纳米乳化油修复硝酸盐污染地下水过程中的微生物特征模拟实验研究

为探寻纳米乳化油原位修复地下水硝酸盐氮污染过程中微生物堵塞的形成原因,本研究采用市售的反硝化细菌接种微生物,以纳米乳化油为碳源,中砂为介质,分别建立2组反应器进行模拟实验,分析不同反应器中硝氮的降解情况,同时采用MiSeq高通量测序技术表征不同反应器的微生物菌落结构和多样性.结果表明,纳米乳化油作为碳源具有良好的降解效果,添加纳米乳化油的反应器,反应周期内硝酸盐氮的总降解效率为91.76%,而对照反应器的降解效率仅为38.11%.在硝酸盐氮降解过程中,均存在以蛋白质和多糖为主的代谢产物胞外聚合物增加的趋势,且蛋白质的含量均显著高于多糖.反应结束时,实验组和对照组的胞外聚合物累积量分别为384.49 mg和279.45 mg,单位质量硝氮降解产生的胞外聚合物分别为1.79 mg·mg^-1和39.43 mg·mg^-1.高通量测序结果显示,添加纳米乳化油会引起细菌浓度的升高及细菌群落多样性的降低,但具有反硝化作用的微生物相对丰度增加.实验组和对照组反应器中共同的优势菌门为Proteobacteria、Bacteroidetes和Actinobacteria,相对丰度分别为73.35%、6.77%、8.49%及33.46%、47.15%、7.15%,纳米乳化油的添加会刺激Proteobacteria等具有较高反硝化作用的微生物增多,因此,以纳米乳化油作为碳源能够有效提高硝酸盐氮的降解效率,但与此同时纳米乳化油也会刺激微生物的生长及影响微生物群落演变.Sphingamonas、Rhodopseudomonas和Microbacterium菌属相对丰度增加,会引起粘性代谢产物增多,造成多孔介质渗透性下降和生物堵塞.     

超声波-缺氧/好氧消化过程污泥胞外聚合物和溶出物的变化研究

为研究超声波促进污泥缺氧/好氧消化的机制,采用均匀试验得到的最佳超声波参数与缺氧/好氧消化衔接进行间歇试验,通过生物化学分析法研究了消化过程污泥EPS指标(多糖、蛋白质、DNA和总量)和相应溶出物的变化趋势,同时以未经超声处理的消化过程作对照.均匀试验结果表明,在超声波声能密度0.1 W/mL,超声处理时间15 min...     

亚硝化颗粒污泥中EPS提取方法与组成特性的比较研究

以异养型好氧颗粒污泥(AGS)、普通活性污泥(AS)和厌氧颗粒污泥(An GS)为参照,考察了5种方法对亚硝化颗粒污泥(GNS)中胞外聚合物(EPS)的提取效果,以选出最佳方法,并通过测定蛋白质(PN)/多糖(PS)含量、三维荧光(3D-EEMs)与傅里叶红外(FT-IR)图谱,比较分析了GNS中EPS的组成特性.结果表明,甲醛-Na OH法能在有效保护细胞结构的同时,获得较高的EPS提取效率,而耗时更短的甲醛-热碱法对GNS也同样适用.尽管亚硝化颗粒污泥的EPS总量低于其他污泥样品,但高比例的PS成分有利于自养型微生物的固着生长.从可溶性微生物代谢产物(λEx/λEm=250~310 nm/320~380 nm)和芳香类蛋白质(λEx/λEm=200~250 nm/280~380 nm)所对应的荧光峰强度及红外图谱可知,GNS具有比AS更高的微生物活性和更丰富的结构性蛋白,且EPS组成更为简单.     

