兼性厌氧苯胺降解菌的分离鉴定及其特性

从处理印染废水的厌氧折流板反应器(ABR)系统中分离、纯化并筛选出1株能以苯胺为唯一碳氮源进行代谢的兼性厌氧苯胺降解菌株AN29.经过形态、生理生化特征试验和16S rDNA序列分析结果,鉴定菌株AN29为假单胞菌(Pseudomonas sp.),其特性为:降解苯胺的最适温度为37℃,降解苯胺合适的起始pH值为6.5～8.0,可以利用苯胺的最高浓度为4 000mg/L,合适起始浓度为500～2 000mg/L.     

负载型二氧化钛光催化降解苯胺

以紫外灯为光湖，在圆柱型光反应器中，负载在镍网上的ＴｉＯ２为催化剂，研究了水中苯胺光催化剂降解行为，结果表明苯胺的降解动力学可用Ｌａｎｇｍｕｉｒ－Ｈｉｎｓｈｅｌｗｏｏｄ方程来描述，对苯胺的浓度、介质ｐＨ、液体流速、氧气浓度和外加Ｈ２Ｏ２等因素对光催化反应的影响进行了研究，并以实验现象予以解释。     

ZnO催化剂对苯胺光降解的研究

以太阳光，氙灯为光源，ＺｎＯ为光催化剂，对苯胺光降解行为进行研究，考察了溶液的初始浓度催化剂量，溶液ｐＨ值对苯胺光降解速率的影响。实验结果证实苯胺光降解符合准 级动力学规律，氧不足的条件下苯胺降妥的速率减慢。     

基于不同厌氧反应形式动力学方程解析

基于传统生化动力学理论，分别以Monod方程、Contios方程推导出包含生化反应基本因素的代谢特征方程式；根据以循环为特点的厌氧反应器的运行特点，进一步椎导出建立在循环基础上的反应器代谢特征方程；通过分析厌氧反应过程机理和不同高效厌氧反应器的特点，提出了所建方程的应用原则及相应应用对象。     

缺氧折流板反应器处理苯胺废水的研究

缺氧折流板反应器 (ABR)处理苯胺废水 ,提高了废水的可生化性。采用好氧预挂膜和快速排泥方法进行挂膜 ,缩短了装置启动时间。研究了 p H、温度及容积负荷等因素对反应器处理效果的影响 ,通过改变进水中 BOD与 COD不同浓度 ,测定缺氧折流板反应器改善生化性的能力。试验结果表明 ,装置能稳定运行 ,废水可生化性可提高 2 5 %     

偶氮染料4BS光催化降解的特性研究

在二相流化床光催化反应器中 ,研究了染料 4BS光催化降解的特性 ,试验结果表明 :难生物降解染料 4BS光催化降解后 ,可提高其可生化性 ,且BOD5/CODCr值显著提高。     

水动力条件对太湖底泥吸附苯胺性能的影响

应用平衡研究法研究不同水动力条件下苯胺在太湖底泥中的吸附特性及其吸附动力学特征。结果表明,太湖底泥对苯胺具有较强的吸附能力,苯胺在太湖底泥上的最大吸附量为1.131 mg/g,其吸附行为可以用Freundlich型吸附等温式描述。采用Lagrange伪一级动力学和伪二级动力学模型对不同水动力条件下的苯胺吸附动力学数据进行了拟合,结果表明,沉积物对苯胺的吸附动力学更符合Lagrange伪二级动力学模型,且吸附速率随着初始浓度的增大而显著增大。此外,自吸附开始至1 h左右,吸附速率与水动力条件呈明显的正相关性。说明水动力条件的增大,增加了苯胺与沉积物的接触面积,使其扩散系数相对增大,更有利于沉积物对苯胺的表面吸附。自1 h过后,随着时间的延长,吸附速率基本不受水动力条件的影响。     

水解(酸化)处理水产品废水的生物降解动力学研究

对水解(酸化)反应器处理水产品加工废水进行了试验研究，研究结果表明，在水温为20℃左右、进水COD为1100mg／L左右、水力停留时间大于2h的条件下，无需曝气作用，水解(酸化)反应器对水产品加工废水中COD的去除率大于40％。水产品加工废水具有较好的可生化性，水解(酸化)反应器对该废水可生化性能的改善作用不明显。利用Eckenfelder生物滤池数学模式对水解(酸化)反应器进行了分析，得到了水解(酸化)反应器处理水产品加工废水的生物处理动力学方程：Sc／SD=e^-0.23D/L^0.24。     

