Characterization of the extracellular biodemulsifiers secreted by Bacillus cereus LH-6 and the enhancement of demulsifying efficiency by optimizing the cultivation conditions

A highly efficient demulsifying strain, LH-6, was isolated from petroleum-contaminated soil and identified as Bacillus cereus by 16S rDNA gene analysis. It achieved 95.61 and 95.40 % demulsifying ratios within 12 h for water-in-oil (W/O) and oil-in-water (O/W) model emulsions, respectively. Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) and thin-layer chromatography (TLC) detections indicated that the LH-6’s extracellular biodemulsifiers were different types of lipopeptides for the W/O and O/W emulsions. Optimization of the culture medium composition was conducted to improve the biosynthesis and demulsifying efficiency of the biodemulsifier. The optimal carbon source was liquid paraffin, while waste frying oil could also be an alternative carbon source. The optimal nitrogen sources were ammonium sulfate and yeast extract. To further enhance the biodemulsifier efficiency, the optimal cultivation conditions were determined using response surface methodology (RSM) based on central composite rotation design (CCRD). Using the optimized cultivation conditions, the demulsifying ratios increased to 98.23 and 97.65 % for the W/O and O/W model emulsions, respectively.     

不同运行模式对同步脱氮除磷CAST工艺快速启动及其稳定维持的影响

以实际生活污水为处理对象,考察了传统进水/曝气和改良型分段进水的交替缺氧-好氧(A/O)2种运行模式对CAST工艺的快速启动及脱氮除磷性能稳定维持的影响。结果表明,传统进水/曝气运行模式下,系统达到最佳营养物去除性能所需启动时间30 d,稳定运行阶段TN平均去除80.66%,磷的去除率维持在66.30%左右;采用改良型交替运行模式,反应器达到稳定运行状态仅需18 d,系统稳定运行时TN平均去除81.36%,磷去除率稳定维持在90%以上,出水磷浓度在0.3 mg/L以下,出水水质达到国家污水综合排放标准一级A(GB8978-2002)。研究还发现,传统运行模式下,由低温引起的污泥沉降性能变差导致系统污泥严重流失,反应器几乎丧失污染物去除性能;而低温对交替运行模式下的反应器除磷性能几乎没有影响,总氮去除则因氨氮不完全硝化而大大降低。     

As（V）在金红石TiO2颗粒表面吸附特性及机理

通过静态动力学和热力学吸附实验,研究了温度、共存离子以及溶质的初始浓度对As（V）在金红石TiO2颗粒表面吸附的影响,探讨了As（V）在金红石TiO2颗粒表面吸附特性及机理。结果表明,在As（V）初始浓度为10mg／L,pH为7的条件下,25℃时的吸附量0．41mg／g高于30℃时的吸附量0．31mg／g,As（V）在金红石TiO,上的吸附为放热过程。CaCl2和MgCl2的添加对As（V）在金红石TiO2表面吸附起到明显的促进作用。T=25℃,Ca2＋或Mg2＋浓度为10mmol／L时,As（V）吸附量分别为0．64和0．56mg／g,Ca2＋比Mg2＋对As（V）吸附促进作用强。As（V）在金红石TiO2的吸附等温线符合Frendlich方程,Lagergren二级动力学方程能较好地描述As（V）在金红石TiO2颗粒表面吸附的动力学过程。     

洞庭湖湿地土壤持水能力及其影响因素研究

土壤持水能力是反映土壤调节水文和供给植物耗水的重要指标,受土壤有机质、容重、机械组成和植物地下生物量的直接或间接影响。与森林和农田生态系统相比,湿地土壤持水能力关注较少。于2010年12月,对洞庭湖湿地3种主要植被（苔草、芦苇和杨树）土壤持水能力、土壤理化性质和地下生物量进行了调查,并采用主成分分析对影响土壤持水能力的主要环境因子进行了分析。结果表明：除非毛管孔隙度外,3种植被上层土壤的总孔隙度、毛管孔隙度、田间持水量和含水量差异显著,均为苔草＞芦苇=杨树,而中、下层无显著差异。沙粒为苔草≥杨树≥芦苇,而粗粉粒、细粉粒和粘粒均为杨树≥芦苇≥苔草;容重为杨树≥芦苇＞苔草,有机质为苔草=芦苇＞杨树。各级别生物量在植被类型大小顺序不一：总地下生物量、0～1 mm和＞5 mm径级地下生物量均以芦苇最大,而1～5 mm径级地下生物量则以苔草最大。主成分分析表明,上层土壤,容重、有机质和1～5 mm径级地下生物量是影响其持水能力的主要因素,而中层土壤和下层土壤,环境因子对土壤持水能力的影响很小。此研究对于洞庭湖生物多样性保护和湿地管理政策的制定具有重要意义     

物化-生物组合工艺处理TNT红水

采用酸析+微电解+混凝沉淀+减压蒸馏+固定化微生物滤池+活性焦吸附组合工艺处理兵器八○五厂(襄樊分部)的TNT红水,出水中的硝基化合物浓度多小于0.8 mg/L,且多次未检出;COD最高值为76 mg/L,平均值为51.6 mg/L;色度为20°;苯胺浓度全部小于1 mg/L,达到了中试方案提出的要求,出水水质指标符合《兵器工业水污染物排放标准火炸药》(GB14470.1-2002)的要求.中试期间设备没有发生堵塞、燃烧等事故,减压蒸馏装置正常稳定运行,证实了减压蒸馏法处理TNT红水的安全可靠性.     

