外加酶强化剩余污泥水解的研究

采用向污泥中外加酶强化污泥水解的处理方式,考察了单一酶和复合酶的加入对城市污水厂剩余污泥的破解及减量化的影响,并探讨了酶水解过程动力学.结果表明,外加酶可以促进污泥中悬浮固体的溶解和大分子有机物的降解.当酶最佳投加量(以TS中加入酶量计)为60 mg/g时,淀粉酶比蛋白酶的水解效果好,SCOD/TCOD由16.3%上升到22.3%,VSS去除率由39.8%提高到54.24%.同时,复合酶的水解效果较单一酶的效果好,当水解温度为50℃,蛋白酶和淀粉酶的比例为1∶3时,水解效果最佳,VSS去除率达68.43%,还原糖、NH+4-N浓度分别由37.29和47.60 mg/L增加至177.8和143.43 mg/L.酶水解过程的前4 h,蛋白酶和淀粉酶活力均呈上升趋势,符合一级反应动力学,水解4 h左右达最大值,分别为2.57 U/mL和4.64U/mL,之后酶活力逐渐下降.     

全程自养脱氮颗粒污泥培养及动力学研究

SBR反应器接种厌氧颗粒污泥,经过3个阶段培养,成功培养出全程自养脱氮颗粒污泥,并对颗粒污泥系统进行动力学研究.建立了描述全程自养脱氮的动力学模型.由于溶解氧(DO)在颗粒污泥内呈梯度分布,模型引入DO校正系数.通过模型研究反硝化作用、亚硝酸盐和DO对过程的影响,模拟结果与实测结果相一致.结果说明,异养反硝化菌的存在,在一定程度上影响厌氧氨氧化(ANAMMOX)过程,但是随着启动的进行,反硝化的影响逐渐降低.初始亚硝酸盐浓度为20~30 mg/L时,厌氧氨氧化开始受到抑制,总氮去除率开始降低.DO浓度的过高或过低都会导致全程自养脱氮效果受限制.根据进水氨氮浓度调整DO浓度,可使总氮去除效率达到较佳水平.进水氨氮浓度为80 mg/L时,最佳DO为0.3~0.6 mg/L.     

不同乙酸钠/甘油比对好氧/延长闲置SBR除磷性能的影响

以合成废水为研究对象,以甘油和生活污水中常见的乙酸钠作为碳源,建立了5个好氧/延长闲置序批式反应器(乙酸钠/甘油比分别为1∶0、4∶1、1∶1、1∶4和0∶1),考察了各反应器长期运行过程中的除磷效果,并通过分析典型周期内磷及微生物体内各储能物质的变化,初步探究不同乙酸钠/甘油比对除磷性能的影响机理.研究表明,当乙酸钠/甘油比由1∶0逐渐降至4∶1和1∶1时,平均除磷率由90.1%升至92.5%、97.3%.乙酸钠/甘油比继续降至1∶4及0∶1时,系统除磷率降至65.7%、53.4%.当乙酸钠/甘油比为1∶1时,聚磷菌体内合成大量聚羟基脂肪酸酯(PHAs)(2.55 mmol·g-1,以每g VSS积累的C(mmol)计,下同),为后续磷的吸收及聚磷合成提供更多的能量,而以甘油作为单一碳源时,PHAs合成量最少(0.82 mmol·g-1),糖原合成量最大(2.56 mmol·g-1,以每g VSS积累的C(mmol)计).     

溶解氧对好氧/延长闲置SBR除磷性能的影响

以合成废水为研究对象,乙酸钠为外加碳源,考察不同溶解氧(DO)浓度下好氧/延长闲置(O/EI)序批式反应器的除磷效果,并通过分析典型周期内磷元素及微生物体内各储能物质的变化,探究DO浓度对O/EI工艺除磷性能的影响机制.结果表明,低DO浓度(1 mg·L-1)条件下,O/EI系统具有良好的除磷效果,除磷率高达96%,单位污泥除磷量为5.02 mg·g-1;而当DO浓度较高(4 mg·L-1)时,反应器内磷的去除率降至50%,单位污泥除磷量仅2.81 mg·g-1.研究表明,在DO浓度为1 mg·L-1时,微生物能合成较多聚羟基脂肪酸酯(PHAs),糖原的合成及利用较少,系统好氧吸磷量远高于其他反应器,并在闲置期释放出更多聚磷酸盐.可见,DO可通过影响微生物体内PHAs和糖原的合成及转化,闲置期释磷,好氧前期释磷及好氧吸磷,进而影响系统的除磷性能.     

