电子显微镜分析,考察复合载体机械强度、物化稳定性、可重复利用性、硝化性能和内部结构。结果表明：复合载体最佳复合比例为PVA 10%、SA 2%、β-CD 0%、DIA 2%、Z-13X 1%,该比例的复合载体机械性能良好,改性后的复合载体可适用于酸性尾水中,其内部呈现多孔结构,孔径适合微生物生长。同时,筛选出一株高效硝化菌株Halomonas sp.NH2B,将其包埋于复合载体中进一步研究,该微生物复合载体36 h可100%去除初始浓度为50 mg/L的NH₄⁺-N,且7个循环周期后,复合载体孔隙结构基本保持不变,且有微生物附着,NH₄⁺-N去除率仍可达76.93%。新型复合载体材料可有效解决微生物接种后生存能力弱...     

固定化Lysinibacilluscresolivorans的PVA-SA-PHB-AC复合载体制备及间甲酚的降解

针对生物降解过程容易受到外界不利环境影响及低浓度下动力学效率不高的问题,制备了具有吸附功能的微生物固定化载体并研究了对间甲酚的降解.在聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)固定化载体中加入海藻酸钠(sodium alginate,SA)、聚羟基丁酸酯(poly-3-hydroxybutyrate,PHB)和粉末活性炭(activated carbon,AC),采用循环冷冻-解冻结合硼酸法制备了具吸附功能的PVA-SA-PHB-AC复合载体,并用其包埋固定化1株间甲酚优势降解菌Lysinibacillus cresolivorans,考察了载体微观结构、稳定性及扩散性对固定化微生物降解间甲酚的影响.结果表明,PVA-SA-PHB-AC载体比表面积和平均孔径分别为15.30m2.g-1和33.68 nm,对间甲酚的吸附容量和扩散系数分别为3.86 mg.g-1和5.62×10-8m2.min-1,可稳定使用60 d以上;固定化L.cresolivorans的间甲酚去除为吸附-降解的耦合,去除速率由载体传质速率与微生物降解速率共同决定,间甲酚浓度低于350 mg.L-1时,载体传质速率小于微生物降解速率,间甲酚去除速率由传质速率决定,浓度高于380 mg.L-1时相反;添加了吸附剂的载体扩散系数会减小,但能耐受更高的底物浓度,且在更宽的浓度范围可以实现高效的降解作用.间甲酚的降解规律及其差异性显示出经吸附功能改性的载体因传质作用的加强而实现反应动力学的提高,并且存在一个合理的浓度区间.     

聚乙烯醇固定化混合细菌细胞对印染废水脱色的研究

应用聚乙烯醇(PVA)为载体固定化混合细菌细胞以PVA浓度为12％(w/v),细胞浓度为2％(w/v)最好,pH对固定化操作过程影响不大。固定化细胞对印染废水的脱色活性与其自然细胞相似,最适温度为30—40℃,最适pH为7.0;在pH 6.0—8.0温度25—40℃范围内都具有较高的脱色活性,以及好的热稳定性;在连续一个月的印染废水脱色试验中,停留时间小于3.0h,脱色率均可维持在70—80％。     

碳源循环单级生物脱氮技术研究

开发了一种列管式固定化细胞生物反应器，其特征在于硝化菌和反硝化菌被混合固定于中空的PVA凝胶管的管壁之中，PVA凝胶管平行置于圆柱形筒体内，构成一个类似于列管式换热器的生物脱氮反应器。需要处理的氨氮废水在固定化细胞管的外侧与圆柱形壳体的内侧间流动，而反硝化所需的碳源（乙醇水溶液）则在PVA凝胶管内循环。研究了列管式固定化细胞生物反应器进行单级生物脱氮的可行性和连续运行的效果，并证明了在非纯菌种的固定化细胞单级生物脱氮过程化细胞生物反应器进行单级生物脱氮的可行性和连续运行的效果，并证明了在非纯菌种的固定化细胞单级生物脱氮过程中，存在着NH^ 4→NO^-2→N2的短积生物脱氮。     

