固定化Lysinibacilluscresolivorans的PVA-SA-PHB-AC复合载体制备及间甲酚的降解

针对生物降解过程容易受到外界不利环境影响及低浓度下动力学效率不高的问题,制备了具有吸附功能的微生物固定化载体并研究了对间甲酚的降解.在聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)固定化载体中加入海藻酸钠(sodium alginate,SA)、聚羟基丁酸酯(poly-3-hydroxybutyrate,PHB)和粉末活性炭(activated carbon,AC),采用循环冷冻-解冻结合硼酸法制备了具吸附功能的PVA-SA-PHB-AC复合载体,并用其包埋固定化1株间甲酚优势降解菌Lysinibacillus cresolivorans,考察了载体微观结构、稳定性及扩散性对固定化微生物降解间甲酚的影响.结果表明,PVA-SA-PHB-AC载体比表面积和平均孔径分别为15.30m2.g-1和33.68 nm,对间甲酚的吸附容量和扩散系数分别为3.86 mg.g-1和5.62×10-8m2.min-1,可稳定使用60 d以上;固定化L.cresolivorans的间甲酚去除为吸附-降解的耦合,去除速率由载体传质速率与微生物降解速率共同决定,间甲酚浓度低于350 mg.L-1时,载体传质速率小于微生物降解速率,间甲酚去除速率由传质速率决定,浓度高于380 mg.L-1时相反;添加了吸附剂的载体扩散系数会减小,但能耐受更高的底物浓度,且在更宽的浓度范围可以实现高效的降解作用.间甲酚的降解规律及其差异性显示出经吸附功能改性的载体因传质作用的加强而实现反应动力学的提高,并且存在一个合理的浓度区间.     

长泥龄污水生物除磷系统的除磷效果

为保证磷的去除率,城市污水处理厂生物除磷系统污泥龄一般控制在15 d左右.污泥龄越短,剩余污泥排放量越大,污泥处理费用越高.为探明长泥龄污水生物除磷系统的除磷效果及其作用机理,采用厌氧/好氧(A/O)交替运行的SBR反应器,以无水乙酸钠、葡萄糖、可溶性淀粉、蛋白胨为混合碳源,模拟城市污水处理系统,对污泥龄分别为12d、20d和48 d的生物除磷系统出水总磷质量浓度进行连续监测,研究污泥龄与胞内聚合物PHB(聚羟基丁酸)和PHV(聚羟基戊酸)质量比的关系.结果表明,对于进水COD为450 mg/L,总磷质量浓度达8 mg/L的城市生活污水生物除磷系统,由于碳源充足,污泥龄达到48 d仍能保证出水总磷质量浓度长期稳定达标,长泥龄不会影响除磷效果.由于我国生活污水水质的变化,城市污水处理厂最佳污泥龄约为48d.污泥龄对聚磷菌体内的PHA(聚羟基烷酸)质量比及组成有重要影响.随着污泥龄的增长,PHA总量增加,聚磷菌得到了更多的吸磷驱动力,好氧时间不断减少,除磷效率不断增加.随着污泥龄的增长,聚菌体内的PHV质量比增加,而PHB质量比基本不变,因此PHB在PHA中占的比例有所下降.     

红色非硫磺菌生长及聚β-羟基丁酸积累的研究

通过研究不同培养条件以及重金属对红色非硫磺细菌的影响,并用萃取、酯化及质谱联用(GC-MS)技术验证了菌体内累积的PHB.结果表明,以无水乙酸钠为碳源、硫酸铵为氮源、中性pH的条件下,细菌生长较好,生长周期为10天,重金属镉和锰对红色非硫磺细茵的影响不大.汞和铬对细菌生长的抑制浓度分别为0.05、0.01ppm.其体内积累PHB约为菌体 (湿重) 的50%.     

真养产碱杆菌ATCC17699生产聚β—羟基丁酸摇瓶发酵条件的研究

在摇瓶条件下，首先对Ａ．ｅｕｔｒｏｐｈｕｓ生产ＰＨＢ的一步法和二步法进行好比较研究，然后探讨了Ａ．ｅｕｔｒｏｐｈｕｓ对不同碳源的利用情况，提出了较佳的ＰＨＢ发酵条件，并分析了ＰＨＢ的发酵过程曲线，研究结果表明，本研究采用Ａ．ｅｕｔｒｏｐｈｕｓ以一步法生产ＰＨＢ较为适宜，其对３种不同碳源的利用能力为：果糖〉丁酸〉葡萄糖；培养基中的丁酸浓度和ｐＨ值对ＰＨＢ发酵的生产指标和动力参数有较大影响，其最佳值为     

异相中多氯代芳香化合物的光催化降解研究

本采用U.V/T1O2催化光照法，研究了在活性污泥悬浮颗粒物存在时，溶液中多氯代芳香化合物(PCAs)的光催化降解行为．结果表明：体系中的液相及固体吸附相中的PCAs均可发生光降解反应．有固体颗粒物时．PCAs的光催化降解规律复杂．总的来说，固体颗粒物的存在，对PCAs的光降解具有阻碍作用。此外，还研究了微生物细胞内贮存物质——聚β羟基丁酸(PHB)对PCAs光催化降解作用，并对PCAs在活性污泥颗粒物存在时的光催化降解动力学模式进行了探讨。     

