Effect of Lead lons on Bacillus thuringiensis Fermentation with Sewage as Medium

以城市污水处理厂污泥为培养基,研究了添加Pb2+对Bt(Bacillus thuringiensis,苏云金芽孢杆菌)生长和晶体蛋白合成的影响,同时分析了Bt发酵过程中有效态Pb含量(以ρ 计)的变化,并采用FTIR(傅立叶红外光谱)和XPS(X射线光电子能谱),初步探讨了Pb2+在Bt表面的作用机制.结果表明:污泥培养基在支持Bt生长代谢和降低重金属有效态含量方面均优于商用培养基,当初始p( Pb2+)高达400 mg/L时,与未添加Pb2+相比,污泥培养基中Bt活菌数与晶体蛋白产量约分别下降48％和54％,而商用培养基中约分别下降82％和75％,证实了污泥作为Bt发酵培养基的可行性;Bt对Pb2+有较好的耐受性,当ρ(有效态Pb)在80 mg/L以下时,Bt生长代谢不会受到显著影响.光谱学分析表明,Bt对Pb2+有少量吸附,从而降低Bt发酵过程中Pb的生物有效性,吸附位点主要为羟基,部分C=O和S＝O也参与了吸附反应.     

微生物转化污泥制备苏云金杆菌生物杀虫剂

以城市污水处理厂的污泥为原料,探索了微生物转化污泥制备苏云金杆菌生物杀虫剂的可行性,并与常规培养基的发酵进程进行了对比.主要考察了苏云金杆菌的代谢特征、菌体形态与杀虫晶体蛋白产量.研究表明:无需任何预处理工序,污泥所含营养成分即可基本满足苏云金杆菌生长需求,且增殖较快,24h即可达活菌数与活芽孢数的最大值:9.48×10⁸CFU·mL^-1和8.51×10⁸CFU·mL^-1,比常规培养基提前12h,数量分别提高17%和21%;36h SEM表征显示,污泥中晶体与芽孢大部分游离,且晶体较大,呈规则的菱形,而常规培养基中苏云金杆菌的代谢进程相对滞后,且晶体较小;至发酵终点污泥中杀虫晶体蛋白含量为2.80 mg·mL^-1,亦略高于常规培养基.采用污泥发酵制备苏云金杆菌生物杀虫剂大大降低了生产成本,且发酵性能优良,为污泥处置开辟了崭新途径.     

Zn2+和Mn2+处理水钠锰矿后对Pb2+吸附量的影响

分别采用Zn2+和Mn2+处理锰平均氧化度较高的水钠锰矿,对比研究了经不同浓度的Zn2+和Mn2+处理后矿物的锰平均氧化度、d110面网间距、对Pb2+的最大吸附量以及吸附过程中Zn2+和Mn2+的最大释放量等的变化.同时,通过Zn2+和Mn2+与水钠锰矿表面反应行为的不同,进一步明确矿物结构中的八面体空穴数量与重金属吸附量的关系.研究结果表明,水钠锰矿经Zn2+和Mn2+分别处理后,矿物类型未改变,并具有相似的晶体形貌.Zn2+溶液处理水钠锰矿时,随着Zn2+浓度的增大,水钠锰矿的锰平均氧化度和d110面网间距不变,说明结构中空穴数量未改变,Zn2+通过占据部分吸附点位,导致其对Pb2+的最大吸附量从3190 mmol·kg-1减少为2030 mmol·kg-1.而Mn2+溶液处理水钠锰矿时,大多数Mn2+被氧化为Mn3+,这些Mn3+部分位于八面体空穴上下方的吸附位点,部分进入八面体空穴中.随着加入的Mn2+浓度增大,Mn2+被氧化为Mn3+而进入八面体空穴的数量增多,锰平均氧化度减小,d110面网间距从0.14160 nm增大至0.14196 nm,说明结构中空穴数量减少,对Pb2+的最大吸附量从3190 mmol·kg-1减少至1332 mmol·kg-1.对比研究结果表明,水钠锰矿结构中的八面体空穴数量对Pb2+的吸附量的大小起着非常重要的作用.     

