半纤维素降解菌J-16的筛选及产酶特性研究

从腐烂竹子表面采集样品经初筛、复筛获得1株半纤维素高效降解菌。采用半纤维素平板水解圈法和胞外酶测定法进行菌株筛选,利用培养特征形态学生理生化特征和分子生物学方法进行菌株鉴定,并对产酶特性和酶学性质进行了研究。结果表明,该菌株初步鉴定为类芽胞杆菌属细菌,命名为Paenibacillus sp.J-16,最适碳源和氮源分别为麸皮(20 g/L)和豆粕(15 g/L),在初始pH值为6.5,装液量为50 mL,32℃条件下180 r/min培养60 h,酶活性达到192.6 U/mL。该菌株的获得为采用生物法降解半纤维素的研究与应用提供了实践依据。     

二氧化硫还原法处理含铬废水最佳工艺条件研究

试验采用自主研发设计的二氧化硫还原连续反应处理高浓度含铬废水的工艺,研究了二氧化硫还原反应时不同pH值、反应时间、反应温度和硫磺投料量对含铬废水中六价铬污染物的治理效果。结果表明:当二氧化硫还原反应条件控制在pH值为2~4、反应温度为40~60℃、硫磺投料量为理论反应所需投料量的1.2倍、反应时间为40min时,可使高浓度含铬废水中的六价铬得到有效去除。     

氟化铵制备氟化钙最优条件研究

试验采用氟化铵与石灰石粉、石灰乳反应制取氟化钙,研究了反应温度、物料浓度、物料过量系数等各主要参数变化对氟化钙结晶、过滤速度、氟收率及其含量的影响,摸索出最优反应条件。     

石油污染对海水中细菌数量和酶活性的影响

在实验室条件下,研究了不同浓度(0,0.05 mg/L,0.15 mg/L,0.45 mg/L和1.35 mg/L)的石油,对海水中细菌数量和酶活性在短期(96 h)和较长期(28 d)内的影响,结果表明:(1)海水中的细菌数量随着石油污染时间和浓度的不同,表现出不同的变化特征。可培养异养菌数在96 h内,所有实验组均呈现先升高后下降的趋势,其后低浓度实验组保持缓慢上升至7 d后数值维持稳定,但最高浓度组(1.35 mg/L)海水中的异养细菌数在7 d后明显下降,之后逐渐上升。实验持续28 d时,各组间差别不显著(P0.05)。在培养24 h时,各实验组细菌总数有明显增长,且随石油浓度增加而升高,随后其变化没有明显规律,但培养7 d后,较低浓度组细菌总数一直高于对照组,而高浓度组(1.35 mg/L)细菌总数一直低于对照组。(2)石油污染对海水中细菌脱氢酶和超氧化物歧化酶(SOD)具有诱导作用。细菌脱氢酶活性和SOD活性分别在培养72 h和24 h时显著升高,且随着石油浓度增加,其活性上升。经过长时间培养后,细菌酶活恢复正常,与对照组没有显著差别。     

SFBR中好氧颗粒污泥的培养及特性研究

接种自行培养的活性污泥,以模拟废水为基质,采用连续进水、间歇出水及厌氧/好氧交替的运行模式,尝试了在SFBR中进行好氧颗粒污泥的培养,并研究了好氧颗粒污泥的特性及反应器对污染物的去除效果.结果表明,通过逐步缩短沉降时间,28 d时成功培养出好氧颗粒污泥,所形成的好氧颗粒污泥呈黄色、形状不规则,且粒径较小(平均粒径0.56 mm),正常情况下的SVI保持在70 mL·g-1以下,EPS在59 d时达到最大值(以MLVSS计)373.24 mg·g-1,较培养初期增加了约2.5倍,运行后期由于颗粒出现解体,导致EPS急剧下降;反应器在运行过程中未能保持较高的污泥量,中后期MLSS始终在3 000mg·L-1以下;在63 d的运行时间里,除异常波动外,反应器对COD的去除率基本维持在90%左右,正常情况下出水COD小于100 mg·L-1,反应器对NH+4-N、TIN的去除效果波动较大,去除率分别为44.45%~94.72%及43.87%~93.13%,反应器对TP的去除率在44.50%~97.40%之间,正常情况下TP去除率可维持在60%以上;限于自动控制水平,夜间长时间的好氧饥饿期容易造成丝状菌过度生长,使得AGS在生长竞争中处于劣势,最终导致了AGS的解体.     

池塘残饵对底泥氮、磷释放影响的模拟研究

运用室内静态模拟的方法,设置静态释放组(A组)和饲料添加组(B组),研究了池塘残饵分解对底泥氮、磷释放的影响.结果表明,A组DO高于B组(P<0.05),A组pH值为中性,B组pH值呈弱酸性.添加饲料后,B组硝态氮低于A组(P<0.05),而B组活性磷高于A组(P<0.05).实验第2~14 d,A组氨氮高于B组(P<0.05),此后B组氨氮升高,实验结束时B组氨氮高于A组(P<0.05).研究表明,添加饲料的B组,初期氨氮和硝态氮的释放都受到抑制.静态释放的A组,氮的释放变化是先上升,后降低的趋势,而饲料添加的B组,氮的释放变化趋势则是先降低,后升高.B组饲料分解向上覆水释放大量的磷,活性磷的变化呈现先上升后下降的趋势.     

