响应面法和神经网络优化Acinetobacter sp. DNS32发酵基质

为了提高阿特拉津降解菌Acinetobacter sp.DNS32的产量,分别采用响应曲面法和基于人工神经网络的遗传算法对阿特拉津降解菌DNS32发酵培养基中3个重要基质成分(玉米粉、豆饼粉、K2HPO4)进行优化研究。响应曲面法确定3种成分的含量为玉米粉39.494 g/L,豆饼粉25.638 g/L和K2HPO43.265 g/L时,预测发酵活菌最大生物量为7.079×108CFU/mL,实测量为7.194×108CFU/mL;人工神经网络结合遗传算法优化确定3种主要成分含量为玉米粉为39.650 g/L,豆饼粉为25.500 g/L,K2HPO4为2.624 g/L时,预测最大值为7.199×108CFU/mL,实测量为7.244×108CFU/mL;最终确定培养基配方:玉米粉为39.650 g/L,豆饼粉为25.500 g/L,K2HPO4为2.624 g/L,CaCO3为3.000 g/L,MgSO4.7H2O和NaCl均为0.200 g/L;优化后阿特拉津降解菌DNS32发酵生物量比优化前提高了36.6%。结果表明,在阿特拉津降解菌DNS32发酵培养基组分优化方面,响应面法和基于人工神经网络的遗传算法都是可行的,基于人工神经网络的遗传算法具有更好的拟合度和预测准确度。     

厌氧序批式反应器中丝状颗粒污泥的形成

以葡萄糖为基质,研究浮动盖式ASBR中颗粒污泥的形成。实验结果表明,污泥在120 d时完全颗粒化,颗粒污泥具有良好的沉降性能(25 m/h)及良好的产甲烷活性,甲酸、乙酸、丙酸及丁酸最大代谢活性分别达到0.216、0.825、0.237和0.796 g COD/(g VSS.d)。电镜扫描(SEM)发现,整个污泥结构均一,均由丝状菌构成。     

微氧环境下无色硫细菌和硫酸盐还原菌脱硫

通过间歇曝气形成微氧环境让SRB和CSB实现共生,使含硫酸盐有机废水中硫酸根最终转化成单质硫达到脱硫目的.研究考察了曝气量对SRB还原和CSB氧化的影响,确定了合适的曝气强度和水力停留时间,使得单质硫占系统内总硫比值最大.实验结果显示,在进水COD/SO42-=2000/1500 mg/L、曝气开关时间为2 s/2 min、生化时间为10 h时,单质硫产率最大,为89.53％,SO42-浓度降至最低值72.7 mg/L,还原率达95.1％,此时脱硫效果较好.     

灵芝漆酶对直接蓝86的催化脱色性能

利用灵芝菌Ganoderma lucidum U-281漆酶对直接蓝86进行酶促氧化脱色,并对其降解机理进行了探讨。结果表明,染料-漆酶共反应体系在20～50℃及pH小于5.0范围内,直接蓝86均可脱色50%以上;漆酶对直接蓝86具有宽泛的浓度适应性,对300 mg/L的该染料仍具有耐受性。最优脱色工艺参数为温度40℃、pH 5.0、染料初始浓度200 mg/L、漆酶用量1 U/mL。在优化条件下,直接蓝863 h的脱色率达到54.54%,48 h脱色率达到91.54%。紫外-可见吸收光谱分析表明,漆酶的酶促氧化导致染料的分子结构产生了变化,是造成直接蓝86脱色的主要发生机制。     

固定化微生物修复石油污染土壤影响因素研究

针对石油污染土壤修复,利用实验室已筛选的高效石油降解单菌SM-3,以天然有机材料为载体,吸附法制备固定化微生物。将游离与固定化微生物应用于室内花盆模拟修复石油污染土壤,对C/N/P、微生物投加量、石油含量、氧化剂和表面活性剂设计5因素4水平正交实验,探讨不同修复时期各影响因素的重要性顺序,最佳条件下各菌株的修复效果。结果表明,不同微生物在不同降解时期,各影响因素的重要性会发生变化;经过21 d的修复,固定化单菌SM-3石油降解率为22.77%,修复过程中,接种量是最重要的影响因素,营养元素N、P投加影响较大,表面活性剂和氧化剂影响次之。     