ABR反应器处理苯胺黑药废水及其微生物种群结构

苯胺黑药广泛用作铅锌硫化矿浮选捕收剂，是一种难生化降解浮选药剂.为考察苯胺黑药的厌氧降解行为，采用ABR(厌氧序批式折流板反应器)对苯胺黑药进行处理，利用扫描电镜研究不同隔室中颗粒污泥的性状，并采用Miseq高通量测序的方法分析起主要作用的隔室中的微生物群落组成.结果表明，在进水ρ(苯胺黑药)和ρ(COD_Cr)有一定波动情况下，苯胺黑药和COD_Cr去除率在各阶段均呈增加趋势. 100 d成功启动后运行稳定；HRT(水力停留时间)为24 h时，苯胺黑药和COD_Cr去除率分别为67%~71%和68%~73%.反应器内出现大量颗粒污泥，沿水流方向颗粒污泥粒径分布逐渐减小，颗粒污泥规则、密实，不会流失. Miseq高通量测序结果表明，反应器第1格和第2格中绿弯菌门菌群所占比例(分别为24.73%和33.60%)最大，其次是厚壁菌门(分别为24.17%和20.92%)和变形菌门(分别为18.93%和20.88%)；在属的水平检测到Caldisericum、Leptolinea、Leuconostoc和Bacillus等，使得反应器具有较好的耐冲击负荷和良好的降解作用.研究表明，ABR对苯胺黑药有良好的去除作用.      

厌氧颗粒污泥膨胀床原理特征分析

从污泥床层流态、生化反应动力学、体系物相平衡角度分析了以循环为特征的厌氧颗粒污泥膨胀床反应器的结构特点,基质代谢和酸碱平衡特征,进而得出:高面积(H /A)和回流比(R)是实现反应器较高上升流速的结构和运行指标;回流引起反应器基质代谢特征的变化,同时使反应器处理增强;厌氧颗粒污泥膨胀床的运行方式对调解、平衡系统的碱度、pH值起着积极的作用。     

高效纤维质降解菌处理木薯酒精废液及其厌氧发酵动力学分析

为提高木薯酒精废液中固形物的降解效率,优化木薯酒精废液的厌氧发酵特性,采用高效纤维质降解菌群作为CSTR（continuous stirred tank reactor,连续搅拌反应器）接种污泥,通过逐级提高进料负荷,研究不同容积负荷下的厌氧消化性能及相应的酶活性变化,建立了厌氧发酵过程动力学模型.结果表明,在高温（55℃）条件下经长时间稳定运行,容积负荷为14 kg/（m3·d）（以COD_Cr计）时,反应器出水ρ（TCOD）（TCOD为总化学需氧量,以COD_Cr计）和ρ（SCOD）（SCOD为溶解性化学需氧量,以COD_Cr计）分别为15 367.6、10 982.8 mg/L,TCOD去除率达到70%~75%;φ（CH₄）在48%左右,沼气产率为0.22 L/g（以每g TCOD计）;此外,木聚糖酶活性、纤维素酶活性在该条件下达到最大值,分别为42.1、30.2 U.脱氢酶活性在容积负荷为12 kg/（m3·d）时达到最大值80.1 TFμg/（h·mL）.动力学模型研究表明,最大原料产气率（y_m）为0.335 L/g（以每g TCOD计）,一级反应常数（k）为0.743 d-1,产气率为0.3 L/g,通过该模型可以得到最佳HRT（hydraulic retention time,水力停留时间）为11.5 d,最佳容积负荷为4.6 kg/（m3·d）.研究显示,在高温高容积负荷条件下,CSTR能够稳定的处理木薯酒精废液,并且能够获得较高的纤维素和半纤维素酶活性.      

