金属离子对青霉素菌渣厌氧发酵产气模型分析

为比较响应面法与反向传播神经网络法在厌氧发酵过程中的应用效果,以青霉素菌渣为原料,通过单因素和Box-Behnken法设计试验,在发酵体系中添加不同量的Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺,以确定其对青霉素菌渣厌氧产气性能的影响.结果表明,Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺单一最佳添加量为：500mg/L、30mg/L、0.3mg/L,产沼气量较对照分别提高了：102.18%、45.48%、60.12%.其促进作用随添加浓度增大呈现：弱-强-弱趋势.使用响应面法及反向传播神经网络法对金属离子添加量进行建模优化,并使用批式厌氧发酵进行验证.响应面法建模预测Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺最佳混合添加浓度为：440.94mg/L、16.22mg/L、0.39mg/L,预测累积产沼气量为1314.49mL,R²=0.972,试验与验证相对误差为4.65%;反向传播神经网络法建模Fe²⁺、Co²⁺、Ni²⁺最佳混合添加浓度为495mg/L、21mg/L、0.5mg/L,预测产沼气量为1551.55mL,R²=0.991,试验与验证相对误差为0.47%.反向传播神经网络法建模具有更好的拟合效果且与验证试验误差小,是一种更有效的仿真方法.说明该方法在优化厌氧发酵金属离子添加具有应用潜力,同时也为厌氧发酵条件优化提供新思路.     

青霉素菌渣堆肥过程中青霉素钠降解菌的分离与鉴定

为了研究开发青霉素发酵菌渣堆肥资源化与无害化技术,采用传统的富集、分离、纯化等微生物学方法,在青霉素菌渣与猪粪混合堆肥过程中筛选出一株青霉素钠高效降解菌——PC-2,并对其进行形态表征和基于16S rRNA基因序列的微生物种属鉴定. 结果表明:菌株PC-2属螯合球菌属(Chelatococcus sp.),其能够利用青霉素钠为唯一碳源生长,但外加碳、氮源可显著提高菌株PC-2对青霉素钠的降解效率. 当葡萄糖为碳源、蛋白胨为氮源、菌株PC-2接种量为14%、pH为6~8时,菌株PC-2在37 ℃下振荡培养6 h,对初始ρ(青霉素钠)为400 mg/L的青霉素钠的降解率可达98%以上. 自堆肥过程中获取高效青霉素钠降解菌PC-2,预示着其在菌渣堆肥过程中的应用潜力,也有助于深入开展青霉素制药菌渣的安全有效与无害化处理处置方法的研究.      

青霉素菌渣肥对西红柿根际土壤微生物和酶活性的影响

将不同剂量的青霉素菌渣肥施入种植西红柿的土壤中,研究菌渣肥对西红柿根际土壤微生物和酶活性的影响。结果表明:随着菌渣肥施入量的增加,细菌、放线菌和真菌数量总体上均逐渐增加,脲酶活性变化不明显,蔗糖酶活性逐渐增大,过氧化氢酶活性先增加后降低。在整个生长期,施入菌渣肥的3个处理单元中细菌、真菌数量逐渐增加,放线菌数量逐渐减少;不同处理单元间的酶活性变化规律不同。相关性分析表明:部分微生物之间呈显著或极显著正相关,部分酶之间呈显著正相关,酶与微生物之间则呈显著或极显著正相关。青霉素菌渣肥能够有效地改善土壤肥力。     

青霉素菌渣理化特性及其资源化利用研究现状

青霉素菌渣是青霉素发酵工艺中产生的残余固体废弃物,其产生量大、易产生二次污染,利用过程中会造成环境风险,在一定程度上限制了制药企业的发展。对目前国内外青霉素菌渣的资源化和处置技术进行了综述与讨论,青霉素菌渣的青霉素残留效价脱毒是目前亟待解决的问题;此外对青霉素菌渣的综合利用过程中重点解决的问题进行了预测及展望。     

