好氧活性污泥胞外聚合物的影响因素研究

研究了4种活性污泥处理工艺和两种污泥培养基质对好氧活性污泥胞外聚合物(EPS)的影响,包括对EPS总量和组分的影响。EPS的提取总量以TOC来表示,并以DNA的浓度来衡量提取过程中细胞裂解的程度。结果发现,处理工艺不同,导致EPS的含量和组成不相同,主要体现在蛋白质和多糖含量比的不同;淀粉基质培养的污泥的EPS总量平均值比葡萄糖基质培养的污泥的EPS总量平均值略高一些,它们都比实际污水处理厂污泥的EPS含量高。     

pH值对活性污泥胞外聚合物分子结构和表面特征影响研究

为明确胞外聚合物（extracellular polymeric substances,EPS）对污水污泥性质的影响机制,通过改变pH值,考察了市政废水和饮料废水2种活性污泥胞外聚合物组分变化,采用红外光谱对比分析了pH值对EPS分子结构的影响,并通过胶体滴定测定其表面电荷,最终结合活性污泥提取EPS前后扫描电子显微镜观察,从宏观上佐证了表面特性和分子结构分析.结果表明,强酸条件下（pH 3）,可提取EPS比中性条件下时下降50%,其中多糖下降约30%,蛋白质下降约65%～70%;在强碱条件下（pH 11）,可提取EPS比pH 7时升高20%～30%,其中多糖升高约15%,蛋白质升高20%～50%.红外光谱分析表明,羟基在强酸强碱条件下均发生了变化,羧酸、多聚糖、酚类和蛋白质肽键在强酸条件下（pH 3）消失;胶体滴定结果表明,2种污泥提取EPS表面负电荷随pH上升而下降;扫描电镜分析表明,相对于碱性条件下,酸性条件使活性污泥中微生物细胞更易于破碎.pH值可改变活性污泥EPS组分、浓度以及其中基团组成,从而改变EPS表面特性,最终导致污泥状态改变.     

自然水体生物膜优势菌种胞外聚合物对Pb2+和Cd2+的吸附规律

研究了长春南湖水生物膜上优势菌种的胞外聚合物对金属Pb2+和Cd2+的吸附规律及影响吸附的因素。结果表明,两种金属在胞外聚合物上的吸附均遵守Langmuir和Freundlich热力学方程。当Pb2+和Cd2+共存时,两种金属的吸附量均减小。     

考虑结伴行为的双出口超市元胞自动机模型

为研究结伴行为以及障碍物对疏散过程的影响,建立考虑2人结伴行为的双出口元胞自动机疏散模型。模型在静态场中引入危险度模拟行人路径选择,设置个体和2人结伴疏散人群,研究不同行人密度下二者的疏散过程,比较疏散效率;分析相同密度下不同结伴比例的行人疏散过程,得到最优比例;设置横向、竖向和横竖3种障碍物排列方式,模拟个体疏散和结伴疏散2种情况,得到障碍物最佳排列。结果表明:对于个体疏散和结伴疏散,行人密度增加会增加疏散时间,相同行人密度下个体疏散优于结伴疏散;相同结伴比例下,行人疏散时间随着行人密度的增加而增加,结伴比例小于0.6时,疏散效率较高;最佳障碍物排列方式为横竖排列,建议结伴行人比例为0.4。     

过氧乙酸和亚铁联用调质强化活性污泥过滤脱水性能

尝试采用过氧乙酸和亚铁联用来改善活性污泥过滤脱水干化效率,分析了调理过程中污泥比阻(SRF)和泥饼含水率、絮体粒径分布以及胞外聚合物(EPS)组成和分布的变化特征,深入研究了过氧乙酸(peracetic acid, PAA)和亚铁离子联合调理污泥对其脱水性能的作用机制。研究表明,投加适量PAA后,污泥pH降至2.5~4,加入亚铁离子会与PAA解离后产生的H2O2形成Fenton氧化体系,从而有效地氧化裂解污泥,降解EPS中蛋白质和多糖,促使其中结合水的释放。当亚铁与过氧化氢摩尔比和PAA投加量分别为2:1和0.1 g/gTSS时,污泥脱水性能达到最佳。最后,将污泥pH值调为中性后,由于反应过程中原位形成的三价铁的混凝作用,污泥脱水性进一步改善。本研究说明过氧乙酸和亚铁组合调理可以有效提高污泥的过滤和干化效能。     

