廉价包埋剂聚乙烯醇的研究

以洗衣粉废水中的LAS为处理对象,研究了PVA-硼酸化法固定化微生物细胞的物理特性、废水处理特性及相关特性。其多孔结构、高机械稳定性、良好的贮藏性和活性可恢复性、污泥产量少及固定化增殖细胞的性质等说明PVA是有开发实用价值的廉价包埋剂。     

4种典型PPCPs对蚕豆和大蒜根尖细胞微核率的影响

药物及个人护理品(PPCPs)对生态环境的潜在风险受到世界各国科学家的广泛关注.为评价典型PPCPs对植物细胞遗传物质的损伤程度,该试验以青皮蚕豆和大蒜为试验生物材料,分析强力霉素(DOX)、环丙沙星(CIP)、三氯卡班(TCC)和卡马西平(CBZ)在12.5~100 mg·L-1的浓度范围内对蚕豆和大蒜根尖细胞微核率及微核指数的影响.结果表明:1 DOX、CIP、TCC和CBZ分别作用于蚕豆根尖细胞时,细胞微核率均明显高于对照组(CK1)1.67‰,差异显著(P0.05);微核指数均大于3.5,属于重度损伤;随染毒浓度的增大微核率均呈先增后减的趋势.2 DOX、CIP、TCC和CBZ分别作用于大蒜根尖细胞时,产生微核数量较少,微核率均大于对照组(CK2)0.67‰,部分浓度组与CK2相比差异显著(P0.05),仅当CIP浓度为25、50、100 mg·L-1,TCC和CBZ浓度为25 mg·L-1时微核指数大于3.5;随染毒浓度的增大微核率均呈先增后减的趋势.3供试化合物引起大蒜根尖细胞的微核率均明显低于蚕豆,两组之间差异显著(P0.05).4 4种化合物处理蚕豆和大蒜根尖细胞产生的微核指数整体对比大小均为CIPCBZTCCDOX.研究显示,4种化合物达到一定浓度时均对蚕豆和大蒜根尖细胞造成了遗传损伤,对大蒜造成的损伤程度明显低于蚕豆,4种化合物性质不同对两种植物产生的损伤程度也不同.     

水体铜对黄河鲤Na+-K+-ATP酶活性的影响

为了研究不同浓度的水体铜对黄河鲤Na -K -ATP酶活性的影响,采用ρ(Cu2 )为0.01,0.05,0.10,0.30,0.50,0.70和1.00 mg/L的试验液分别刺激黄河鲤1,3,5和7 d后,测定黄河鲤鳃组织、肝胰脏和肾组织Na -K -ATP酶活性.结果表明:Cu2 对黄河鲤的96 h LC50为1.67 mg/L;低浓度Cu2 (ρ(Cu2 )为0.01和0.05 mg/L)对黄河鲤鳃组织、肝胰脏和肾组织Na -K -ATP酶活性有促进作用,且随着ρ(Cu2 )的增加和暴露时间的延长,促进作用也越明显(P<0.05);黄河鲤暴露于0.10 mg/L的Cu2 溶液时,鳃组织Na -K -ATP酶活性5 d后显著低于对照组(P<0.05),肝胰脏和肾组织Na -K -ATP酶活性与对照组相比,差异不显著;高浓度Cu2 (ρ(Cu2 )为0.30,0.50,0.70和1.00 mg/L)对黄河鲤鳃组织、肝胰脏和肾组织Na -K -ATP酶活性有抑制作用,且随着ρ(Cu2 )的增加和暴露时间的延长,抑制作用也越明显(P<0.05或P<0.01).提示黄河鲤鳃组织、肝胰脏和肾组织Na -K -ATP酶活性对铜的污染均具有指示作用(其中最为灵敏的是鳃组织Na -K -ATP酶活性),且存在计量-效应关系和时间-效应关系,可以用来指示低剂量重金属的污染.     

固定化及游离态皮氏伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pickettii)降解喹啉的试验研究

从处理焦化废水的A2/O工艺曝气池中筛选、分离得到一株能利用喹啉作为唯一碳源、氮源和能源的细菌，经鉴定为皮氏伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pickettii)革兰氏染色阴性，杆状.采用PVA-硼酸-纱布复合载体法包埋固定了该菌，用电镜观察研究了该菌在固定化载体中的分布及形态.固定化细胞降解动力学试验表明，喹啉的降解符合零级反应.比较了固定化细胞与游离态细胞降解喹啉的特性，实验结果表明，游离态细胞利用喹啉的速率较快.     

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。     

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.