水稻秸秆生物碳对重金属Pb2+的吸附作用及影响因素

以农业废弃物水稻秸秆为原料,采用限氧裂解法制备了不同温度(350、500和700℃)下的秸秆生物碳(RC350、RC500和RC700),研究了生物碳对Pb2+的吸附性能、作用机制及影响因素,为准确预测生物碳还田固碳对土壤中重金属迁移行为的影响提供理论参考.结果表明,生物碳对Pb2+的吸附行为符合准一级动力学方程,Pb2+在RC350、RC500、RC700上的吸附速率分别为0.167h-1、0.154h-1、0.388h-1;其等温吸附曲线符合Langmuir方程,最大吸附量分别为65.3、85.7和76.3mg·g-1,是原秸秆生物质RC100的5～6倍、活性炭AC的2～3倍.生物碳单位面积上的有效吸附点位比AC高约10倍.经酸化去除表面矿物成分后,RC350和RC700对Pb2+的吸附能力急剧下降,其最大吸附量、吸附亲和力与AC相近;红外光谱分析表明,去灰分后生物碳上有机碳官能团并无明显减少,而无机矿物(如SiO2)含量显著降低.生物碳中的有机碳组分和无机矿物组分对其吸附Pb2+均有重要贡献,其中无机矿物组分的吸附量及亲和力均大于有机碳组分.     

耐砷芽孢杆菌对As3+的吸附性能与机制研究

为了给砷污染水体的微生物修复提供理想材料和必要的理论依据,从湖南某矿区筛选分离得到一株高耐砷菌株,利用16S rDNA基因测序分析对其进行鉴定.同时,采用单因素试验研究了耐性菌吸附As³⁺的影响因素及规律,通过研究等温吸附属性、吸附动力学和热力学属性,分析亚细胞赋存特性,并结合扫描电镜（SEM）、傅里叶红外光谱（FTIR）等技术手段,初步探讨了吸附发生的可能机理.结果表明,通过形态学、生理生化及分子鉴定,初步鉴定为芽孢杆菌属（Bacillus sp.）,命名为Bacillus sp. strain AsT4.该菌株固体平板培养对砷的耐受阈值为40 mmol·L^-1;菌株最适生长条件为温度35℃、pH=7.0、NaCl浓度5 g·L^-1、转速180 r·min^-1;芽孢杆菌湿菌体吸附As³⁺的优化条件为：温度35℃,溶液pH=6.0,培养时间36 h,As³⁺初始浓度10 mg·L^-1,菌量1.5 mL,此条件下的去除率为69.3%.干菌体吸附As³⁺的优化条件为：温度35℃,pH=7.0,吸附时间90 min,As³⁺初始浓度10 mg·L^-1,投加量0.5 g·L^-1,此条件下的吸附率为72.8%.无论是湿菌体还是干菌体,Langmuir等温吸附模型和拟二级动力学方程能更好地描述耐砷芽孢杆菌AsT4对As³⁺的吸附过程,并且是自发、墒增的吸热过程.耐性菌对As³⁺的生物吸附和累积以胞内累积和细胞壁富集为主,菌粉表面的羧基、羟基、胺基等活性基团可能在吸附过程中起主要作用.     

蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus吸附铅的研究

通过吸附实验和微量滴定法探讨了Pb²⁺与蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus的吸附特性.结果表明,该菌体对Pb²⁺的吸附量随着pH升高而升高,最适pH值为6;菌体浓度的增加有利于对Pb²⁺的吸附;整个吸附过程符合Langmuir吸附模型,在试验的条件下,对Pb²⁺的饱和吸附容量为36.7mg/g干菌体.通过电位滴定实验,使用实时格氏图确定了滴定体系中的等当点(Ve)以及估算了表面活性位的总浓度(HS).     

利用城市污泥生产苏云金杆菌生物农药

用城市污水污泥和经酸水解后的城市污泥作为培养基发酵苏云金杆菌Bacillusthringiensis(B.t),与常规的黄豆粉培养基作比较.检测B.t发酵液的pH值变化,总细胞数及活孢子数以及在发酵48h后,用2龄家蚕作试虫比较3种发酵液的生物毒性.结果表明,用污泥培养的B.t总细胞数及活孢子数略低于黄豆粉培养基生产的B.t,但两者的细菌总数都在同一数量级,差别不显著.用污泥培养B.t,芽孢大量形成109个/mL的时间,比用黄豆粉培养基生产的B.t约提前10h,发酵周期明显缩短.生物毒性实验表明用污泥培养的B.t孢晶混合液比用黄豆粉生产的B.t孢晶混合液毒性高,在相同的稀释倍数下,家蚕的死亡率提高了10%,酸水解污泥毒性略差.     

