改性羧甲基纤维素对铀吸附机理的试验研究

对羧甲基纤维素(CMC)进行改性,并将其用于吸附废水中的铀.研究结果表明:在温度为70℃~80℃、单体质量浓度为30%~35%、羧甲基纤维素:丙烯酸(质量比)为10:2.5、反应时间为3.5~4h条件下,CMC改性效果最好;在改性CMC质量浓度为0.10g/L,温度为25℃, pH值为5.0,反应时间60min的条件下,对废水中铀去除率达到了97.1%;改性CMC对溶液中U(VI)的吸附过程符合Freundlich方程,其吸附动力学数据符合准一级方程(R2=0.9618),表明改性CMC的吸附主要是表面吸附;热力学研究表明,改性CMC对铀的吸附吉布斯自由能(ΔG0)0,吸附过程是自发的吸热反应、以物理吸附为主的过程.     

锰、砷对枯草芽孢杆菌铀富集的影响

通过单因素实验及多因素实验,研究了枯草芽孢杆菌对铀(U)、锰(Mn)和砷(As)的富集规律及锰、砷对铀富集的影响,并利用红外光谱(FTIR)分析其影响机理。研究表明:铀浓度>75 mg/L、锰浓度>25 mg/L或砷浓度>25 mg/L均会对枯草芽孢杆菌的生长产生明显的抑制;同时,铀、锰浓度在0~100 mg/L范围内其浓度与吸附率呈负相关,砷在0~100 mg/L范围内其吸附率先升高后降低的趋势,且75 mg/L时吸附率最高,达到86.09%。多因素实验发现,砷浓度低于60 mg/L时促进枯草芽孢杆菌富集铀,>80 mg/L则抑制。<40mg/L的锰增加铀的富集,浓度高于60 mg/L锰对其铀的吸附产生抑制作用。锰和砷通过抑制细菌生长、竞争菌体表面负点性基团、改变菌体物质特性等方式影响菌体对铀的吸附。     

零价铁-四钛酸钾晶须处理铀矿山废水

以四钛酸钾晶须作为处理材料去除废水中的铀,考察了四钛酸钾晶须投加量、溶液pH值、铀初始质量浓度、反应时间和温度等因素对去除效果的影响。结果表明:在温度为25℃、pH=8.0、反应时间为120 min的条件下,四钛酸钾晶须对初始质量浓度为100 mg/L的含铀废水中铀去除率达97.4%。在此基础上开展零价铁和四钛酸钾晶须联合处理含铀废水研究,二者在实验所设的8种投加量情况下均可将初始铀浓度为100 mg/L的废水降至GB 23727—2009《铀矿冶辐射防护和环境保护规定》规定值0.05 mg/L以下。在增加投加量的基础上,二者联合处理,可使铀浓度约为50 mg/L的实际铀矿山废水中铀含量降至0.1 mg/L左右,去除率达99.8%。     

假单胞菌P1-1脱氮除磷特性及其动力学研究

利用实验室中筛选到的假单胞菌P1-1菌株进行脱氮除磷研究,并探讨了温度、pH、接种量、摇床转速和碳源对该菌株生长和脱氮除磷的影响,同时研究了菌株除磷的动力学。结果表明,该菌株最佳生长条件为摇床转速140 r/min、接种量10%、pH 8.0、温度30℃,最佳除磷条件为摇床转速140 r/min、接种量10%、温度30℃、pH 8.0,最佳脱氮条件为接种量10%、摇床转速0、温度30℃、pH 7.0;该菌株在比较好的生长和脱氮除磷效果时需要乙酸钠的最低浓度为1 000 mg/L;当初始P浓度为6~21 mg/L时,菌株除磷的动力学过程符合Monod零级反应模型。     

厌氧颗粒污泥处理含U(Ⅵ)废水的效果及生物特性

以生物活性高的厌氧颗粒污泥为对象,研究了U(Ⅵ)初始浓度、pH值、颗粒污泥的投加量和SO42-浓度对颗粒污泥处理含U(Ⅵ)废水的效果。结果表明:当U(Ⅵ)初始浓度为9.6 mg/L,湿颗粒污泥投加量为2 g,温度25℃,pH值为6时,对U(Ⅵ)的去除率达98.7%。随着SO_4~(2-)浓度的增加,微生物活性增强,SO_4~(2-)浓度为8 mmol/L时,反应9 h,溶液中的U(Ⅵ)基本去除。通过环境扫描电镜(SEM)分析颗粒污泥微观结构,SEM表明处理含U(Ⅵ)废水后的颗粒污泥主要以1~3μm的球菌和短杆菌为主,处理较高浓度(9.6 mg/L)含U(Ⅵ)废水后,生物活性较高,细菌数量较多、表面较光滑、形态较匀称,形成团聚结构。能谱分析(EDS)表明颗粒污泥内存在铀。高通量测序技术分析颗粒污泥微生物结构显示存在较多耐铀菌种,所占比重接近20%,颗粒污泥显示出良好的耐铀性。     