外加酶强化剩余污泥微生物燃料电池产电特性的研究

以剩余污泥作为接种液和基质,探讨了外加酶(中性蛋白酶、α-淀粉酶)强化单室型剩余污泥微生物燃料电池产电效率的可行性,研究了酶投加量对微生物燃料电池的产电特性及剩余污泥减量的影响.结果表明,在相同条件下,实验组产生的最大功率密度远远高于对照组;当酶的总投加量为10 mg.g-1时,最大输出功率密度及污泥水解效率达到最大,即中性蛋白酶组的最大功率密度、库仑效率、TCOD去除率、TSS去除率、VSS去除率分别为507 mW.m-2、3.98%、88.31%、83.18%、89.03%,而α-淀粉酶组则分别为700 mW.m-2、5.11%、94.09%、98.02%、98.80%.本实验采用向剩余污泥中投加酶的方法,成功增强了微生物燃料电池的产电效率,同时对剩余污泥有效地进行了处理,为微生物燃料电池的实际应用提供了新途径.     

培养基对菌产微生物絮凝剂的影响研究

研究了培养基成分种类及其用量对菌产微生物絮凝剂的影响。结果表明,较高的C/N比对菌产絮凝剂有利,碳源中的蔗糖是菌株Aeromonassp.N11产絮凝剂的良好碳源,氮源以采用复合氮源为佳。培养基中加入酵母膏有利于絮凝剂的产生。NaCl能够促进所产絮凝剂的絮凝活性,碳源蔗糖和氮源脲对菌产絮凝剂的影响最大。利用正交实验得出产絮凝剂培养基的最佳配比为蔗糖20g/L,酵母膏08g/L,脲05g/L,硫酸胺05g/L,NaCl7g/L。     

电-Fenton法预处理青霉素废水的降解规律研究

研究电-Fenton法预处理青霉素钠(penicillin G sodium,PGN)模拟废水的降解规律,分析预处理过程中PGN浓度、COD、TOC的变化情况及BOD5/COD改善情况.当T=20℃、pH=3时,投加0.5g/L FeSO4、0.2 mL/L H2O2,于0.3 A电流下降解浓度为100 mg/L的PGN废水,120 min后PGN去除97.9%,COD去除76.7%,TOC去除59.8%,BOD5/COD由0升至0.4,有效提高了废水的可生化性.以红外光谱(infrared spectrogram,IR)和液相色谱-质谱联用(Liquid chromatogramMass chromatogram,LC-MS)检测青霉素钠的降解产物,说明青霉素钠抑菌的关键结构b-内酰胺环被破坏,抗菌性消失,有助于生物处理有效去除.     

优势菌种浸取电解锰渣中锰的影响因素研究

采用电解锰废渣中分离出的一种锰抗性强的微生物Fusarium sp.浸取电解锰渣中的锰。研究了不同矿浆浓度、微生物生长活动、锰渣和培养基等对锰浸取效率的影响。结果表明,接种体积比为2%（v/v）时,矿浆浓度（m/v）对锰浸取效率影响显著,矿浆浓度过低（〈2%）或者过高（〉10%）对锰浸取效率都有不利影响。矿浆浓度为10%时锰浸取效率最高,达80%以上;微生物的生长活动对浸取过程有显著的影响;而锰渣的存在则能在一定程度上影响溶液的pH,进而影响锰浸取效率;培养基对锰浸取效率的贡献达50%左右。     

生物浸取电解锰渣中锰的研究

为了评价生物法浸取电解锰渣中锰的可行性,利用锰渣土壤中筛选出的2种锰抗性强的微生物Serratia sp.和Fusarium sp.浸取电解锰渣中的锰,并采用优化的BCR（European Community Bureau of Reference）连续萃取方案对浸取前后的金属锰进行形态分析,研究其浸出率和浸取前后锰的形态变化特征。同时考察了3种萃取剂EDTA、HNO₃和CaCl₂对锰的萃取效率及萃取后金属锰的形态变化。研究结果表明,Serratia sp.和Fusarium sp.对锰都表现出一定的浸取能力,Fusarium sp.的浸取能力尤为显著,3 d后锰浸出率达到56.5%,为锰污染的微生物治理和资源化利用提供科学依据。3种萃取剂对锰的浸取效果为EDTA>HNO₃>CaCl₂,平均萃取效率依次为50.0%、28.8%和21.2%。浸取前后,酸溶解态锰所占比例变化较显著,说明酸溶解态锰是比较容易浸取的形态。     

孟矿尾渣污染土壤商陆根际和非根际土壤酶活性

对湘潭锰矿尾渣库地区商陆根际和非根际土壤酶的活性特征进行了研究,结果表明,商陆根际土壤各种酶的活性显著大于非根际土壤。商陆根际环境对土壤酶活性的影响表现为：蔗糖酶〉脲酶〉脱氢酶〉酸性磷酸酶〉过氧化氢酶,根际效应值（R／S）分别为：1．622、1．598、1．586、1．485和1．328。除过氧化氢酶活性外,土壤各种酶活性与重金属复合污染程度显著负相关,表现出重金属复合污染对土壤酶活性的抑制效应。商陆可有效改善土壤环境,提高土壤各种酶的活性,是锰污染土壤植物修复的理想植物。