溶胞菌的筛选、特性及其污泥减量效果

采用抑菌圈法从活性污泥中筛选溶胞菌,研究溶胞菌用于污泥减量的效果。在5种溶胞菌中RJM-2对金黄色葡萄球菌的溶胞能力最好。根据形态、生理生化及16SrRNA测序,鉴定RJM-2为短小芽孢杆菌属。为了分析RJM-2的活性物质成分,分别对发酵上清液进行121℃高压蒸汽处理及蛋白酶K处理。结果表明,10 min内RJM-2发酵上清液与对照组相比能使金黄色葡萄球菌(S.aureus)的OD580(580 nm条件下检测溶液的吸光度)下降0.12,而经过处理的发酵上清液OD580在2 h内无下降,这表明溶胞能力主要来自蛋白酶的作用。RJM-2对受试的5株革兰氏阴性菌及多株革兰氏阳性菌具有溶胞能力。RJM-2接种到污泥中24 h后能够使污泥SCOD(溶解性化学需氧量)达到111.96 mg/L,与不接种RJM-2的对照组相比SCOD增加了90.50 mg/L;在36 h内TSS(悬浮物固体)去除率达到56.68%,使污泥比阻下降了47.73%,污泥滤饼的含水率从83.6%下降到78.0%。研究表明,RJM-2能有效减少污泥TSS含量,降低污泥的比阻,改善污泥脱水性能。     

菌渣、鸡粪联合堆肥工艺研究

对以菌渣、鸡粪为主要原料的静态条垛式好氧堆肥工艺进行了研究.结果表明在1次发酵过程中,温度维持在55 ℃以上的时间均超过7 d.堆肥结束时,堆体温度恢复到略高于室温水平,含水率下降15%左右,pH值为7.8左右,总氮含量损失了13.8%～15%,并且主要发生在1次发酵阶段.本文通过对各参数的测定和分析发现,菌渣和鸡粪通过添加酵素菌进行30 d左右好氧发酵,即可获得高质量的堆肥产品,对堆肥工程有指导作用.     

天然橡胶乳清废水与菌渣堆肥的研究

针对天然橡胶加工废水与食用菌菌渣产生环境污染的问题,为寻求一种废弃物治理和资源化利用的有效方法,以高浓度乳清和牛肝菌菌渣为研究对象,将二者混合后添加发酵菌剂(EM)进行好氧堆肥处理,对不同处理堆肥过程中的温度、C/N比、有机质、腐殖酸、pH值及含水率变化趋势进行分析,并用发酵完全后的处理A进行种子发芽指数(GI)试验.结果表明,与未加入乳清的堆肥处理B相比,加入高浓度乳清的处理A可快速提高堆体温度,最高温度达60℃,C/N比可下降至20以下.处理A和B有机质含量较发酵前分别下降16.1％和7.4％,发酵前后处理A腐殖酸含量无明显化,处理A发酵后pH值为5.79,含水率为25.5％.处理A堆体温度变化与微生物数量变化趋势相符.种子发芽指数(GI)结果表明,乳清与菌渣堆肥发酵后均能完全腐熟无毒性.     

沼泽红假单胞菌去除镉的实验研究

研究了驯化后的光合细菌沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)N菌株在不同条件下的生长和对重金属镉的去除效果.结果表明, 该菌株的最佳生长条件和对镉的去除条件为:pH=7.0,温度35 ℃,好氧黑暗,接种量12%.在最佳条件下,镉的去除率可达80%以上.在最佳去除条件下,模拟了N菌株去除镉的动力学方程.通过测定镉的去除与细菌生长曲线,表明镉的去除与菌体的生长相关.     