青霉素菌渣肥对土壤环境及萝卜品质的影响

青霉素菌渣具有较高的营养价值,菌渣肥料化技术将成为解决菌渣处置问题的重要手段.为了评估青霉素菌渣肥肥效,通过田间小区试验,采用6种不同施肥方式[① CK,不施肥;② CF,常规量化肥;③ MF,化肥与菌渣肥1:1混施(混合肥);④ PF1,常规量青霉素菌渣肥;⑤ PF2,2倍常规量青霉素菌渣肥;⑥ PF4,4倍常规量青霉素菌渣肥],考察菌渣肥对土壤环境及萝卜品质的影响.结果表明:青霉素菌渣肥的施入相对于不施肥处理可以提高土壤营养成分的含量,其中w(速效钾)和w(速效磷)在PF2处理下增加最多,w(速效钾)增加了23.7%,w(速效磷)增加了17.9%,之后是MF;在萝卜的整个生长期,土壤中微生物的含量与青霉素菌渣肥施加量呈正相关,在发芽期微生物数量最高;此外,在发芽期各处理方式相对于不施肥处理,均能提高蛋白酶和蔗糖酶的活性,随着青霉素菌渣肥施入量的增加,脲酶活性变化不明显,蔗糖酶活性逐渐增大.在萝卜品质方面,施加青霉素菌渣肥可提高萝卜的品质,如根质量最高提高了73.57%,w(维生素C)提高11.28%~148.20%,w(可溶性糖)提高12.00%~58.60%;施加菌渣肥也会增加萝卜中硝酸盐的含量,但过量施加菌渣肥会增加硝酸盐含量,存在一定的风险.      

壳聚糖乙酸酯冠醚对金属离子的吸附性能研究

利用壳聚糖Ｃ２位上活泼氨基与苯甲醛进行反应,制得了Ｓｃｈｉｆｆ碱苯甲醛壳聚糖（简称ＣＴＢ）,再将合成的二苯并１６－冠－５氯代乙酸酯冠醚接枝到ＣＴＢ上,得到壳聚糖－苯并１６－冠－５乙酸酯冠醚（简称ＴＣＢＣ）,使其在酸性条件下脱去苯甲醛,制得壳聚糖－二苯并１６－冠－５－乙酸酯冠醚（简称ＣＴＣＥ）。经元素分析、红外光谱分析表征了其结构。并研究了ＣＴＢＣ和ＣＴＣＥ对Ｐｂ＾２＋、Ｃｕ＾２＋、Ｃｒ＾３＋、Ｎｉ     

嗜热溶胞菌对青霉素菌渣生物减量化试验研究

中国已经成为了世界上抗生素原料药生产的主要国家之一,青霉素菌渣产生量大、不易处理,而且是危险固体废物,为减少其对环境的危害,对其嗜热溶胞菌生物减量化进行了研究,考察了温度及嗜热溶胞菌液含量对其减量化效果的影响。实验结果表明:嗜热溶胞菌能有效提高菌渣胞内有机物的溶出,接种10%嗜热溶胞菌,在50、60和70℃下SS、SCOD和NH_4~+-N的结果表明:60℃条件下减量效果最好,SS去除率达到32.47%,SCOD由1 015 mg/L增长到1 714 mg/L,NH_4~+-N增量最高,达2.71 mg/L。接种0%、5%、10%、15%和20%嗜热溶胞菌在60℃下SS、SCOD和NH_4~+-N的结果表明:菌液含量为5%时,SS去除率较高,SCOD最大值达1 726 mg/L,加菌下的NH_4~+-N浓度要高于未加菌下的NH_4~+-N浓度。可见,在适宜的条件下,嗜热溶胞菌对青霉素菌渣具有减量化效果,且在60℃,菌液含量为5%时减量效果最佳。     

青霉素菌渣资源化为饲料原料的营养价值研究

为探讨青霉素菌渣资源化为饲料原料潜在的营养价值,本研究以抗生素制药厂发酵剩余培养基(即青霉素菌渣)为研究对象,利用元素分析仪、电感耦合等离子发射光谱对菌渣中的非金属元素、金属元素进行了测定,并利用氨基酸分析仪、凯氏定氮法、DNS法、索氏提取法对其基本营养物质氨基酸、粗蛋白、总糖及脂肪含量进行了简单分析。结果表明:C、N、S、H 4种非金属元素含量较高,其中,动物体有机体常量元素C含量最高,质量分数为34.52%。相对而言,金属元素含量较低,其中K、Na等常量元素含量较高,4种重金属污染物Cd、Cr、Hg、Pb含量与相关国家饲料安全标准对照而得,均低于下限水平。此外,以蛋白质、脂肪和总糖含量为考察指标评价了青霉素菌渣的营养特性,并进一步分析了更有利于动物吸收利用的小分子氨基酸含量。结果表明:青霉素菌渣具有较高的潜在营养特性,粗蛋白、粗脂肪和总糖含量均较高,分别为568.767、82.919、320.51 mg/g,同时各种为生命体生长所需的氨基酸含量较丰富,其中苯丙氨酸、蛋氨酸含量最高。     