双酚A降解菌的分离鉴定及其降解特性

从好氧堆肥反应器的渗滤液中分离到1株降解内分泌干扰物双酚A的细菌B-16.经过对其形态特征、生理生化以及16S rDNA序列分析,该菌株初步鉴定为Achromobacter xylosoxidans.通过摇瓶实验考察了生长条件对双酚A降解的影响,得出该菌株降解双酚A的最佳条件是接种量为0.6%,初始pH值为7.0,温度为30℃.在该条件下,对菌株B-16对不同初始浓度双酚A的降解反应过程进行动力学分析,该降解反应在低浓度(3、5、10mg/L)时符合一级反应动力学特征,而在较高底物浓度(20 mg/L5、0 mg/L)下不能用一级反应动力学描述,双酚A的降解率在初始浓度为10 mg/L时达到最大值46.93%.     

磺化酞菁钴光催化降解甲基橙染料的试验研究

针对难降解的偶氮染料废水,在以磺化酞菁钴CoPcS为催化剂的情况下,实验研究了催化剂浓度、光照强度、温度、甲基橙初始浓度对降解效果的影响。结果表明:当催化剂CoPcS浓度0.2 g/L,光照强度250 W,温度40℃,pH=1,甲基橙10 mg/L时,在30 min内,甲基橙的降解率高达98.06%。最佳试验条件:pH值为1,催化剂浓度0.2 g/L,甲基橙初始浓度15 mg/L,温度40℃。影响因素主次为:pH值〉甲基橙初始浓度〉温度〉催化剂浓度,该反应符合零级反应动力学方程。     

PCB77降解菌的分离鉴定及降解特性研究

从污染土样中分离出一株多氯联苯(PCBs)降解菌,利用细菌通用引物扩增降解菌的16S rDNA,得到~1 500 bp的片段。经纯化,测序后在Genbank上进行同源性比较分析及系统发育树构建,初步鉴定该菌株为Pseudomonas sp,并用其对PCB77进行降解研究。研究结果表明,该菌株在培养2 d后达到对数生长期,当培养温度为30℃、培养基pH值为7.0、微生物接种量为109cfu/mL、PCB77初始浓度为1.0 mg/L时,微生物对PCB77的降解率为58.63%。微生物对PCB77降解的最适条件为:培养基pH值为7.0、微生物接种量为2×109cfu/mL、外加蔗糖浓度为2.0 g/L、PCB77初始浓度为0.5 mg/L。     

亚硝酸盐降解菌的分离鉴定及其降解特性

从活性污泥中分离得到一株能以亚硝酸盐为唯一氮源生长的异养硝化细菌53,根据其形态、生理生化特性以及16S rRNA基因序列相似性分析结果,将其初步鉴定为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)。研究了亚硝酸盐的初始浓度、pH、温度、接种量4个影响因素对菌株53降解亚硝酸盐效果的影响,确定了最适降解条件。结果表明,该菌株在亚硝酸盐浓度10 mg/L、培养温度30℃、pH为8.0、接种量5%条件下,接种24 h后对亚硝酸盐的降解率达到94.8%以上。在亚硝酸盐质量浓度为5mg/L的10L污染水体模拟实验中,按1%的接种量接入53发酵菌液(A600nm≈0.4),在30℃的水温条件下经4 d,53菌株对亚硝酸的降解率可达96.52%,处理后水体中亚硝酸盐的含量能达到养殖水体标准。表明该菌株对污染水体中的亚硝酸盐具有较强的降解效果。     

二氧化氯降解水中柱孢藻毒素的研究

实验考察了在不同二氧化氯投加量、柱孢藻毒素(CYN)初始浓度、pH值及温度下柱孢藻毒素的降解效果,对二氧化氯降解柱孢藻毒素的反应动力学进行了探讨。结果表明,ClO_2能有效地降解柱孢藻毒素。CYN降解率随ClO_2投加量的增大而提高。当CYN初始浓度在15.11μg/L以下,CYN初始浓度对ClO_2降解CYN的影响不明显;当高于15.11μg/L增大,CYN初始浓度CYN降解率提高。温度为25℃的CYN降解率接近于30℃的,两者的CYN降解率均高于15℃的。酸性条件下CYN降解率高于碱性和中性条件的。在25℃/pH值7.05,柱孢藻毒素初始浓度为28.04μg/L,ClO_2投加量为0.5 mg/L 30 min CYN降解率达83.69%,120 min达92.62%。ClO_2降解CYN的反应为三级反应,在温度30、25和15℃时相应的速率常数分别为9.30×10~(-4)、9.90×10~(-4)和9.83×10~(-5)L~2/(μg~2·s);反应活化能为12.29 kJ/mol,ClO_2降解CYN在常温下反应迅速。     