沼泽红假单胞菌去除铅的实验研究

采用沼泽红假单胞菌(Rhodopseudomonas palustris)N菌株进行了去除铅的研究。考查pH、温度、接种量、供氧光照条件等因素对其生长及去除铅的影响。结果表明:菌株生长及去除Pb2+的最优条件是pH为7、厌氧光照、温度为30℃,接种量为0.6g·L-1,Pb2+的去除率可达95%以上;模拟了N菌株去除不同浓度Pb2+的动力学方程。进一步研究不同浓度Pb2+对N菌株细胞中半胱氨酸脱巯基酶比活力的影响,结果显示:Pb2+浓度分别为50,100,150mg·L-1时,可提高半胱氨酸脱巯基酶的活力,而当Pb2+浓度提高到200mg·L-1时则抑制其活力。     

球红假单胞菌降解褐煤的试验研究

通过分析球红假单孢菌降解褐煤时的煤样粒度,菌液用量、煤浆浓度和转化降解时间,研究以上各因素对煤炭微生物转化率的影响.研究结果表明,各因素对煤炭微生物转化率影响的大小为煤样粒度>煤浆浓度>降解时间>菌液用量.试验条件下,各因素的最优水平为煤样粒度0.2～0.5mm、菌液用量5 mL/100mL、煤浆质量浓度0.3g/50mL、降解时间14 d,此时经硝酸预处理的义马褐煤的煤炭微生物转化率为74.30%.用XRD和FTIR测试分析了褐煤的微生物转化产物,结果表明,转化产物的芳香聚合度和分子量有很大程度降低,官能团含量也发生了变化,褐煤样中的大量芳香类高聚物降解为低分子量类物质及其他类物质.研究为实现煤炭微生物降解的产业化提供了参考.     

两种抗生素菌渣热解及燃烧特性对比研究

以华北某药厂链霉素、庆大霉素菌渣为原料,研究其资源化途径。通过工业和元素分析可知,两种菌渣C,O质量分数较高,H,N,S质量分数较低;链霉素菌渣中灰分和挥发分含量高于庆大霉素菌渣,而固定碳含量低于庆大霉素菌渣。通过热解实验可知,随热解温度升高,热解气产量增加,可凝结相和焦炭产量降低。热解气中H_2含量最高,庆大霉素菌渣热解时体积分数最高可达到57.6%,其次依次为CO_2,CO,CH_4等。两种热解气属于中热值气体,其低热值在10~15 MJ/m~3之间。链霉素和庆大霉素菌渣及其热解焦炭的热值分别为16.144,24.589,11.460,14.382 MJ/kg。     

利用木薯渣进行纤维素分解菌混合发酵工艺研究

从自然界中筛选出6株相互间无拮抗作用的纤维素分解菌进行混合发酵,研究了该混菌以工业废弃物木薯渣为原料发酵的最佳产酶条件是:培养基配方为木薯渣4 g,黄豆粉0.75 g,KH2PO40.20 g,NaCl 0.02g,MgSO4·7H2O 0.015 g,蒸馏水1 000 mL;发酵工艺为初始pH=7.0,培养温度40℃,每250 mL锥形瓶装培养液140mL,接种量3%,在140 r·min-1转速下发酵72 h.结果表明,混合菌的发酵可大幅度提高纤维素酶活力及对还原糖的耐受力.     

碱处理对厨余垃圾厌氧发酵产氢的强化研究

采用碱处理对厨余物进行产氢强化研究,考察了碱处理对厨余垃圾水解的促进作用、处理后厨余垃圾产氢情况、产氢过程中代谢产物的变化及代谢产物的主要来源等.结果表明,碱处理后厨余垃圾的水解效果得到提高,其中pH=13处理后的有机质总质量浓度和溶解性化学需氧量(SCOD)为1 896.49 mg/L和5 040.2 mg/L,分别比空白提高了2.67倍和1.08倍;经pH=12和13处理后的厨余垃圾产氢量有较大幅度提高,达到79.17 mL/gVSS和105.37 mL/gVSS,分别比空白提高了1.75倍和2.66倍,而且产氢量随碱处理pH值的升高而增加;厨余垃圾发酵后的代谢产物浓度反映出本试验为丁酸型发酵;对产氢过程中有机质代谢情况的研究表明,可溶性碳水化合物是产氢过程中微生物优先利用的底物.     