聚乙烯醇包埋石油脱硫菌UP-2的研究

以筛选出的具有脱硫能力的施氏假单胞菌UP-2为固定化研究对象,二苯并噻吩(DBT)为生物催化脱硫模型化合物,考察了脱硫菌UP-2的固定化操作条件和固定化细胞使用条件.结果表明,当包埋剂聚乙烯醇(PVA)浓度为10%、添加剂海藻酸钠(SA)浓度为0.2%、液菌比为201时,在4℃、含有1%CaCl2的饱和硼酸中交联24h后,可以得到脱硫性能很好的固定化细胞小球;在30℃、pH值为7.0的体系中反应6d,可将浓度为576mg/L的DBT降解70%左右,固定化细胞降解DBT的比活性由未固定化细胞的0.49mmol/gdw增加到6.39mmol/gdw,使用寿命高达800h以上.     

固定化酵母重复发酵性能调控

以2.5%海藻酸钠(w/v)、2%氯化钙(w/v)、2%菌体添加量(w/v,细胞干重)包埋固定酿酒酵母,通过增殖活化和批次短周期发酵对固定化粒子的发酵性能进行调控,减缓循环发酵中固定化粒子发酵性能的退化,同时利用扫描电镜(SEM)对固定化粒子的结构和酵母细胞分布情况进行表征.结果表明:调控后,固定化粒子在葡萄糖浓度为80g/L,pH 4.0,35℃的条件下发酵,发酵性能得到明显改善.调控前,连续3批次发酵,平均乙醇生产强度为0.33g/(L·h);调控后,批次发酵周期由72h缩短为24h,连续5批次发酵,平均乙醇生产强度提高至1.22g/(L·h).     

新型动态膜预涂剂交联聚乙烯醇微球的制备及表征

提出用乳液聚合法制备交联聚乙烯醇(PVA)微球,使其吸附在膜表面实现膜的改性.通过聚乙烯醇(PVA)与戊二醛(GA)的乳化交联试验制备PVA微球粉末,并考察了W/O型乳状液内相的浓度、内外相体积比、乳化剂的性质和含量对形成稳定乳状液的影响.结果表明,当内相PVA水溶液浓度为2.7%、内外相体积比为40∶60、交联剂司盘-80的浓度为1.30 g/dL时,乳状液的稳定性好,形成的交联PVA微球满足需要.在乳化剂浓度足够的前提下,提高乳化机转速,制备的微球的粒径减小.随着理论交联度的提高,微球粒径有变小的趋势,而对Zeta电位影响不大.对制备的微球进行接触角、SEM和FTIR表征,考察了微球的亲水性、表面形态和交联反应对微球官能团的影响.     

CNFM的制备及其协同电动技术修复土壤重金属的研究

首先采用静电纺丝工艺制备壳聚糖纳米纤维膜并优化了其制备条件,将制备的纳米纤维膜协同电动技术对土壤中的重金属（Cu、Cr）进行了修复.结果表明,纳米纤维膜制备的优化条件为：m（壳聚糖CS）/m（聚乙烯醇PVA）为20：80,乙酸质量浓度为20%,混合溶液质量分数为8%;所制备的纳米纤维膜平均直径为37.11nm,对金属的吸附平衡时间为4h.单一的电动修复来处理土壤中的重金属效率较低,Cu和Cr的去除效率仅为34.9%和11.7%;采用电动技术协同壳聚糖纳米纤维膜能显著提高重金属的去除效率,二者的去除效率分别达到了82%和91%.     

聚乙烯醇包埋厌氧活性污泥处理废水的最优化条件研究

研究以聚乙醇为主要包埋材料的混合载体法固定厌氧活性污泥处理有机废水的最优化条件。混合载体由聚乙烯醇（ＰＶＡ）、０．１５％海藻酸钠,２％Ｆｅ粉,０．３％ＣａＣＯ３,４％ＳｉＯ２粉末组成,结果表明,ＰＶＡ８％,初始污泥浓度１５％时最适宜,凝固凝饱和硼ＰＨ对包埋效果有影响,用Ｎａ２ＣＯ３调节硼酸ＰＨ至６．７可使包埋颗粒强度及产ＣＨ４活性提高,混合载体法有效地解决了固定化细胞技术应用于废水处理所面临的成球     