硝化过程中影响亚硝酸盐积累的因素

采用间歇式批试验法,改变pH值、DO浓度和温度,试验发现:当pH值分别为8.2、7.5、9.2、6.5和5.0,DO分别为1.0mg/L、2.0mg/L、4.5mg/L和温度为30℃、25℃、35℃和10℃时,氨氧化速率依次减小。进水氨氮浓度为50mg/L～250mg/L,保持pH值为8.0±0.2时,游离氨浓度为4.45mg/L～22.68mg/L左右,最大HNO2浓度远<0.2mg/L,游离氨和HNO2对好氧氨氧化菌的影响较小。结果表明,pH值、DO浓度和温度对好氧氨氧化菌的富集有显著影响。在富集过程中,控制pH值、DO浓度和温度是关键因素,游离氨和HNO2进行适当控制,以保证抑制亚硝酸盐氧化菌而不抑制好氧氨氧化菌。     

高效异养硝化细菌Alcaligenes faecalis Ni3-1的分离及其脱氨特性研究

从生活排污渠中分离筛选出高效异养硝化菌株Ni3-1,通过形态和16S r DNA序列分析,初步鉴定为Alcaligenes faecalis。脱氨特性研究表明:Ni3-1的异养硝化作用主要发生在指数期;碳源对菌株脱氨效果影响较大,柠檬酸三钠和丁二酸钠为最佳碳源;在氨氮为10~1 000 mg/L时,Ni3-1均表现出较高的脱氨能力;Ni3-1适应能力较强,温度为25~35℃,p H为6~9,C/N为10~15时,24 h氨氮去除率均达95%以上。将Ni3-1用于处理高氨氮猪场废水,48 h氨氮去除率可达93.2%,且未检测到亚硝态氮和硝态氮的积累。总体而言,菌株Ni3-1在脱氨效率和适应能力方面具有明显优势,在污水脱氮处理中具有一定的开发利用价值。     

苯酚降解菌的分离及降解特性研究

从扬子乙烯集团废水处理系统曝气池中的活性污泥驯化分离得到一株能快速降解苯酚的菌株,初步鉴定其为假单胞菌属菌株。该菌株在5℃-35℃范围内时都可以有效降解并矿化200mg／L的苯酚,最适宜的生长温度为25℃左右;菌株在pH为5～9范围内可以降解200mg／L的苯酚,偏碱性的条件下比酸性条件更适合细菌生长;培养过程中振荡速率大于120r／m时降解速率最大。当苯酚的初始浓度超过1000mg／L时,降解菌的生长受到抑制,不能有效降解苯酚。     

藻液浓缩方法的改进与浓缩过程水体性质特征

为制作生物燃油提出了一种藻液浓缩方法。对湖泊水华过程生成的藻液进行浓缩研究,浓缩过程表明:在温度为21.5~22.9℃时,沉降装置上清液的理化性质为:溶解氧浓度为19.91~4.39 mg/L,p H为9.98~10.54,电导率为1 321~1 459μS/cm,氧化还原电位为-23.6~113.1 m V,浓缩倍数为26.58~28.95倍。藻液初始浓度为0.94 g/L,沉降后的高浓度藻液干重均值为25.47 g/L。结果显示:沉降系统能长时间保持稳定,适宜藻液长期浓缩。     

萘降解菌N19-3的分离、鉴定和萘双加氧酶基因的检测

从石油污染土壤中分离到一株高效降解萘的N19-3菌株. 经形态观察、生理生化实验和16S rDNA序列分析等鉴定其为丛毛单胞菌属（Comamonas sp.）. 该菌株能在30 ℃,30h内将1 000mg/L的萘完全降解. 降解萘的适宜温度为20～30 ℃, 适宜pH为7.0～9.0. 0.1mmol/L的Ca2+和Fe3+对N19-3菌株降解萘有较强的促进作用, 0.1 mmol/L的Mn2+和Zn2+对N19-3菌株的生长和萘的降解也有一定的促进作用, 而0.1 mmol/L的 Cu2+则完全抑制了N19-3菌株的生长和萘的降解. 通过PCR方法在N19-3菌株中扩增出分别与C. testosteroni H菌株的萘双加氧酶铁硫蛋白大亚基基因（pahAc）与双加氧酶铁硫蛋白小亚基基因（pahAd）高度同源的核苷酸片断.      