活性炭吸附水中金属离子和有机物吸附模式和机理的研究

活性炭被用于处理水中多种痕量重金属离子和微量有机物。但在一定的条件下活性炭对一些污染物的吸附去除率很低,为了更好的理解和预测活性炭对水中微污染物的吸附行为,本文对活性炭吸附模式和机理方面的研究进行了综述。活性炭比表面积大,微孔结构丰富,其表面含有丰富的含氧官能团（羧基,酚羟基、羰基、内酯基）活性炭对污染物质的吸附受吸附剂的性质、吸附质的性质和溶液性质等因素的影响。对于金属离子Langmuir和Freundlich模式是活性炭吸附重金属离子的经典经验模式,但表面络合模式能更好的描述变化条件下的吸附现象。活性炭吸附金属离子的主要作用是静电作用和离子交换作用。对于有机物稀溶液条件下的吸附多符舍Freundlich模式。给一受电子作用、扩散作用、静电作用是主要的作用机制。pH对金属离子和有机物的吸附有重要的影响,腐植酸对金属离子有吸附竞争作用。     

糠醛渣对苯酚吸附性能研究

文章研究了糠醛渣对苯酚的吸附性能。采用低温N2吸附-脱附和傅里叶红外光谱对糠醛渣进行了表征,测得糠醛渣的平均孔径为14.5 nm,孔容为0.016 cm3/g,BET比表面积为5.3 cm2/g,并且官能团丰富。室温下,考察了吸附时间、溶液pH值、苯酚的初始浓度、糠醛渣的粒度对吸附苯酚的影响。结果表明,当糠醛渣粒度为20目、加入量为2.0 g,吸附时间25 min,pH值为3,苯酚的初始浓度为0.1 g/L时,对溶液中苯酚的吸附率为95.2%。糠醛渣丰富的孔结构和较大的比表面积使其作为吸附剂,实现了以废治废的目的。     

碱熔联合水热改性生物质电厂灰高效吸附多种重金属离子

以生物质电厂灰(biofuel ash, BFA)为原料,采用碱熔联合水热技术对BFA进行改性,制备地质聚合物-沸石复合材料,利用SEM、XRD、FTIR等技术对改性前后的BFA进行表征,并研究了改性BFA(MBFA)对Cd2+、Zn2+、Cu2+和Pb2+离子的吸附性能。结果表明:MBFA的比表面积、孔体积显著提高;拟一级和拟二级动力学模型均能较好地描述MBFA对Cd2+、Zn2+、Cu2+和Pb2+的吸附过程(R2>0.9375),说明同时存在物理、化学吸附;温度为298 K时,Langmuir方程和Freundlich方程对Cd2+、Zn2+、Cu2+吸附等温线均达到较好的拟合度(0.9223Cu2+>Cd2+>Zn2+。     

硫酸铁氧化物的表征及其对重金属吸附作用的研究

根据酸性矿山废水污染河流的特征，着重研究了硫酸铁溶液中和沉淀生成的无定形氧化铁颗粒的表面特性及其对重金属离子的吸附作用，并以硝酸铁溶液中和沉淀生成的无定形氧化铁颗粒作对比，同时应用表面络合反应关系求取了该颗粒的表面络合反应的基本特征参数，最后采用简化的表面络合模式计算了该氧化铁颗粒表面与重金属离子，如Ｃｕ＾２＋，Ｃｄ＾２＋和Ｐｂ＾２＋结合的表面络合形成条件稳定常数。     

电解锰渣基方沸石的制备及其对Pb2+的吸附性能

以电解锰渣为原料,经过"弱酸除杂-碱融活化-室温陈化-晶化"水热合成反应体系,在分别外加铝源和硅源的条件下制备方沸石ANA-A及ANA-S,运用XRF、XRD、SEM-EDS和BET等表征手段对2种方沸石的化学组成、晶相结构、微观形貌和比表面积进行分析。结果表明:在煅烧温度750℃、合成温度180℃、水热反应时间8 h的条件下,外加铝源和硅源均可合成方沸石。进一步研究2种沸石对水溶液中Pb2+的静态吸附性能,其所合成的电解锰渣基ANA-A及ANA-S方沸石均可以很好地用Langmuir等温模型拟合,属于单分子层吸附,饱和吸附量分别为161.29,185.19 mg/g,对初始浓度为100 mg/L的Pb2+去除率分别为93.69%和95.47%,且均符合Lagergren准二级动力学模型,属于化学吸附;两者中ANA-S的吸附效果更好。     

