固定化微生物对水胺硫磷降解机理的研究

采用气相色谱一质谱联机和有关分析方法,给出了精品水胺硫磷的质谱图;证实固定化微生物可使有机磷农药水胺硫磷的环链断裂,其最终产物为ＣＯ２、Ｈ２Ｏ、ＮＨ３、Ｈ２Ｓ、Ｈ３ＰＯ４等简单无机比合物;初步推断水杨酸异丙酯等有机化合物是降解过程的中间产物。     

固定化细胞流化床处理含酚废水的研究

以改性聚丙烯酰胺为载体对苯酚降解菌进行固定化,采用流化床反应器对模拟含酚废水进行降解实验。考察在不同曝气量、pH和苯酚浓度下,固定化细胞降解苯酚性能的变化。结果表明,在有效容积为6L的反应器内固定化细胞凝胶的投加量为1.4g/L、pH6～8、曝气量为70L/h时,24h内可使浓度为700mg/L的苯酚完全降解。当采用有效容积为5.5L的流化床反应器对模拟含酚废水进行连续降解实验时,在进水苯酚浓度为400mg/L,曝气量为60L/h,进水流量0.6L/h,HRT为9.5h时,出水苯酚浓度可降低到20mg/L以下。连续使用30d后固定化细胞凝胶的机械强度和弹性仍较好。说明固定化细胞有更好的苯酚耐受性、较高的降酚速率和更广泛的pH,且可重复使用。     

聚乙烯醇包埋活性炭与微生物的固定化技术及其对水胺硫磷降解的研究

提出聚乙醇包埋活性炭与微生物的固定化技术,给出较好的制备工艺,并对有机磷农药水胺硫磷的降解进行了试验研究,结果表明,经固定的微生物对温度、ｐＨ值和水样水胺硫磷浓度的适应范围扩大,在３个月连续试验中,若水样初始ＣＯＤｃｒ浓度为１３００－２５００ｍｇ／Ｌ,停留时间２４ｈ,在恒温摇床内降解,其去除率为５５％－７２％。     

工程菌及其固定化细胞对有机磷农药的降解

将抗性库蚊解毒酶酯酶B1基因片段引入融合表达载体pThioHisA中,转化入大肠杆菌DH5α,在IPTG诱导下,经过8h,酯酶B1在大肠杆菌中获得融合高效表达。重组质粒pThioHisA-B1表达的酯酶融合蛋白具有较高的酯酶B1活性,能高效降解酯酶的特异性底物α-乙酸萘酯(α-NA)和β-乙酸萘酯(β-NA),将工程菌固定化后,固定化细胞在3h内对1000mg/L的甲基对硫磷降解率>65%。     

海藻酸钠和聚乙烯醇作为固定化微生物包埋剂的研究

分别以海藻酸钠和聚乙烯醇为包埋剂,包埋固定微生物,采用正交试验法,以固定化微生物对TOC的去除率为主要指标,强度为辅助指标,确定包埋条件,并对其性能进行比较。研究结果表明,用聚乙烯醇为包埋剂的固定化小球强度及稳定性比用海藻酸钠的高,较适用于废水处理,但其传质性能有待进一步改善。     

硝酸-PPy/AQDS联合处理改善阳极性能的分析表征

阳极性能是影响微生物燃料电池(microbial fuel cells,MFCs)性能的关键因素之一.通过吡咯聚合、蒽醌-2,6-磺酸钠盐(AQDS)掺杂以及库仑量调控将不同厚度的PPy/AQDS复合薄膜电沉积至硝酸处理的碳毡阳极上,以期整合碳毡阳极的生物亲合性、导电性及电子传递能力,同时强化阳极的这3种性能.结果表明,随着整合强度的加强,阳极性能逐步得到提升,整合阳极在阳极生物量、电导率以及交换电流密度方面优于对照组2.4~3.3倍,其中0.12 C·cm~(-2)的整合阳极表现出最高的峰值电流(2.86 m A)、最大的阳极生物量(0.44 mg·cm-2)、最大的电导率(0.33 S·cm~(-1))、最大的交换电流密度(3.65×10~(-3)A·m~(-2))以及最小的传质阻力,其对应MFC的最大功率密度达1 060.7 m W·m~(-2),是对照组的2.2倍,阳极开路电势接近-0.55V.循环伏安、电化学阻抗谱、扫描电镜和塔菲尔测试进一步揭示了PPy/AQDS复合薄膜在阳极碳纤维之间的联接、架桥作用,使得不同纤维丝之间的接触更加均匀,减小了电子在生物膜与阳极之间、阳极与外回路之间的传递阻力;同时,沉积于碳毡阳极的PPy/AQDS复合薄膜与硝酸处理后阳极表面形成的吡咯氮类官能团之间的协同作用可能是整合阳极性能提升的本质原因所在.     

类芬顿调理污泥用于微生物电解池产氢与磷回收的研究

为提高微生物电解池(MEC)利用剩余污泥产氢气和磷回收的效率,采用Fe~(3+)、原儿茶酸(PCA)和H_2O_2体系预调理污泥,探究中性PCA/Fe~(3+)/H_2O_2体系的试剂投加量对污泥液相总磷含量和溶解性化学需氧量(SCOD)的影响.在单因素试验的基础上,通过表面响应法(RSM)优化得到Fe~(3+)和H_2O_2投加量分别为12.96 mmol·L~(-1)和0.45 mol·L~(-1),液相总磷含量和SCOD含量实际值分别为(60.14±0.08) mg·L~(-1)和(3357.67±66.37) mg·L~(-1),模拟效果显著.与未处理的剩余污泥MEC反应器出水相比,经过调理后的剩余污泥MEC反应器出水中的总化学需氧量(TCOD)、多糖和蛋白质的去除率分别提高了30.03%、50.16%和97.31%,氢气转化率提升了1.31倍,有效提升了MEC产氢效率.通过鸟粪石结晶回收MEC污泥上清液中的磷,发现在初始pH值为10、Mg~(2+)浓度为0.056 mol·L~(-1)和NH~+_4浓度为0.08 mol·L~(-1)时效果最佳.鸟粪石晶体质量浓度最高可达7.6 g·L~(-1),晶体纯度最大为88.30%,上清液中77.55%的磷以鸟粪石的形式得到回收.在本研究最优化条件下进行中性PCA/Fe~(3+)/H_2O_2体系调理剩余污泥微生物电解池产氢与磷回收全过程中产出经济价值达到2.36元.实验研究最终表明,经过Fe~(3+)/PCA/H_2O_2体系调理污泥可促进污泥中磷的释放和MEC处理污泥的产氢效率,为探究污泥资源化提供了新的研究思路.     

Copper biosorption on immobilized seaweed biomass： Column breakthrough characteristics

The biosorption of copper by the brown seaweed Sargassum baccularia,immobilized onto polyvinyl alcohol(PVA)gel beads, was investigated with fixed-bed experiments.Laboratory-scale column tests were performed to determine breakthrough curves with varying flow rates and feed concentrations.A theoretical fixed-bed model,known as the Bohart-Adams equation,was evaluated in simulating the experimental breakthrough curves.The Bohart-Adams model qualitatively predicted the breakthrough trends.PVA- immobilized seaweed biomass beads were amenable to efficient regeneration with aqueous solution containing the chelating agent ethylenediaminetetraacetic acid(EDTA).The biosorbent retained most of its original uptake capacity over three cycles of use.The excellent reusability of the biosorbent could lead to the development of a viable metal remediation technology.