预加碱强化混凝应急处理模拟突发性铅污染研究

采用烧杯混凝试验研究了加碱种类、pH值、混凝剂聚氯化铝(PAC)投加量、助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)投加量以及初始铅质量浓度对除铅效果的影响.进行了为期1个月规模为4 m3/h的中试,对小试结果进行了验证,考察了优化后的应急处理方法对不同铅质量浓度原水的去除效果.小试结果表明,采用石灰乳调pH值的除铅效率优于氢氧化钠和石灰水,最佳pH值为9～10.强化混凝能提高铅的去除效率,PAC最佳投加量为20 mg/L,PAM的最佳投加量为0.4 mg/L,铅初始质量浓度在2 mg/L以下时铅去除率都在97%以上.中试运行结果与小试基本一致.原水铅质量浓度超标168倍以下,采用预加碱强化混凝的应急处理工艺能使滤后水中铅稳定达标,沉淀出水中铅质量浓度低于0.03 mg/L.预加碱强化混凝应急技术可行性高,处理费用仅0.026 37元/t,为可能突发的水源铅污染事故应急处理提供了技术支持.     

铁/铝/钛电极脉冲电场强化厌氧氨氧化工艺处理效果的研究

脉冲电场在一定程度上可以强化厌氧氨氧化工艺,通过对持续运行的厌氧氨氧化反应器R1、R2、R3施加铁电极、铝电极、钛电极脉冲电场,探究电极材质对厌氧氨氧化工艺脱氮效果及菌群结构的影响。结果表明,R1的脱氮效果要优于R2、R3,经过76 d的连续培养,R1的总氮去除率为85.23%,而R2、R3的总氮去除率分别为68.65%、73.47%。同时长期培养导致3组反应器中的菌群结构较接种污泥发生了变化,根据Shannon和Simpson指数,反应器中微生物的群落多样性逐渐降低,R1中厌氧氨氧化菌属的相对丰度逐渐提升,至64 d, R1、R2、R3污泥中Candidatus Kuenenia的相对丰度分别为54.05%、42.06%、43.96%(接种污泥为44.69%)。铁电极脉冲电场强化更有利于厌氧氨氧化菌的富集及工艺脱氮性能的提升。     

利用好氧性嗜碱菌处理棉浆黑液的实验研究

利用经驯化的以嗜碱菌群为主的好氧活性污泥对高碱性棉浆黑液直接进行好氧摇床.结果表明,嗜碱菌生长良好,摇床7 h后,黑液的pH值可稳定下降至10以下.继续摇床,pH最低可降至9.0左右,而CODCr去除率可达40%以上.同时,考察了培养温度、黑液浓度及MLSS对棉浆黑液中CODCr去除率的影响,在培养温度为30 ℃,MLSS在4 000 mg/L左右,原黑液CODCr在4 000-5 000 mg/L时处理效果最好,CODCr去除率最高可达50%.     

聚磷腈/氢氧化镁协同阻燃聚丙烯的研究

为改善氢氧化镁阻燃聚丙烯的力学和阻燃性能,合成一种新型氢氧化镁协同阻燃试剂聚二(乙醇)磷腈,并制备聚磷腈/氢氧化镁复合阻燃材料。用红外光谱(IR)和氢核磁共振仪(H-NMR)研究阻燃剂聚二(乙醇)磷腈的化学结构,并利用扫描电子显微镜(SEM)、电子万能试验机和氧指数测定仪,研究聚磷腈/氢氧化镁复合阻燃材料添加量对聚丙烯的结构、力学性能和阻燃性能的影响。研究结果表明:这种复合阻燃材料具有较好的阻燃效果,且能使聚丙烯力学性能有一定程度的提高。这些结果主要归功于聚磷腈不仅起到协同阻燃作用,而且还作为氢氧化镁的分散剂,提高了氢氧化镁粒子在聚丙烯中的分散度及界面结合力。     

热碱预处理强化餐厨垃圾厌氧发酵产乙酸条件优化研究

在单因素试验的基础上采用Box-Behnken响应曲面法考察热碱预处理温度、p H值和时间的单独及交互作用对餐厨垃圾厌氧发酵产乙酸的影响,并建立了乙酸产量的数学模型。结果表明,在不同的热碱预处理操作条件下,餐厨垃圾厌氧发酵均表现为典型的丁酸型发酵。3个影响因子对乙酸质量浓度影响的显著性从大到小表现为p H值、时间、温度,其中p H值的影响达到极显著水平;各因子两两交互作用的影响均不显著。回归模型决定系数R2=0.9383,p=0.00180.05,模型拟合程度好且模型显著。热碱预处理强化餐厨垃圾厌氧发酵产乙酸的最佳工艺参数为:温度78.2℃,p H=12,时间25.5 min。回归模型的预测值(48.83 g/L)与多次实测值的平均值(46.78 g/L)的相对误差为4.38%,表明模型对试验结果具有良好的预测效果。     