粉煤灰对矿井水中重金属离子的吸附研究

本文通过静态热力学实验的方法，研究了粉煤灰对矿井水中Ｐｂ＾２＋，Ｚｎ＾２＋，Ｃｕ６２＋等重金属离子的吸附性能。着重分析了ＰＨ值，吸附时间，粉煤灰活化程度等因素对其吸附能力的影响。     

改性膨润土对对硝基苯胺的吸附研究

采用十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB)制备改性膨润土,重点研究了改性剂的用量、改性时间、改性温度对改性膨润土吸附对硝基苯胺的的影响。同时对膨润土改性前后的吸附性能进行了比较,结果表明,改性膨润土对对硝基苯胺的吸附量明显增加,且吸附等温线符合Langmuir方程。     

强化电容去离子脱盐的吸附机理研究

采用活性炭作为电极材料,通过涂层方法制备了活性炭电极,并构建了简易的电容去离子(CDI)反应装置。从吸附热力学(吸附等温线、热力学参数等)和吸附动力学角度,对所制备的CDI用活性炭涂层电极电容去离子脱盐的吸附理论进行分析,试图揭示提高CDI脱盐效率的吸附机制。结果表明:Na Cl溶液在活性炭涂层电极上的吸附符合准一级动力学模型;活性炭涂层电极吸附Na Cl的过程以物理吸附为主,也进一步证明了活性炭电极对离子的吸附主要通过电场的静电引力作用,而非电化学氧化还原作用;CDI过程活性炭涂层电极电吸附Na Cl符合Langmuir吸附等温线,属于单分子层吸附。     

活性炭纤维对丁酮废气的吸附和再生性能研究

研究了粘胶基活性炭纤维(ACF)对丁酮废气的动态吸附行为、吸附条件及水蒸气解吸再生性能等,包括进气浓度、气流速度、ACF填充量、水蒸气再生条件对活性炭纤维吸附丁酮过程的影响。研究结果表明:高浓度、低流速、高填充量均有利于吸附;ACF经水蒸气解吸、空气吹脱,可实现ACF的再生。     

改性生物炭的制备及其对水中镉离子的吸附试验

以稻壳为原料,采用预浸渍-热解法制备原始稻壳生物炭(C)、CaCl_2改性的稻壳生物炭(Ca-C)、CaCl_2与H_2O_2混合改性的稻壳生物炭(Ca H-C),探讨改性生物炭对水中Cd~(2+)的去除能力。结果表明:改性生物炭具有较大的比表面结和总孔容积。CaCl_2改性和CaCl_2与H_2O_2混合改性可显著提高生物炭对Cd~(2+)的吸附能力,其中CaCl_2与H_2O_2混合改性效果要优于CaCl_2改性。Ca-C和CaH-C对Cd~(2+)吸附符合Langmuir吸附等温模型,饱和吸附量可分别达到19. 53,37. 45 mg/g。改性生物炭主要以离子交换的方式对水中Cd~(2+)进行去除,少量Cd~(2+)在生物炭或生成的CaCO_3表面进行物理吸附。     

生物焦对燃煤发电机组废水中汞的吸附特性及机理研究

以某1 000 t/h循环流化床锅炉机组作为研究对象,通过现场采样获得了锅炉定期排污水、反渗透浓水、超滤出口水、酸碱中和水、循环冷却水等6种典型电厂生产废水,并测定了废水的pH、汞含量、离子成分和化学需氧量。通过利用以核桃壳为原料制备的生物焦对锅炉废水进行汞吸附研究,并采用动力学模型、Langmuir和Freundlich吸附等温线模型研究其吸附反应机理。结果表明:生物焦对锅炉机组废水中汞的吸附量随吸附时间的增加而增大,且在15 h内,生物焦对废水中汞的吸附率达90%以上;生物焦对汞的吸附过程受到物理和化学吸附的双重影响,且吸附驱动力主要来自于化学反应;Freundlich等温线模型可以较好地拟合生物焦对汞的吸附,且最大吸附容量为7 463.5μg/g,从而验证了所制备的生物焦可作为一种有效锅炉废水汞吸附剂的可行性。