厌氧氨氧化污泥恢复过程中的颗粒特性

目前运行容易失稳已成为制约厌氧氨氧化(ANAMMOX)工艺应用的因素之一.在保证底物不抑制的条件下,通过对实验室前期运行失稳的连续流全混反应器(CSTR)中的厌氧氨氧化污泥进行活性恢复,研究了滞留的基质浓度对ANAMMOX污泥恢复过程中颗粒化及活性的影响.结果表明,经过126d运行,ANAMMOX污泥活性获得恢复且脱氮能力明显提升.控制高、低基质浓度水平的2个反应器均能实现污泥的颗粒化及氮素的高效去除,NRR最大分别达到16. 97 kg·(m~3·d)~(-1)和14. 43 kg·(m~3·d)~(-1).随着反应器脱氮能力的提高(污泥颗粒粒径增大),R1、R2两个反应器内污泥的胞外聚合物EPS含量(以VSS计)均增大,分别由接种时的34. 45 mg·g~(-1)增大至77. 52 mg·g~(-1)和94. 18 mg·g~(-1),PN/PS由1. 89分别增大到6. 25和6. 84.在一定范围内,PN/PS比值增大有利于ANAMMOX污泥颗粒化,但PN/PS过大会导致颗粒污泥结构失稳上浮,加剧污泥流失现象.     

PAS—PDMDAAC复合混凝剂研究

以业（SO）4和PDMDAAC为原料进行了无机-有机复合絮凝剂的复合实验研制,确定其制备工艺条件,并对油田现场采集的钻井废水作絮凝沉降实验,所研制的PAS—PDMDAAC复合絮凝剂对COD的去除效率可大大提高。     

镉（Ⅱ）-8-羟基喹啉分子印迹聚合物微球的合成及吸附性能研究

通过紫外光谱分析可知Cd2+与8-羟基喹啉(8-HQ)可以形成1∶1型的稳定络合物,根据此比例以Cd2+模板分子,8-羟基喹啉为配体,甲基丙烯酸(MAA)为功能单体,乙二醇二丙烯酸甲酯(EGDMA)为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,通过W/O/W乳液聚合法制备了Cd2+分子印迹聚合物微球(MIP).研究了乳化剂、致孔剂和外水相用量对印迹聚合物微球的形貌的影响,SEM结果显示在选定的条件下合成的MIP微球的粒径为1~3μm,并且粒径较为均匀,分散性较好;对比了几种不同条件下合成的MIP对Cd2+的吸附性能;研究了溶液pH值,吸附时间,初始浓度和温度对MIP Cd2+吸附容量的影响.实验结果表明MIP对Cd2+的吸附和解吸具有较快的传质速度,表现出较好的吸附能力,因此可考虑将该吸附剂用于废水中的Cd2+吸附与去除.     

好氧颗粒污泥处理制糖工业废水厌氧出水的除磷特性研究

制糖工业废水经厌氧生物处理后,COD大幅下降,但是出水中N、P含量仍然较高,严重破坏水体生态平衡.利用好氧颗粒污泥对制糖工业废水的厌氧出水进行脱氮除磷处理,讨论了其除磷过程.经复合底物(乙酸盐、丙酸盐、丁酸盐)培养的好氧颗粒污泥直径1.7 mm,SVI为38.43 mL.g-1,TP去除率达90.9%,出水磷含量仅为1.3 mg.L-1,单位COD释磷率为0.571,厌氧条件下磷的释放速率达到5.73 mg.(g.h)-1,好氧颗粒污泥表现出较好的沉淀性能和较高的除磷活性.由于底物中丙酸盐、丁酸盐含量增加,使得聚磷菌在反硝化过程中NO3--N的利用率增加,即消耗单位质量的NO3--N可以吸收更多的磷.好氧颗粒污泥及其胞外聚合物中P元素的含量与其中Mg、Ca、Fe元素的含量表现出很高的相关性,胞外聚合物对P的吸附使得体系除磷能力进一步增强.通过对污泥反硝化除磷的研究发现,反硝化聚磷菌占总聚磷菌的61.9%,其吸磷量与消耗硝酸盐的比值[m(P)/m(NO3--N)]为1.14.     

