纳米半导体材料促进厌氧产甲烷过程的研究进展

厌氧产甲烷既能保持碳通量又能有效转化能源,但其过程效率较低和底物利用率低制约了其发展.将纳米半导体材料介入到厌氧消化体系中,能加快产甲烷速率,提高甲烷产量.本文综述了纳米半导体材料介入厌氧产甲烷过程机理的研究进展,概括了不同纳米半导体材料对厌氧产甲烷效率及其过程的影响情况,基于优化微生物群落、促进直接种间电子传递(DI...     

微生物絮凝剂提取方法的优化及其对废水中木质纤维类污染物的絮凝机理

利用芽孢杆菌生产的微生物絮凝剂配合助凝剂三价铁,在实际废水的处理中具有良好的应用潜力。为了更好地在实际废水处理中应用微生物絮凝剂,需要优化微生物絮凝剂的提取方法。实验结果表明,通过响应曲面优化法,最终可将微生物絮凝剂的产量由原先的0.5 g·L-1提升至1.64 g·L-1。最佳提取条件为:将培养好的培养液在50℃下超声6 min,处理结束后,调节溶液pH在9～11内,然后进行离心、醇沉等操作。微生物絮凝剂对烟草废水COD、氨氮去除率可分别达到50%和28%;对畜禽废水COD、氨氮去除率可分别到达85%和45%。此外,由于微生物絮凝剂的无害性,通过微生物絮凝剂干湿分离后的固体和液体部分可以分别作为有机肥和液体叶面肥再利用,从而可产生一定的经济效益。本研究可为环保絮凝剂的开发与应用提供参考。     

催化铁内电解法预处理对后续生物过程的影响

本文研究了催化铁内电解预处理对后续生物反应器中活性污泥以及微生物的影响。经催化铁内电解处理后的污水带有大量的Fe^2＋和Fe^3＋进入生物处理阶段,EPS中蛋白质与多糖的比值提高,活性污泥的沉降性能也得以改善,沉降速度比对照组提高4．2倍;Fe^3＋使微生物物种多样性增加,与EPS的结合形式,改善了菌体之间的连接,增强了污泥对污染物的吸附和絮凝,EPS中吸咐污染物比对照组多约12．5mgTOC／gVSS。     

84消毒剂对活性污泥降酚效能的影响

针对序批式活性污泥工艺(SBR),分析了84消毒剂对含酚废水处理效能的影响,确定了浓度阈值,通过毒理学特性及胞外聚合物(EPS)变化分析了84消毒液的毒性机制。结果表明：当浓度小于2 mg/L时,84消毒剂提高了脱氢酶(DHA)及苯酚降解酶活性并促进ATP产生,EPS中的蛋白质(PN)和多糖(PS)的含量随84消毒剂浓度升高而降低;当浓度大于2 mg/L时,相关酶活性降低并抑制ATP产生,活性氧(ROS)、乳酸脱氢酶(LDH)、PN、PS的含量升高。     

胞外电子传递机制及其环境效应研究进展

胞外电子传递作为一种新型的电子传递方式,与经典电子传递链不同,其电子受体位于细胞外,多以固体的形式存在而无法进入细胞内,因此胞内氧化有机物产生的电子需要穿过细胞膜最终到达胞外电子受体。因此,胞外电子传递在废水处理、环境修复、能量回收等方面有着巨大的应用前景。讨论了胞外电子传递的机理和传递方式,总结了影响胞外电子传递效率的因素及促进传递的措施,阐述了胞外电子传递在环境工程领域的应用并展望了未来研究方向。     

碳氮比对好氧颗粒污泥稳定性的影响

针对好氧颗粒污泥运行过程中稳定性较差的问题,在3个C/N比条件下,通过气升式内循环反应器对好氧颗粒污泥进行培养,分析了不同时期好氧颗粒污泥的沉降性能、粒径变化、进出水水质中有机物、胞外聚合物组分及含量变化,探讨了C/N比对好氧颗粒污泥稳定性的影响。结果表明,在C/N比分别为10、15和25的条件下,均能培养出好氧颗粒污泥,C/N比为15时,好氧颗粒污泥稳定性最优,此时好氧颗粒26 d内成NH_4~+-N和TP的去除率可达93%、75%和91%,松散型EPS和紧密型EPS的含量最高分别为44.97 mg·g~(-1)和54.20 mg·g~(-1)。在采用不同C/N比对好氧颗粒污泥的培养过程中,C/N比对好氧颗粒污泥稳定性有较大影响,其中松散型EPS与好氧颗粒污泥的稳定性呈正相关关系。     