低渗煤层高压水射流割缝强化瓦斯抽采技术研究

为了解决低渗高突煤层瓦斯治理工程量大、效率低难题,提出在煤层中利用高压水射流切割缝槽依靠煤岩自身重力自动卸压强化瓦斯抽采技术。为了确定超高压水射流割缝工艺参数,采用FLAC3D数值模拟方法分析了不同缝槽间距、宽度条件下缝槽周围煤体塑性破坏特征和应力演化规律,得出高压水射流割缝合理缝槽间距为3 m,合理缝槽宽度为100 mm,现场实践表明:高压水射流割缝增大了煤层暴露面积、煤体扰动体积,高负压抽采支管瓦斯流量和浓度显著提升,瓦斯抽采纯量在0.7~1.1 m3/min范围内波动,瓦斯浓度在50%以上,对该矿其他工作面瓦斯治理具有一定借鉴意义。     

电石渣处理洗煤废水的效果及作用机理研究

为了防止洗煤废水的污染并使之处理后能够回用,开展了电石渣-PAM(聚丙烯酰胺)处理洗煤废水小试实验研究以及实际工程应用的研究,并通过实验与理论分析,对电石渣处理洗煤废水的作用机理进行研究.实验研究结果以及实际工程应用效果表明,采用电石渣-PAM混凝沉淀法处理洗煤废水具有较好的处理效果,处理后煤泥水的各项指标均能达到国家排放标准,且能满足洗煤工艺的用水要求.实验研究与理论分析结果表明,电石渣对洗煤废水的混凝作用不是补给了OH-,而是提供了大量的Ca2 ,Ca2 通过压缩双电层,破坏了煤泥颗粒的稳定性,从而使煤泥颗粒发生凝聚,OH-和Ca(OH)2对洗煤废水的混凝不直接起作用.     

化学强化沉淀污泥的除磷效果研究

取吸附-生物降解(AB)工艺A段沉淀池出水,利用投加硫酸铝(AS)和聚丙烯酰胺(PAM)化学强化后的沉淀污泥进行除磷实验,考察沉淀污泥除磷效果和化学强化对污泥沉降性能的影响.结果表明:化学强化的沉淀污泥对污水的11P和浊度有较好的去除效果,其去除率随As投药量的增加而提高;当泥水比为66.7%,PAM为0.05mg/L,AS投药量(以Al2O3计,下同)为15.1 mg/L时,对TP和浊度的去除率分别为75.0%和60.9%;AS投药量从0 mg/L增加至15.1mg/L,沉淀污泥对COD去除率维持在23%～40%,对氨氮无去除作用;同一投药量(As为7.5 mg/L,PAM为0.05 mg/L)下,TP去除率随泥水比增大而提高,氨氮质量浓度无明显变化;投加AS和PAM化学强化除磷,污泥沉降比和体积指数随AS投药量增加而降低,污泥沉降性能提高.     

ZIF-8/BC协同膨胀阻燃聚丙烯性能研究

为提高聚丙烯(PP)阻燃性能,以三聚氰胺磷酸盐为酸源兼气源、双季戊四醇为碳源构成膨胀阻燃体系,添加不同比例的类沸石咪唑酯骨架材料(ZIF-8)与生物质炭(BC)制备的杂化材料(ZIF-8/BC)为协效剂,制备无卤膨胀阻燃PP复合材料,研究材料的燃烧性能、力学性能和热稳定性等。结果表明:所构成的膨胀阻燃体系能有效提高PP的阻燃性能,未添加ZIF-8/BC时氧指数可达31. 4%,拉伸强度为17. 37 MPa; ZIF-8/BC的加入使复合材料氧指数有所降低,但能提高复合材料的力学性能,添加ZIF-8∶BC质量比为1∶2的ZIF-8/BC,材料氧指数、拉伸强度分别为27. 2%、19. 87MPa; ZIF-8/BC的添加能提高复合材料的残炭量,且该量随BC含量增加而增大,ZIF-8/BC协效剂有利于形成致密炭层结构和抑制烟气释放。