Performance of dithiocarbamate-type flocculant in treating simulated polymer flooding produced water

Produced water from polymer flooding is di cult to treat due to its high polymer concentration, high viscosity, and emulsified characteristics. The dithiocarbamate flocculant, DTC (T403), was prepared by the amine-terminated polyoxypropane-ether compound known as Je amine-T403. The product was characterized by IR spectra and elemental analysis. The DTC agent chelating with Fe2+ produced a network polymer matrix, which captured and removed oil droplets e ciently. Oil removal by the flocculent on simulated produced water with 0, 200, 500, 900 mg/L of partially hydrolyzed polyacrylamide (HPAM) was investigated for aspects of e ectiveness of DTC (T403) dosage and concentrations of HPAM and Fe2+ ions in the wastewater. Results showed that HPAM had a negative influence on oil removal e ciency when DTC (T403) dosage was lower than 20 mg/L. However, residual oil concentrations in tested samples with di erent concentrations of HPAM all decreased below 10 mg/L when DTC (T403) dosage reached 30 mg/L. The concentration of Fe2+ in the initial wastewater had a slight e ect on oil removal at the range of 2–12 mg/L. Results showed that Fe3+ could not be used in place of Fe2+ as Fe3+ could not react with DTC under flocculated conditions. The e ects of mineral salts ions were also investigated.     

曝气充氧污水中碳源种类对游离菌凝聚特性的影响

为揭示碳源种类在细菌形成菌胶团中的作用,在好氧批式培养条件下研究了以4种有机物作为人工废水中的碳源,培养污水中细菌从完全游离到凝聚为絮体的过程.结果显示,当以小分子有机物(乙酸钠或葡萄糖)和大分子有机物(蛋白胨或可溶性淀粉)作为碳源时,分别培养大约48 h和24 h即出现直径大于30μm的絮体.碳源为大分子有机物时,絮体形成过程中絮体的胞外聚合物(EPS)中蛋白与多糖比值达到极值所用时间较以小分子有机物为碳源要短.以蛋白胨为例,这些指标在培养开始24 h时即分别达到了最大接触角(64.91°)、最小Zeta电位(9.21 mV)和最大PN/PS值(6.25),但用乙酸钠培养时,达到最大接触角(53.52°)、最小Zeta电位(12.2 mV)和最大PN/PS值(8.03)所需时间为36 h.研究发现,絮体的PN/PS比值与接触角之间呈显著正相关(r>0.7,p<0.05),但与Zeta电位绝对值之间呈显著负相关(r<-0.89,p<0.05).大分子有机物作碳源时,细菌EPS中蛋白质的合成相比多糖更快更多,增加了细菌表面EPS的疏水性,从而使细菌个体间静电斥力降...     

工业固废基地聚合物的制备及其吸附Pb(Ⅱ)的性能

地聚合物(GP)具有三维立体网状结构,对重金属有良好的吸附性能,通常由偏高岭土等制得,但利用工业固体废物制备GP及探究其吸附性能的研究还相对较少.因此,本研究以煤矸石掺杂赤泥作为原料制备GP,采用酸溶法探究在不同制备条件下GP各组分的变化及其与重金属吸附性能的关系,同时评估其浸出毒性.结果表明,在未加外源硅的情况下,GP对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附性能会随着凝胶含量的增加而提升,而外源硅则可以促进原料中Al₂O₃的溶出,改变凝胶的性质,进而提升其吸附性能.同时,相较于NaOH和NaOH+NaAlO₂激活剂,采用NaOH+Na₂SiO₃激活剂制备得到的GP对重金属的吸附性能更优异,理论最大吸附量达到137.7 mg·g^-1.GP对水溶液中Pb(Ⅱ)的吸附以化学吸附为主,符合二级动力学规律,吸附过程也很好地符合Langmuir等温方程.另外,GP可以有效地固化原材料中的重金属,减少其浸出.XRD等分析表明,煤矸石掺杂赤泥作为原料可以制备具有良好重金属吸附性能的G...