灭活与非灭活条件下植物乳杆菌去除U(VI)的机理

在不同时间,pH值和生物量浓度条件下,进行了灭活与非灭活植物乳杆菌去除水中铀的对比试验,探讨了二者去除水中铀的机理,通过SEM-EDS、FTIR、XPS及XRD分析了铀与菌体表面的微观作用机理以及菌体表面沉积物的特征.结果表明：植物乳杆菌经灭活后,其吸附铀的能力得到显著的提高,当U（VI）初始浓度为10mg/L、pH值为6.0、37℃条件下,120min内灭活菌体对U（VI）的去除率为94.7%,而活菌体的去除率为88.9%.灭活菌体具有更高的铀吸附容量,在生物量浓度为0.06~0.24mg/L,pH值（3.0~7.0）条件下,灭活菌体与活菌体的U（VI）累积容量比W均大于1.SEM-EDS、FTIR分析结果表明,活细胞和灭活细胞都可通过细胞表面的羟基、酰基及羧基等官能团吸附、配位络合U（VI）.XRD分析表明,活菌体可生物磷酸矿化水中的U（VI）.活菌体的XRD谱图在2θ（18.023,25.492,27.343,40.813°处）有4个明显的磷酸铀酰晶体峰,而灭活菌体的XRD谱图显示为非晶态.XPS结果表明,活菌体可生物还原U（VI）.活菌体能谱图中U4f7/2和U4f5/2轨道出现了结合能为380.20eV和390.65eV的U（VI）分裂峰,而灭活菌体的能谱图中没有出现U（IV）的分裂峰.     

产表面活性剂解烃菌的筛选及其降解条件研究

以原油为唯一碳源和能源,从新疆克拉玛依油田土壤中筛选出1株能产生物表面活性剂的高效解烃菌XJBM,经形态观察、生理生化特征和Biolog分析,初步鉴定该菌为铜绿假单胞菌(Pseudomonas Aeruginosa)。薄层色谱分析结果表明,XJBM产糖脂类生物表面活性剂,在最适发酵条件下,生物表面活性剂的产量可达2.25 g/L,可将发酵液表面张力从68.20 m N/m降低到32.50 m N/m,乳化指数(E24)达到81.8%。采用单因素试验对影响XJBM降解率的因素进行了研究,得出最适降解条件为p H 7.5,温度30℃,盐浓度5 g/L,接种量10%。在此条件下,菌株对1%石油烃的7d降解率为63.78%。     

负载镧镁活性氧化铝的制备及除氟性能研究

采用浸渍法制备负载镧镁活性氧化铝改性除氟剂,用于去除溶液中氟离子。通过正交实验考察镧镁摩尔比、焙烧温度和焙烧时间对改性活性氧化铝吸附性能的影响,得出最佳合成条件为镧、镁物质的量比1∶2,焙烧温度300℃,焙烧时间2.0 h。研究吸附时间、投加量、p H值和共存阴离子对氟离子吸附效果的影响。结果表明:吸附时间为3.0 h、投加量为3.6 mg/L,p H值在6~9,除氟效果最好,氟离子去除率为94.5%;对比不同阴离子对除氟性能的影响,除氟性能受阴离子影响力大小为:CO2-3>SO2-4>Cl->NO-3;吸附剂对氟离子的吸附过程符合伪二级动力学模型,吸附等温线满足Langmuir吸附等温式,其饱和吸附量为7.663 mg/g;不同温度下的热力学结果表明该反应为自发吸热反应。     

一株高适应性Nitrosomonas eutropha CZ-4的脱氨特性

从垃圾渗滤液中分离得到了一株亚硝化单胞菌Nitrosomonas eutropha CZ-4,其16S rDNA序列与N.eutropha C91的相似性达99%.研究了pH值、温度、游离亚硝酸浓度、盐度等对其生长的影响,并测试了其在垃圾渗滤液、黑臭水和富营养化湖水中的脱氨效果.结果表明,该菌的最适生长pH值为7.3~8.7,最适生长温度为30.9℃,游离亚硝酸和盐度对该菌的半数抑制浓度分别约为0.11mg/L与2%.在最佳发酵条件下,该菌的最大氨氮去除速率为58mg/（L·h）,最短倍增时间为8.2h;在不同类型的污水/地表水（初始氨氮浓度为0.66~603mg/L）中,该菌的最大氨氮去除速率为11.4mg/（L·h）,最短倍增时间为10.9h,最低残余氨氮浓度为0.11mg/L.