基于荧光猝灭的地表水光化学BOD微生物传感器的研究

选择大肠埃希氏菌、热带假丝酵母、枯草芽胞杆菌以及3种菌株间的混合菌等淡水微生物菌株,利用有机改性溶胶-凝胶包埋法在载玻片上分别固定不同淡水微生物菌株和氧猝灭荧光探针,制备出不同光化学BOD微生物传感膜,与光纤BOD测定仪耦合成光化学BOD微生物传感器.比较了单株菌、混合菌不同光化学BOD微生物传感器的荧光响应行为、重金...     

双室微生物燃料电池型BOD传感器性能

构建了双室微生物燃料电池(MFC),并应用于污水BOD的检测。优化了MFC型BOD传感器的检测条件,分析了传感器进行污水BOD检测的特征。结果表明,以A2/O污水处理工艺中厌氧段污泥进行接种,双室MFC型BOD传感器2周内完成启动,所产电流达到稳定。传感器的最佳检测条件为外接电阻500Ω,添加缓冲溶液并维持待测水样pH为7.0,添加35 mg/L的L-半胱氨酸作为吸氧剂维持阳极室厌氧环境,阴极室富氧水流量为20 mL/min。利用MFC产生的电流峰值准确检测污水水样BOD浓度,传感器检测范围为10~50 mg/L,检测时间小于3 h;利用MFC产生的电荷量准确检测污水水样BOD浓度,检测范围为10~100 mg/L,检测时间小于10 h。利用MFC电流峰值和电荷量检测污水水样BOD浓度,偏差均小于15%,传感器运行稳定,寿命较长。     

阳极石墨毡酸处理对微生物燃料电池型BOD传感器性能的影响

通过石墨毡表面润湿性的变化,确定了硝酸酸化处理石墨毡的操作条件。采用硝酸处理后的石墨毡作为电极材料,构建双室无介体微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)型BOD传感器,并对BOD传感器的性能进行评价。结果表明,硝酸酸化处理明显提高石墨毡表面的润湿性,经过4 h酸化处理,石墨毡的表面接触角由142.5°下降到86.5°。采用硝酸处理的石墨毡作为电极材料,MFC的电流输出明显提高且稳定,在响应时间小于10 h条件下,废水BOD检测上限为100 mg/L。废水BOD浓度在2~50 mg/L范围内,可以利用BOD浓度与电流最大值之间的线性关系进行废水BOD浓度检测,废水BOD浓度在2~100 mg/L范围内,可以利用BOD浓度与电荷量之间的线性关系对废水BOD浓度进行检测,检测相对误差均在12%以下。MFC型BOD传感器运行稳定,相对标准偏差均在10%以下。     

微生物燃料电池法测BOD影响因素研究

以双室无介体微生物燃料电池构建了BOD检测系统,研究了阴极流量、有机物浓度(BOD)及阳极流量的变化对系统响应信号(电池电压)的影响,并考察了系统响应信号与BOD浓度的对应关系。结果表明:阴极流量在1.5～5mL/min时,阴极流量变化对响应信号具有显著的影响,且响应信号随阴极流量增大而增大;当阴极流量由5 mL/min增加到10 mL/min时,阴极流量变化对响应信号影响不显著。BOD浓度在10～150 mg/L时,响应信号随底物浓度增加而升高,而BOD浓度大于150 mg/L时,BOD浓度变化对响应信号没有显著影响。当BOD浓度较高时,阳极流量变化对响应信号影响不大,但当BOD浓度较低时,阳极流量变化对响应信号有显著影响,且响应信号随阳极流量增大而增加。电池稳态电压与BOD浓度在10～150 mg/L范围内成指数衰减关系,而电池电压的初始变化速率与BOD浓度在50～200 mg/L范围有线性响应。     

毒性微生物传感器的研制及应用

以从土壤中分离、筛选出的X4菌株作为分子识别元件,采用夹层法制备微生物膜并与极谱型氧电极组成了呼吸抑制型毒性微生物传感器。实验确定了传感器的最佳工作条件:温度为30℃,pH范围为7.0~7.5;以HgCl2作为参比毒物时,微生物传感器标准曲线为y=1.05 x+0.21,线性相关系数为0.9933,线性范围为0.1~1.97 mg/L,相对标准偏差为1.8%。用该微生物传感器对某印染废水的毒性进行测试,该废水的毒性相对于HgCl2的浓度为1.69 mg/L,属于剧毒,与发光细菌法进行比对,测定结果具有一致性。     