钙离子存在下胞外聚合物及其模拟溶液在膜污染中的差异

针对膜生物反应器膜污染的问题,为探究模拟物质替代实际物质的可行性,以胞外聚合物(EPS)及其模拟溶液(BSA+SA)为研究对象,对比了钙离子(Ca~(2+))存在下胞外聚合物及其模拟溶液在膜污染中的差异,考察了EPS-Ca~(2+)和BSA+SA-Ca~(2+)在粒径分布、官能团、流变特性和膜污染行为等方面的差异。结果表明:Ca~(2+)使得溶液粒径变大,且EPS-Ca~(2+)的平均粒径大于BSA+SA-Ca~(2+)的平均粒径;不同官能团与Ca~(2+)发生作用导致红外光谱中特征峰发生偏移;BSA+SA-Ca~(2+)水胶体系结构更稳定,随着应变的增大,胶体结构被破坏的程度较轻;在微滤过程中,相同操作条件下,BSA+SA-Ca~(2+)的膜污染现象更为严重。进一步采用Hermia过滤模型拟合发现,EPSCa~(2+)和BSA+SA-Ca~(2+)分别对中间堵塞模型和滤饼层过滤模型的拟合程度最高。上述结果可为膜污染过程中胞外聚合物及其膜污染机理研究提供参考。     

铜绿微囊藻的胞外有机物对不同混凝剂除藻效果的影响

为了保证水厂在高藻条件下的安全清洁供水,以分布较为广泛的铜绿微囊藻(Microcystis aeruginosa)为研究对象,采用2种铝系混凝剂AlCl3和聚合氯化铝(polyaluminum chloride,PACl)进行烧杯混凝实验,考察混凝过程中铝形态对除藻的影响,分析铜绿微囊藻的胞外有机物(extracellular organic matters,EOM)对藻去除的影响机制。结果表明:在PACl浓度为0.04 mmol·L~(-1)时,对藻细胞及浊度的去除率均为90%,而AlCl_3摩尔浓度为0.08 mmol·L~(-1)时,藻细胞及浊度去除率才达到90%;在制备PAC时,会水解产生大量中等聚合形态、性质稳定的Alb,在弱酸性到弱碱性的范围(pH为6～8)内,Alb对藻细胞去除率均可达到95%以上;而AlCl_3只有在比较窄的pH范围内形成原位Al_b,AlCl_3只能在较窄的pH范围内(pH为6～6.5)保持95%藻细胞去除率。与AlCl_3相比,PACl可去除更多表观分子质量为200～300 Da的胞外聚合物,同时PACl混凝后得到的絮体密实度大于AlCl_3。以上结果为研究铝系混凝剂强化去除藻的胞外有机物提供了参考。     

胞外聚合物对水中Cd(Ⅱ)的吸附性能研究

以Pseudomonas fluorescens C-2产生的胞外聚合物PF-2作为新型生物吸附剂,以傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其进行表征。系统地研究了胞外聚合物PF-2对水中Cd(II)的吸附行为。结果表明,在pH值为6.0,该吸附剂对水中的Cd(II)具有很强的吸附能力。聚合物PF-2对Cd(Ⅱ)的吸附较易进行,吸附等温线能较好地用Langmuir模型来描述,最大单分子层吸附量为33.50 mg/g,吸附动力学很好地符合准二级动力学模型。胞外聚合物PF-2含有的主要官能团为羧基、羟基和氨基等,其中羧基、羟基参与了Cd(Ⅱ)的吸附。结果表明利用胞外聚合物PF-2去除环境水样中的Cd(Ⅱ)是可行的。     

活性污泥胞外聚合物提取方法优化

试验对比了不同离子交换树脂(CER)含量和pH条件下胞外聚合物(EPS)的提取效果差异。结果表明,EPS各组分提取浓度均随离子交换树脂用量增加而增加,但各组分趋势不同。TOC的最佳树脂剂量为100 g CER/g VSS,而蛋白质、多糖和DNA的最佳树脂剂量约为70 g CER/g VSS。pH值对TOC、DNA和多糖的提取浓度影响较小,但对蛋白质影响比较大。各提取条件下,EPS各组分提取浓度随时间的变化过程可以分为平稳增长期、快速增长期及稳定期。