响应面分析法优化稀土废水MAP沉淀法脱氮

经过预处理后的稀土生产废水,其氨氮浓度大幅降低,但并未达到中华人民共和国《稀土工业污染物排放标准》（GB26451-2011）中氨氮浓度限值。实验通过响应面分析法中的Box-Behnken实验设计（BBD）,取pH、n（Mg）：n（N）、n（P）：n（N）3因素,采用Design-Expert 8.0.6,建立合适的剩余氨氮浓度及剩余总磷浓度模型,得到回归方程,并分析模型各项指标,各因素及其相互作用对剩余氨氮浓度及剩余总磷浓度的影响。利用预测模型预测最佳实验条件,在最佳实验条件下验证预测结果,并对沉淀物进行X射线衍射（XRD）分析。结果显示,二次响应模型适用于剩余氨氮浓度及剩余总磷浓度,2个模型均拥有较好的拟合程度、可信度及精密度,最优反应条件为：pH=9.88、n（Mg）：n（N）=1.50：1、n（P）：n（N）=1.38：1时,剩余氨氮浓度为46.58 mg/L,剩余总磷浓度为7.85 mg/L。在最优条件下所得到的沉淀物并非纯净的MgNH₄PO₄·6H₂O,还有Mg₃（PO₄）₂·22H₂O生成。     

骨炭对水中不同形态Sb吸附和解吸的影响

采用骨炭作为吸附剂,研究其在不同骨炭用量、pH值和温度条件下对水中Sb（Ⅲ）和Sb（Ⅴ）吸附和解吸的影响。结果表明,骨炭对Sb（Ⅲ）的吸附效果远好于Sb（Ⅴ）,在0.2~8.0 mmol/L的Sb（Ⅲ）和Sb（Ⅴ）浓度下,骨炭对这2种形态Sb的去除率分别为46.1%~78.6%和9.6%~31.7%。采用Langmuir方程和Freundlich方程均可以很好地拟合骨炭对Sb（Ⅲ）和Sb（Ⅴ）的吸附,Sb（Ⅲ）和Sb（Ⅴ）的最大吸附容量分别为110.1034 mg/g和17.4167 mg/g。骨炭对Sb（Ⅲ）的解吸也大于对Sb（Ⅴ）的解吸。骨炭对Sb（Ⅲ）和Sb（Ⅴ）的吸附受不同骨炭用量、pH值和温度影响。     

ClO2氧化法预处理联苯胺类染料中间体废水

采用ClO₂氧化法预处理联苯胺类染料中间体生产废水,探讨了影响COD和联苯胺去除率的主要因素,并采用GC/MS技术对ClO₂氧化前后废水中的有机组分进行了分析。实验确定了较佳的工艺参数：ClO₂加入量为45~55 mg/L,ClO₂与联苯胺的化学计量比控制在（3.0~3.5）∶1,反应时间为 30~35 min。在此条件下,ClO₂氧化后出水中联苯胺去除率达到80%以上,联苯胺类污染物含量得到有效降低,废水BOD₅/COD由原水的0.18提高到0.40。该方法能提高废水的可生化性,是一种较好的生化预处理技术。     

粉煤灰的改性及对刚果红的吸附

分别采用沸水浸泡、酸浸、碱浸和加热的方法对粉煤灰进行改性处理,利用FTIR仪和XRD仪对改性粉煤灰的成分和官能团进行了分析,并利用改性粉煤灰对模拟刚果红废水进行脱色。实验结果表明：碱改性粉煤灰中含有大量官能团,以及NaPl型沸石类物质,能够明显提高粉煤灰对刚果红的吸附性能;与活性炭相比,碱改性粉煤灰具有更高的性价比;在初始刚果红质量浓度为20mg/L、碱改性粉煤灰加入量为50g/L的条件下,废水的脱色率可达87.52%;碱改性粉煤灰对刚果红的吸附过程遵循二级反应动力学,较好地符合Langmuir等温式和Freundlich等温式。     

UASB-SBR-絮凝工艺处理地沟油制生物柴油废水

采用UASB-SBR-絮凝工艺处理地沟油制生物柴油废水,考察了各个阶段的废水处理效果。实验结果表明：UASB稳定运行阶段进水COD约为15000mg/L时,COD去除率约为87%,出水COD在2500mg/L以下,出水挥发性脂肪酸（VFA）浓度为4~6mmol/L,最佳容积负荷为15.0kg/（m3·d）;采用SBR处理UASB出水,当容积负荷为1.5kg/（m3·d）时,出水COD在200mg/L以下,COD去除率在83%以上,ρ（NH₃-N）在5mg/L以下,TP约为25mg/L。向SBR出水中加入质量分数为5%的聚合氯化铝进行化学除磷,加入量为5mL/L,处理后废水TP为4~6mg/L。处理后废水的COD,ρ（NH₃-N）,TP均达到CJ343-2010《污水排入城市下水道水质标准》的A类要求。