利用水通道蛋白正渗透膜浓缩生活污水

为从生活污水中回收水资源并同时减少后续处理的反应器容积,本研究采用水通道蛋白正渗透膜对生活污水进行浓缩,并探究不同汲取液对生活污水的浓缩效果和膜污染的影响.在污水体积浓缩至初始的1/10时,氮、磷等浓度浓缩倍数仅为1~3左右,而有机物和金属离子浓度浓缩倍数约为4~7,浓缩后污水COD/TN从2.9增至10.9,生物脱氮潜力明显提高.由于汲取液的盐反向扩散和原料液中污染物浓度的升高,高离子强度是影响污染物截留率的重要原因.浓缩时采用高浓度汲取液会导致膜表面出现结垢,膜污染严重.采用MgCl₂作为汲取液可有效减轻浓缩过程中的盐度累积,且Mg²⁺的作用还可促进微生物活性,但这也可能导致水通道蛋白的分解.     

炭纤维生物膜载体在两相厌氧生物处理中的应用研究

考察并对比了聚丙烯腈基炭纤维(PAN-CF)、醛化维纶(PVA)和聚丙烯腈(PAN)纤维载体对硫酸盐还原菌和产甲烷菌的固着化能力,然后考察了它们在两相厌氧生物处理中的应用.结果表明,两种厌氧细菌在PAN-CF载体上的固着速率较快,固着量较大,固着在其表面的产甲烷菌活性更高,对硫酸盐和COD的去除能力更强,这可能与PAN-CF表面较强的疏水性及其优异的生物相容性有关;PAN-CF作为生物膜载体在两相厌氧处理含高浓度硫酸盐废水的应用中具有明显的优势,产酸相出水碳硫比大幅升高;产甲烷相COD去除率PAN-CF远高于PVA和PAN载体,约为它们的1.5~1.8倍;两相厌氧处理过程及效果受硫酸盐浓度变化的影响小,可更好地实现两相分离功能,促进有机物的生物降解.     

聚乙烯醇固定化微生物载体的制备及其对氨氮废水的处理研究

以聚乙烯醇、硼酸、丙三醇、海藻酸钠、戊二醛、碳酸钙为原料制备固定化微生物载体,然后将硝化细菌固定到载体上,用于对水体氨氮的处理。探讨了戊二醛的加入对载体的水溶膨胀性、含水量、化学稳定性、固定化微生物活性的影响;研究了固定化微生物对氨氮去除效果。结果表明,当戊二醛的质量分数为0.3%时,载体的含水量、化学稳定性、固定化微生物活性较好;所制备得到的固定化微生物载体可以较好地固定硝化细菌,对氨氮废水具有较好的处理能力。     

降解PVA共生菌的分离及PVA降解性能

对降解PVA的共生菌B1、B2在PVA降解过程中的作用及其B1+B2混合菌的PVA降解性能进行研究 .结果表明 ,B1+B2混合菌在PVA降解过程中 ,B1为B2提供生长因子 ,B2产生PVA降解酶 ,是降解者 .在摇瓶试验中 ,B1+B2混合菌在PVA浓度为 0.1、0.5、1g/L时 ,PVA降解效率均达到80%以上 .用生产废水进行试验 ,当温度为 30℃ ,处理 12h后 ,COD_Cr去除率达到70%左右 .     

环境水体中肠道病原细菌的定量PCR检测

采用通用引物,通过实时荧光定量PCR方法(QPCR),对西安市5处地表水体中肠道病原细菌的细胞密度进行4个月的连续检测,并将QPCR检测结果与滤膜法测得的大肠菌群CFU值进行比较分析.结果显示, QPCR法可信度为94%,最小检测值为每管未稀释DNA提取物含2.7个大肠杆菌细胞.5个水体(N=60)检测结果表明, QPCR检测结果是大肠菌群CPU的2.2～5倍.病原细菌的几何平均值范围, QPCR法在25～67 000 CCE/100 mL之间, MF法大肠菌群为3～45 000 CFU/100 mL之间.2种方法的离散和回归分析表明, QPCR检测结果与大肠菌群CFU显著正相关,秩相关系数为r=0.983.