R-PFR与CSTR厌氧消化餐厨垃圾运行效率及微生物群落结构对比

以中温餐厨垃圾(FW)厌氧消化反应器为研究对象,结合稳定运行过程中的微生物群落结构特征,考察了两种常见的厌氧消化反应器—完全混合式反应器(CSTR)和有回流的推流式反应器(R-PFR)的运行效率和稳定性.结果表明,两种构型的反应器均能在3.0 kg·m-3·d-1(以VS计)负荷下稳定高效地运行.R-PFR具有更稳定的稳定性指数,如总碱度(TA)和挥发性脂肪酸比TA值(VFA/TA),以及更低的氨氮(TAN)和游离氨(FAN)浓度,但产气效率(如比甲烷产率(SMP))不及CSTR.R-PFR中以Chloroflexi门(37.35%)和Firmicutes门(31.22%)为优势细菌,而CSTR中以Bacteroidetes门(31.14%)与Firmicutes门(44.41%)为优势细菌.CSTR和R-PFR均以Methanosaeta属为优势产甲烷菌(98.72%和84.90%),乙酸型产甲烷途径为主要的产甲烷途径.但CSTR中除Methanosaeta属以外还有一定丰度的混合营养型的Methanosarcina,以及氢营养型Methanospirillum和Methanolinea.CSTR中具有对VFA和TAN更具耐受性的产甲烷菌群,更有利于餐厨垃圾产甲烷过程的稳定进行.由于R-PFR的敏感性较低,有利于处理剧烈变化的底物,但R-PFR容易出现严重的局部酸化现象,不利于长期处理过高负荷的易降解底物(如餐厨垃圾).这些结果可为优化餐厨垃圾厌氧消化工艺设计提供基础依据.     

ABR发酵系统运行特性及产氢效能研究

为解决连续流搅拌槽式反应器(CSTR)发酵制氢系统存在的不足,如单位基质氢气转化率低、因搅拌带来的耗能,抗负荷冲击能力不强等问题,开展了厌氧折流板反应器(ABR)发酵产氢的研究.结果表明,在35℃和进水COD 5000mg/L等条件下,ABR系统可在26d达到乙醇型发酵,其比产氢速率为0.13L/(gMLVSS·d),而在同样条件下, CSTR达到乙醇型发酵后,比产氢速率仅为0.06L/(gMLVSS·d).ABR通过生物相的分离,使产氢系统梯级利用有机物并达到深度产氢的目的.与CSTR相比,ABR具有较高的产氢活性、较低能源消耗等优点,是一种较为理想的有机废水发酵制氢反应设备.     

Biological treatment of fish processing wastewater: A case study from Sfax City (Southeastern Tunisia)

The present work presents a study of the biological treatment of fish processing wastewa at salt concentration of 55 g/L. Wastewater was treated by both continuous stirred-ta reactor(CSTR) and membrane bioreactor(MBR) during 50 and 100 days, respectively. Th biological processes involved salt-tolerant bacteria from natural hypersaline environme at different organic loading rates(OLRs). The phylogenetic analysis of the correspond excised DGGE bands has demonstrated that the taxonomic affiliation of the most domin species includes Halomonadaceae and Flavobacteriaceae families of the Proteobacteria(Gamm proteobacteria class) and the Bacteroidetes phyla, respectively. The results of MBR w better than those of CSTR in the removal of total organic carbon with efficiencies from 97 to 98.6%. Nevertheless, salinity with increasing OLR aggravates fouling that requires m cleaning for a membrane in MBR while leads to deterioration of sludge settleability a effluent quality in CSTR.     

Biological treatment of fish processing wastewater: A case study from Sfax City (Southeastern Tunisia)

The present work presents a study of the biological treatment of fish processing wastewater at salt concentration of 55 g/L. Wastewater was treated by both continuous stirred-tank reactor (CSTR) and membrane bioreactor (MBR) during 50 and 100 days, respectively. These biological processes involved salt-tolerant bacteria from natural hypersaline environments at different organic loading rates (OLRs). The phylogenetic analysis of the corresponding excised DGGE bands has demonstrated that the taxonomic affiliation of the most dominant species includes Halomonadaceae and Flavobacteriaceae families of the Proteobacteria (Gamma-proteobacteria class) and the Bacteroidetes phyla, respectively. The results of MBR were better than those of CSTR in the removal of total organic carbon with efficiencies from 97.9% to 98.6%. Nevertheless, salinity with increasing OLR aggravates fouling that requires more cleaning for a membrane in MBR while leads to deterioration of sludge settleability and effluent quality in CSTR.     