A2N系统中低碳污水的反硝化除磷优化及运行稳定性

采用序批式生物移动床（SBMBBR）,通过优化反应条件可以取得较高的聚-β-羟基丁酸盐（PHB）富集效率,通过双泥系统的操作,可以实现低碳下的高效反硝化除磷.在进水COD 200 mg/L、pH为中性的生活污水中,并在搅拌速度为80 r/min下,磷的去除率达到83.7%,NO^-₃-N的去除率达到81.4%,NO^-₂-N的去除率接近100%,取得较好的反硝化除磷作用.较大的生物量是保证较高效率的反硝化除磷的关键之一.采用双泥系统运行SBMBBR,可以获得稳定的、较高效率的脱氮除磷.在COD为140～170 mg/L, TN为34～42 mg/L低碳氮比的实际废水处理中,磷的去除率达到89.2%,TN的去除率达到84.5%.在处理过程中,排泥中的磷量基本与进水中磷的量一致,未发现磷的其它去除路径.     

反硝化除磷系统中PHB红外光谱解析及其与磷去除率的相关性

为快速、准确测定生物除磷系统中微生物细胞内w(PHB)(PHB为poly-β-hydroxy butyrate,聚-β-羟基丁酸酯)并及时预测PO₄3--P去除率,采用红外光谱法对微生物细胞内PHB的转化规律进行解析,并结合气相色谱法建立w(PHB)的快速测定模型,研究w(PHB)减少量与PO₄3--P去除率的相关性. 结果表明:反硝化除磷系统中微生物细胞内PHB的特征峰位于波数1 730 cm-1处,PHB特征峰的吸光度与w(PHB)的增减趋势相同. 采用PLS(partial least squares,偏最小二乘法)对反硝化除磷系统中微生物细胞内PHB特征峰吸光度与w(PHB)建立PLS模型,对w(PHB)的校正和预测时的相关系数(R2)分别达到0.963 0、0.951 4,其均方根误差分别为0.031 0、0.037 9. 根据预测结果,进一步建立了反硝化除磷缺氧段w(PHB)减少量与PO₄3--P去除率的相关关系,相关系数为0.979 0. 研究表明,利用PLS模型对反硝化除磷系统中PHB红外光谱解析能够快速、准确地表征反硝化除磷系统中微生物细胞内w(PHB)的变化,并能进一步预测PO₄3--P去除率.      

不同丙酸/乙酸长期驯化的活性污泥对EBPR的影响

通过长期驯化的SBR增强生物除磷系统,研究了不同丙酸/乙酸对磷和PHA转化的影响,以及微生物代谢PHA及其组分的计量学.结果表明,随着丙酸/乙酸的升高.系统的除磷能力增强;污水中合适的丙酸/乙酸(C-mol比)为2:1.计量学研究表明,聚磷菌消耗I C-mol乙酸生成0.65 C-mol PHB和0.33 C-mol(PHV PH2MV),消耗I C-mol丙酸生成极小量PHB和1.21C-mol(PHV PH2MV).磷去除率与(PHV PH2MV)代谢有良好的相关性.     

以PHBV为碳源和生物膜载体的生物反硝化研究

采用了一种可生物降解聚合物(BDP)聚羟基丁酸戊酸酯(PHBV)作为碳源和生物膜载体去除水体中的硝酸盐.结果表明:以PHBV为碳源和载体的反硝化系统启动时间短,硝酸盐氮(NO3--N)去除率高于93%;水力停留时间(HRT)对反硝化效果影响显著,但反硝化系统对进水硝酸盐氮负荷具有较好的抗冲击能力;出水DOC(溶解性有机碳)浓度低于27.5mg/L,表明PHBV具有一定的控释碳源的能力;反应器不同高度脱氮效果差异显著,反应器中层(10-15cm) 处获得最大NO3--N去除率.     

厌氧时聚-β-羟基丁酸酯(PHB)最大化积累的影响因子

为实现有限碳源的最大化利用,在厌氧/限氧曝气序批式生物系统的基础上,以碳源偏低的模拟城市污水为对象,分析比较厌氧阶段典型周期内不同碳源浓度,总磷浓度对聚-β-羟基丁酸酯(PHB)积累的影响,并考察了运用新的前曝气模式对PHB积累的影响。结果表明,当碳源浓度为140、280和400 mg/L时,PHB积累的最大值分别为10.53、22.75和32.61 mg/g;当总磷浓度为6、12和18 mg/L时,PHB最大积累值分别为25.75、32.54和38.27 mg/g。说明进水碳源浓度和总磷浓度与PHB的最大积累量呈正相关,且碳源浓度对PHB积累量的影响比总磷浓度的影响大。比较无前曝气时厌氧PHB最大积累量,前曝气时间为10、20和30 min的最大积累量分别增长了25.1%、57.1%和69.5%,说明增设前曝气运行方式有利于PHB的积累。