Ca2+与Pb2+相互作用对斑马鱼胚胎毒性效应的影响

为探明Ca²⁺浓度增加是否会使鱼类早期发育阶段对铅毒性的敏感性升高,以及Ca²⁺单独减弱铅毒性的浓度范围,选用斑马鱼胚胎作为实验材料,记录在不同的水化学参数条件下,胚胎发育过程中一些具有代表性的毒理学终点,采用相对易于观察且敏感的指标——72 h孵化率进行分析.用Visual MINTEQ2.5.2软件进行溶液中离子的化学形态分析.结果表明,当Ca²⁺浓度从0.25 mmol/Ｌ增加到2.00 mmol/Ｌ时,导致了以自由铅离子活度（{Pb²⁺}）和溶解态铅总浓度（［Pb］_T）表示的72　h EC₅₀的增加（表现为发育延迟）,两者之间存在良好的线性关系.通过这一线性关系,可以对Ca²⁺浓度对铅毒性的影响进行预测.这一结果支持了生物配体模型（BLM）概念的假设,说明在胚胎的表面,铅离子与钙离子可能在传输和毒性作用位点上存在竞争作用.而当Ca²⁺浓度从2.00 mmol/Ｌ增加到4.00 mmol/Ｌ时,72 h EC₅₀ {Pb²⁺}和72 h EC₅₀ ［Pb］_T并没有显著的增加.     

球形棕囊藻对Pb2+的吸附动力学

研究了球形棕囊藻对金属离子Pb2+在球形棕囊藻上的生物吸附特性.结果显示,Pb2+在球形棕囊藻上的生物吸附可以分为2个阶段,第1阶段为物理吸附,在10min内快速达到平衡;第2阶段为金属离子向藻内部的迁移,过程缓慢.通过拟合得到了吸附过程的准二级动力学方程,参数k为0.0025 g·mg-1·min-1,qe为19.8 mg·g-1.吸附等温线结果表明.Pb2+在球形棕囊藻上的生物吸附可以用Langmuir来描述,最大吸附量qmax为20.2 mg·g-1.     

膨润土对Pb2+的吸附性能及影响吸附的主要因素

探讨了天然膨润土对Ｐｂ＾２＋的吸附性能及其主要影响因素，天然膨润土对Ｐｂ＾２＋的吸附能力很强，当Ｐｂ＾２＋的浓度小于２０ｍｇ／Ｌ时，去除率可达９９％以上，吸附受溶液ＰＨ、吸附剂用量以及振荡时间的影响，但溶液中存在的有机污染物不影响膨润土对Ｐｂ＾２＋的吸附。     

聚环氧琥珀酸对污泥中铅的萃取研究

以上海市桃浦污水厂污泥为对象,研究了易生物降解的聚环氧琥珀酸(PESA)对污泥中重金属Pb的萃取作用,重点考察了萃取体系的pH值和萃取剂PESA的用量对重金属Pb萃取的影响.研究发现,PESA对污泥中的重金属Pb具有较好的萃取效果,形态分析结果表明,被PESA萃取的锌主要来自水溶态、酸溶态、可还原态和可氧化态4种形态.当萃取体系的pH=4且PESA与污泥中重金属总量的摩尔比为4∶1时,Pb的萃取效率可达73%.实验结果还表明,萃取体系的pH值和PESA用量是影响污泥中Pb萃取的重要因素.随着萃取体系pH值的降低,Pb的萃取效率总体呈现逐渐下降的趋势;随着PESA用量的增加,Pb的萃取效率逐渐提高,且对体系pH值的依赖性减小.     

不同通风方式对污泥堆肥的影响

采用2种通风方式和5种调理剂进行污泥堆肥,堆温均能顺利达到设定温度(60℃),并能保持一段高温期,堆肥产品的卫生学指标达到了无害化国家标准.同采用正压强制通风相比,采用自然通风与正压强制通风相结合方式,堆温上升迅速,能耗更低.但正压强制通风能加快堆料含水率的降低和有机质的降解.堆料含水率能极大地影响污泥堆肥过程,堆料的含水率不宜超过80%,在污泥堆肥过程中不必对堆料的pH值进行调整.     

环境温度对污泥堆肥的影响

堆体温度受各种理化参数的影响,也与环境温度有密切关系。试验表明,地污泥堆起始升温影响不大,５．８℃以上的环境温度污泥堆肥均可以顺利升温,但是达到高温期的污泥肥,因为易降解有机质含量的减少,使其产热量减少;环境温度的剧烈变化会影响马过程的进行,环境温度降低至５℃以下时,本试验堆量的污泥堆肥已难以进行,环境温度在１０以上时,经过通气等的堆肥可以进行。     

城市污水处理厂污泥制活性炭的研究

经对天津东郊污水处理厂的污泥性质和组成测试 ,研究了以城市污水厂污泥为基本原料、氯化锌为活化剂采用传统活性炭制备工艺的污泥活性炭制备技术 .选取活化剂浓度、固液比、活化温度及活化时间等因素 ,通过正交试验确定了最佳工艺条件 .结合比表面积、孔径分布和扫描电镜表征分析 ,对制备的污泥活性炭进行性能评价 ,并初步探讨了污泥活性炭作为水处理吸附剂的去除效果 .结果表明 :在最佳工艺条件 4 0 %氯化锌溶液为活化剂、活化时间 2 0min、活化温度 6 0 0℃、固液比为 1∶2～ 1∶3的条件下 ,制备的污泥活性炭碘吸附值为 5 14～ 5 4 2mg/ g ,大孔、中孔、微孔容积分别为 0 39～ 0 5 3mL/g、0 10～ 0 15mL/ g、0 15～ 0 2 3mL/ g ,比表面积为 193～ 2 5 6m2 / g .将污泥活性炭处理COD为 2 4 0 0mg/L、色度 2 5 0的制药废水 ,COD去除率 >87%、色度去除率 >80 % .     