微生物降解前后COD差值法快速测定BOD

采用活性污泥曝气法降解前后COD差值的方法,进行了BOD快速检测的研究。条件实验结果表明,其适宜检测条件为:降解时间180 min;污泥量5 mL/100 mL;pH值7.0;温度25℃。模拟废水检测结果表明,该测定方法具有较高的重复性,5次测定的相对偏差小于6.5%,在BOD浓度为0~500 mg/L范围内,微生物降解前后COD差值与BOD5有良好的相关性,其相关系数达到0.98。因此,可以通过测定微生物降解前后COD值,实现快速BOD检测的目的,同时,也可实现COD和BOD一体化检测,这将是今后COD和BOD检测研究的发展方向之一。     

改性累托石对镉离子吸附性能的研究

将天然累托石进行处理制备改性累托石.在静态条件下,研究了改性累托石对重金属离子Cd2 的吸附容量、等温吸附等吸附性能,同时探讨了影响吸附的因素和吸附机理.结果表明,改性累托石对Cd2 的吸附容量高.在20℃,pH=5.0～7.0、Cd2 浓度0～100 mg/L范围内,按镉与改性累托石质量比为1∶20投加改性累托石进行处理,吸附时间为90min,Cd2 去除率可达96%以上,改性累托石对Cd2 的吸附在实验浓度范围内符合符合Freundlich方程.     

一体化膜生物反应器中短程硝化反硝化对氨氮的脱除

采用一体化膜生物反应器处理模拟氨氮废水,通过改变温度、pH、DO实现了反应器中短程硝化的稳定运行。结果表明,在进水氨氮、COD分别为67~86、240~342 mg/L的情况下,当温度为30℃、进水pH为8.1时,通过逐渐降低DO至1.2mg/L,亚硝态氮得到富集,氨氮和COD的去除率均能达到80%以上,且系统的耐冲击负荷能力较好;整个运行期间保持了较高的混合液悬浮固体浓度(MLSS),处于3 200~8 210mg/L,污泥沉降比和污泥体积指数(SVI)相对稳定,SVI处于75~138mL/g。     

固定化降解菌Q5去除喹啉的性能研究

为了研究固定化微生物在土壤生物修复中的应用,以实验室筛选出来的高效降解菌 Q5 为生物活性物质,利用生物大分子仿生合成出的纳米多孔氧化硅为载体,通过表面吸附同定化方法将其固定,制备出固定化微生物.考察固定化微牛物初始 pH 值、温度、摇床转速和菌种的接种量对喹啉去除的影响,得到适宜的去除条件,在相同条件下比较固定化微生物与游离菌种对底物的去除情况,研究单一固定化菌种对不同浓度的喹啉的去除情况,考察固定化微生物的稳定性.实验结果表明,菌株 Q5 经固定化后,对喹啉的去除能力大大增强,在 500 mg/L 浓度下,40 h 固定化 Q5 对底物去除率达96.6%,远高于未固定化 Q5 的去除率 56.1%;对于高底物浓度,固定化微生物的去除效果明显,初始底物浓度为1 500 mg/L,反应 70 h 后去除率为 91.6%,且这种固定化微生物的重复使用性能良好.     

皂化改性橘子皮生物吸附剂对重金属离子的吸附

以生物废料橘子皮(OP)为原料,经乙醇、氢氧化钠处理,得到改性橘子皮生物吸附剂SOP,将其用于对重金属离子Cu2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+和Ni2+的吸附。研究了溶液pH、吸附时间和重金属离子初始浓度对SOP吸附性能的影响。结果表明,重金属离子在生物吸附剂上的吸附速率快,符合准二级动力学方程。SOP对重金属离子的吸附等温线符合Lang-muir模型,根据Langmuir模型计算SOP对Cu2+、Pb2+、Cd2+、Zn2+和Ni2+的饱和吸附量分别为56.82、152.4、66.27、33.90和23.02 mg/g,均高于改性前。常见阳离子的存在对重金属离子吸附的影响较小,改性后的橘子皮生物吸附剂可以再生重复使用4次以上,是性能良好的重金属离子吸附剂。