活性污泥胞外聚合物在污水处理过程中的荧光特性

采用三维荧光光谱法对活性污泥的微生物代谢过程进行了分析。通过分析活性污泥进入内源呼吸过程的EPS中荧光性物质的变化规律,发现疏松结合的胞外聚合物(LB-EPS)荧光光谱的微生物代谢产物峰在内源呼吸前期就开始下降,下降比例为11%,而LB-EPS荧光光谱图中的类蛋白荧光峰和紧密结合的胞外物质(TB-EPS)荧光光谱图的类溶解性微生物代谢产物荧光峰在内源呼吸的后期下降,下降比例分别为18%和14%,在前期分别升高了34%和372%。另外,提出了通过疏松的胞外聚合物(LB-EPS)荧光偏移量来分析污水处理过程特性,得出荧光峰位置的偏移量与污水厂的出水COD、氨氮和污泥内源呼吸比具有很好的相关性,相关系数分别为0.943、0.825和0.941。     

钙离子对混凝去除水体中铜绿微囊藻的影响

以铜绿微囊藻为对象,研究了钙离子对聚合氯化铝（polyaluminumchloride,PAC）混凝沉淀藻细胞的影响及其可能的机理。结果表明,添加钙离子对PAC混凝去除模拟水样藻细胞和浊度均具有促进作用。在PAC摩尔浓度较低时（0.02 mmol·L-1）,最高可将除藻率和除浊率分别提高66.4%和76.8%。三维荧光及总溶解性有机碳（total dissolved organic carbon,TDOC）分析表明钙离子对去除水中溶解性胞外有机物（dissolved extracellular organic matter,dEOM）没有显著作用。利用Zeta电位和絮体形态对其影响混凝除藻效果的可能机理进行探究,发现钙离子能通过压缩双电层和吸附电中和提高藻细胞表面的Zeta电位,从而促进胶体脱稳凝聚。推测钙离子通过与铜绿微囊藻表面的黏附型胞外有机物（bound extracellular organic matter,bEOM）发生阳离子架桥作用促进藻细胞脱稳混凝沉淀。钙离子能够促进铜绿微囊藻脱稳,但是絮体粒径、强度、恢复能力的主要影响因素还是PAC摩尔浓度。     

固定沼泽红假单胞菌构建悬浮式生物反应器对室内甲醛的去除

利用海藻酸钠及羧甲基纤维素包埋沼泽红假单胞菌海绵作为吸附剂,对甲醛进行吸收处理,其动力学行为与多孔材料相似。用这种海绵组装悬浮式生物反应器,考察其去除室内甲醛污染的性能,结果表明,海绵体积和进风量是影响反应器甲醛净化效率的关键因素。装入6 L海绵和6 L水的反应器在进风量最大(7.8 m3·min-1)时,对室内空气污染浓度为2.0 mg·m-3甲醛的净化效率约为80%。分析水箱水溶液甲醛浓度的变化,结果表明含有甲醛的空气吹入反应器后溶解于水,然后被包埋的光合菌吸收。反应器在污染甲醛浓度为3.5 mg·m-3的试剂室内运行过程中,其甲醛去除率逐渐上升,室内污染甲醛浓度逐渐降低,运行31 d后室内甲醛浓度降为0.04 mg·m-3（低于国标值）,其净化甲醛污染的CADR（clean air delivery rate）值达到481.4 m3·h-1,沼泽红假单胞菌细胞的存活率为98%,说明固定沼泽红假单胞菌具有应用于室内甲醛污染去除的应用潜力。     

一株耐铜细菌的鉴定及富集特性的研究

从铜矿污染区的土壤中分离纯化得到一株耐铜菌株USTB-E,最高耐受浓度为560 mg/L,通过形态观察,生理生化鉴定及16S rDNA序列分析技术鉴定出此菌株为假单胞菌。该菌的最适生长温度为35℃,pH为6.0,渗透压为0.3%。为了研究该菌耐铜机理,实验对铜离子富集机理进行了动力学研究,研究结果表明,USTB-E菌对...     

基于元胞自动机的人因追尾事故仿真研究

人为因素已经成为导致交通事故发生的关键因素之一,而车辆追尾碰撞是公路上最常见、危害最大的一类事故.本文将驾驶员的心理细分为放松、谨慎和紧张三种状态,设计了状态切换规则以及不同状态下驾驶员的行为规则,建立了一种公路人因追尾事故的元胞自动机仿真模型.随后通过仿真实验研究了交通流参数以及驾驶员驾驶特性对追尾事故发生率的影响,仿真结果表明随着车辆最大允许速度和车辆密度的增加,追尾事故发生率显著上升;跟驰状态下驾驶员的反应延迟与差错率对事故率影响最大,而紧急情况下驾驶员的人为因素对事故率没有显著影响.研究结果对交通中人因事故发生机理研究及人因事故的预防有一定参考价值.