污泥脱水技术研究现状

本文总结了城市污泥处理的现状,详细介绍了近年来传统的、新兴的污泥脱水技术并提出新兴技术与传统技术相结合的复合脱水技术,将是今后污泥脱水处理技术的发展趋势     

污泥基多孔吸附材料对SO_2吸附机理研究

利用城市污水生物法处理产生的剩余污泥通过热解制备的吸附材料对低浓度SO2进行吸附研究,采用热分析的结合滴定的方法研究了对SO2的吸附机理。研究表明,水存在的情况下,化学吸附占有主导地位,没有水存在的情况下,物理吸附与化学吸附应该同时存在。结合TG-DTG曲线和吸附SO2后的TG-DTG曲线及DTA曲线,可以发现,曲线的失重情况明显不同,吸附SO2后的失重经历的阶段都要多些,这也充分的说明了在吸附SO2后有了新的物质的生成,生成的物质主要是硫酸盐类的物质。SO2首先扩散到污泥衍生吸附材料的孔隙中,进行物理吸附,物理吸附的SO2经过材料中的炭及金属物质的催化被氧化成SO3,由于有水的存在,SO3就和水发生反应生成硫酸,生成的硫酸可以进一步与材料中的氧化物进行反应生成硫酸盐或者亚硫酸盐。     

污泥中蛋白质和多糖的分布对脱水性能的影响

为研究污泥中蛋白质和多糖的组成及空间分布对污泥可脱水性的影响,采用高温（55℃）及pH 10.0和pH 5.5控制条件,进行污泥水解酸化试验;通过离心和超声波法,对污泥中蛋白质和多糖在污泥粘液层、松散附着胞外聚合物层、紧密粘附胞外聚合物层及细胞相层的分布,并对污泥脱水性能（以毛细吸水时间表征）作了跟踪监测.结果表明,污泥中蛋白质和多糖主要分布在细胞相层.在酸性条件下（pH 5.5）,污泥高温水解酸化（第0～15 d）使其毛细吸水时间比原污泥稍大,而最终（第20 d）稍低;在碱性条件下（pH 10.0）的污泥水解酸化,则使污泥毛细吸水时间远大于原污泥.统计分析结果表明,污泥脱水性能主要受粘液层的可溶性蛋白质和蛋白质/多糖影响,几乎不受污泥中的蛋白质、多糖和蛋白质/多糖及其它EPS层中的化学组分的影响.     

生物沥浸的酸化效应对城市污泥脱水性能的影响

采用嗜酸性氧化亚铁硫杆菌Acidithiobacillus ferrooxidans LX5对供试污泥进行生物沥浸处理,并通过与化学酸化试验对比,从Zeta电位、溶胞作用及污泥絮体的形态结构等方面研究了污泥生物沥浸的酸化效应对其脱水性能的影响.结果表明,生物酸化过程中,随着pH的下降,污泥比阻由1.81×1012m.kg-1降到0.59×1012m.kg-1,污泥沉降率不断提高,在pH 2.90时达到48%,污泥Zeta电位逐渐升高,从-25.2 mV升至9.6 mV.化学酸化试验中,随着pH的下降,污泥比阻先降低再升高,并在pH 3.35时取得最小值2.6×1012m.kg-1,Zeta电位逐渐上升,于pH 2.90时趋于0.污泥中可溶性磷浓度随着pH下降不断升高,pH调至1.86时,污泥液相中总磷(TP)浓度超过600 mg.L-1,进一步通过显微镜对污泥絮体的观察发现,强酸会导致污泥中微生物细胞分解.在pH 3.35左右,化学酸化污泥和生物酸化污泥的颗粒结构都没有发生明显变化,但生物酸化污泥中存在一些可能是次生矿物的晶体.污泥Zeta电位趋近于0、次生矿物的形成是生物沥浸的酸化效应使城市污泥脱水性能提高的内因.     

城市污水厂污泥好氧处理可行性研究

针对上海城市污水厂污泥出路问题，进行了污泥好氧消化处理试验，并结合实际情况探讨了该技术在部分污水厂应用的经济技术可行性。