两种新型涂铁改性砂的过滤性能及反冲洗条件研究

以两种新型涂铁改性石英砂(纳米氧化铁改性砂,Nano-OCS;氧化铁改性砂,IOCS)及普通石英砂(RQS)为研究对象,考察了两种新型改性砂对沉后水腐殖酸及浊度的直接过滤效果,对其反冲洗条件进行优化研究,并对3种滤料的过滤效果进行了比较.结果表明,1滤层厚度为45 cm时,最佳滤速为6 m·h-1;3种滤料对腐殖酸和浊度的直接过滤效果依次为:Nano-OCSIOCSRQS,其中两种涂铁砂对腐殖酸的去除率分别为71.70%和61.61%;2Nano-OCS和IOCS滤柱的反冲洗流程分4步,对应的流程及最佳操作条件为:首先,用0.5 mol·L-1NaOH的溶液浸泡,气冲强度13 L·s-1·m-2,气冲时间6 min;然后,用0.075 mol·L-1的NaOH溶液与空气同时反冲洗,NaOH溶液冲洗强度为8 L·s-1·m-2,气冲强度13 L·s-1·m-2,冲洗时间3 min;接着用0.015 mol·L-1的FeCl3溶液与空气同时反冲洗,FeCl3溶液冲洗强度为8 L·s-1·m-2,气冲强度13L·s-1·m-2,冲洗时间2 min;最后,用清水冲洗,冲洗强度8 L·s-1·m-2,冲洗时间4 min.两种涂铁砂反冲洗前后表面形态结构更加复杂、粗糙度增加,对腐殖酸去除率进一步提高.3当滤层厚度由45 cm增加到80 cm时,Nano-OCS对腐殖酸直接过滤的最高去除率由74.6%提高至80.3%,平均去除率由57.9%提高至68.5%.     

汶川地区龙门山系滑坡稳定性分析与评价

近年来,随着高速公路的快速发展,大型重点工程项目的日益增多,滑坡治理问题开始凸显,特别是滑坡治理工程也显得越来越重要。针对汶川地区大型滑坡体的特点,取龙门山系的一处大型滑坡为例,结合前期勘察的资料及工程地质条件,对该大型滑坡的成因机制和形成条件进行了分析,查明了滑坡的发育条件及其分布特征,同时对滑坡的破坏模式进行了分析,结合天然工况、暴雨工况和地震工况开展了滑坡稳定性系数和推力计算,对滑坡进行了稳定性分析与评价。结果表明,滑坡总体稳定,局部有失稳的可能。在未来持续暴雨的作用下,可能出现局部变形加剧,稳定系数进一步降低,考虑到G213线对汶川经济和社会稳定的重要性,对其进行一定的工程治理措施是必要的,最后结合滑坡的特点为其治理提出了建议。     

TiO2/膨润土复合材料对Hg2+的吸附性能研究

利用纳米TiO_2对膨润土进行复合改性,制备TiO_2/膨润土复合材料.采用电镜扫描、X-射线衍射表征改性前后膨润土的结构和形貌.通过室内模拟实验,以膨润土为对照,研究不同添加量、pH、吸附时间及初始Hg~(2+)浓度等条件下,TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附特性与性能,同时通过正交试验,探究TiO_2/膨润土复合材料吸附Hg~(2+)的最优条件.结果表明,改性后的膨润土颗粒明显变小,且颗粒疏松多空孔,层间距增大.相比于膨润土,TiO_2/膨润土复合材料吸附性能得到极大提高.TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附率均随着添加量、pH、吸附时间的增大而增大,添加量为1.5 g·L~(-1)、pH为7.0、吸附时间为120 min时,吸附率达98.0%以上.但TiO_2/膨润土复合材料对Hg~(2+)的吸附率随着初始Hg~(2+)浓度的增大而减小.通过4种动力学模型拟合发现,吸附过程符合假二级动力学方程,吸附以化学吸附为主.吸附等温线更符合Langmuir等温方程,属于典型的单分子层吸附,最大吸附量为20.66 mg·g-1.吸附Hg~(2+)的最优实验条件:添加量为2.0 g·L~(-1),pH为8.0,初始Hg~(2+)浓度为45 mg·L~(-1),吸附时间为16 h,此时吸附率99.9%,平衡浓度为0.034 mg·L~(-1).     

微生物燃料电池恒电流预培养阳极生物膜分析表征

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,同时阳极的接种挂膜过程是影响微生物燃料电池启动效率的关键因素.因此,本课题组提出了预培养阳极作为微生物燃料电池的一种新型阳极的概念,在三电极体系下,通过外加恒定电流预培养阳极,在不同条件下对阳极表面进行电化学选择和生物膜驯化以丰富生物膜结构和厚度.结果表明,阳极的性能与预培养电流大小密切相关,预培养阳极CF-4i(外加4 A·m-2电流密度)通过循环伏安法、塔菲尔曲线、电化学阻抗谱测试,性能好于其他测试组及对照组,装配阳极CF-4i的微生物燃料电池能实现最大功率密度968.20 m W·m-2,是对照组的2.53倍.同时,通过共聚焦显微镜观察发现,生物膜大体分两层,外层的活细胞及内层的死细胞,外层活细胞长在内层死细胞之上.这种结构分布表明,阳极生物膜中的活细胞部分绝大多数都分布于生物膜的外侧,而不是均布于整个阳极生物膜中;同时这也表明不是整个阳极生物膜都具有新陈代谢活性,但死亡的细胞可以继续积累在电极表面附近,活的外层膜负责电流的产生,而内层的死细胞作为一种导电基质.