A computational model for supercritical water oxidation of organic toxic wastes

A computational fluid dynamics (CFD) model was proposed to simulate the supercritical water oxidation (SCWO) process for organic wastes. The SUPERTRAPP code (by NIST) for thermodynamic and transport properties of hydrocarbon mixtures was incorporated into the commercialized general purpose CFD code CFD-ACE for flow under supercritical pressure. The global kinetic models for supercritical water oxidation of methanol and methane (developed at MIT Energy Lab) were implemented and validated in the CFD-ACE framework against experimental data from a tubular reactor. A series of parametric studies to investigate flow rates, thermal boundary conditions and reactor geometry was performed for methane SCWO in a co-axial reactor and the optimized operating conditions and reactor geometry were obtained. Detailed three-dimensional flow, heat and chemistry simulations of methanol SCWO in the CSTR at MIT Energy Lab were also performed with predicted conversions comparable to measurements.     

CSTR中亚硝化颗粒污泥的变化过程研究

在连续全混反应器(CSTR)中接种SBR培养成熟的亚硝化颗粒污泥,考察反应器构型对亚硝化颗粒污泥生长和运行的影响特性.结果表明,反应器构型和进水模式变化初期部分颗粒污泥解体,污泥平均沉速下降;但随着反应器的进一步运行,CSTR中实现了亚硝化絮体污泥的快速颗粒化过程;整个研究过程中,虽颗粒粒径分布存较大变化,如粒径>2.5 mm颗粒的减少和粒径<0.3 mm颗粒的增加,但颗粒态污泥始终是CSTR中占优势的污泥形态.另外,研究表明反应器构型和进水模式的改变对出水中亚硝酸盐累积率(保持在85%左右)无显著影响,并且新生的小粒径颗粒污泥比大粒径颗粒具有更高的比反应活性,此CSTR中污泥的平均活性亦高于接种污泥平均活性.     

连续流生物制氢反应器乙醇型发酵的运行特性

采用连续流搅拌槽式反应器(CSTR),利用厌氧活性污泥,在制糖废水产酸发酵过程的同时制取氢气.探讨了生物制氢反应器连续流稳定运行的工程控制参数.研究表明,在污泥接种量为15g/L、温度为35℃±1℃、COD容积负荷为40kg/(m³·d)、HRT为4h、系统pH、氧化还原电位(ORP)分别在4.6～4.9、-450～-470mV等条件下,可以实现连续流生物制氢反应系统乙醇型发酵的高效稳定运行.此时,液相末端发酵产物中乙醇和乙酸的含量占挥发酸总含量的80%以上,COD去除率22%～26%,气相中的氢气含量约为40%～58%,最大产氢能力为7.63m³/(m³·d).     

一种新型复合式生物流化反应器混合特性的研究

对新型蜂窝状断面复合生物流化反应器进行了液体循环速率和水力停留时间分布曲线的测定，实验表明新型反应器具有抗冲击负荷强，接近CSTR反应器的特点，反应器随气量增大、载体投加量减少和进水量减少而更近似于CSTR反应器，通过理论分析，证明了影响液体循环速率的参数主要有气体流量(气含率)、反应器沿程和局部阻力系数以及Ad/Ar，并且得出液体循环速率与反应器高度的0．5次方成正比。     

末端产物对乙醇型发酵菌群产氢能力及代谢进程的影响

利用连续流搅拌槽式反应器(CSTR)在一定条件下驯化成功的乙醇型产氢发酵菌群,通过静态培养实验,以葡萄糖为碳源,利用缓冲液控制反应体系pH值,通过不同的pH值环境使产氢发酵菌群末端产物生成比例发生改变,考察了不同的末端产物生成比例对菌群产氢能力的影响.结果表明,在液相末端产物总量相当的情况下,乙醇生成比例高时氢气产量也较高.通过外加乙醇和乙酸进行静态产氢实验发现,乙醇对发酵产氢的抑制作用不明显,同对照组相比,外加40 mmol/L时氢气产量仅下降了34%,而乙酸的存在对菌群的发酵产氢有较强的抑制,外加乙酸浓度为10 mmol/L时即对产氢发酵产生明显抑制,浓度为40 mmol/L时产氢量较对照组降低了84.3%,液相末端产物也大幅降低,混合菌群最终形成乙醇型发酵应是菌群自然选择的结果.