青萍(Lemna minor L.)对氮磷的吸收特征

以西部地区优势浮萍品种青萍为实验对象,研究了青萍对不同浓度硝态氮和磷酸盐的吸收特征。结果表明,硝态氮浓度在1～10 mg/L范围内,青萍对硝态氮有较好的吸收效果,M-M方程可以较好地描述硝态氮浓度与青萍对硝态氮的吸收速率之间的关系,通过M-M方程拟合得到青萍对硝态氮的最大吸收速率为0.1167 mg/(g FW.h),亲和力常数为6.9274。磷酸盐浓度在0.1～1.0 mg/L范围内,青萍对磷酸盐也有较好的吸收效果,二次多项式回归可以较好地描述青萍吸收速率与磷酸盐浓度的关系,回归方程得到青萍对磷酸盐的最大吸收速率为0.0193 mg/(g FW.h),对应磷酸盐浓度为0.6 mg/L。     

城市污水条件下ASBR厌氧氨氧化的启动与脱氮性能

采用ASBR在城市污水条件下进行厌氧氨氧化的启动与脱氮性能研究。实验接种好氧硝化污泥,在温度为(35±1)℃、HRT为24 h、pH为7.3～8.5的条件下经过130 d的培养,成功启动了厌氧氨氧化反应。实验结果表明,厌氧氨氧化反应稳定运行时,TN容积负荷平均为0.179 kg/(m3.d),NH4+-N、NO2--N和TN去除率分别达到了95.30%、91.30%和76.28%。启动期和稳定运行期NH4+-N、NO2--N去除量和NO3--N生成量的比值分别达到1∶1.54∶0.25和1∶1.27∶0.27;稳定运行期进出水pH差值由启动时的0.85下降到0.24。启动期反硝化和厌氧氨氧化反应同时存在而在稳定运行期厌氧氨氧化发展成为主导反应。MLSS和MLVSS/MLSS先减少后增加,反映了启动过程中硝化细菌、反硝化细菌的衰亡和厌氧氨氧化菌逐渐富集的过程,这与反应器的宏观运行效果相一致。     

碳源及反硝化芽孢杆菌强化低C/N比景观水体的生物脱氮

实验探讨了添加碳源及投加反硝化细菌对低碳氮比景观水体生物脱氮的影响。结果表明,有机碳源及B.subtilis FS05均能显著促进实验水体的生物脱氮作用,实验水体在28℃静置72 h后,乙醇添加组的TN、氨氮、硝酸盐及亚硝酸盐的去除率分别达到了62.7%、67.0%、69.8%和29.4%,而同样条件下,B.subtilis FS05投加组的去除率分别达到了66.9%、73.4%、66.0%和82.2%。从水质变化趋势可以看出,投加B.subtilis FS05能在更短时间内完成生物脱氮过程,其中,硝酸盐和亚硝酸盐去除速率最快,分别仅需要18 h和12 h。     

热改性斜发沸石对富营养化水体的脱氮除磷效果

氮、磷是导致水体富营养化且又较难去除的一类物质。实验采用模拟的方法研究了天然沸石和不同温度改性沸石的脱氮除磷效果。结果表明,天然沸石对氮、磷静态吸附去除率分别达71%和91%。随着改性温度的升高,350℃改性沸石振荡吸附氮、磷效果最好,较之天然沸石提高了18%,改性温度继续上升则呈下降趋势。不同沸石对氮、磷的吸附特征可用一级动力学方程进行描述,其中350℃改性沸石对氮、磷的吸附特征在不同的固液比情况下均符合一级动力学方程。     

耐低温贫营养好氧反硝化菌群脱氮特性及安全性

针对微污染水体强化原位生物脱氮技术同时面临低温、贫营养及好氧问题,对实验室已分离筛选的贫营养好氧反硝化菌和耐低温好氧反硝化菌进行菌源重组,构建出高效耐低温贫营养好氧脱氮功能菌群T1(Y3+F3+H8)和T2(Y3+F4)。研究不同投菌量条件下菌群的脱氮特性,结果表明,投菌量对T1脱氮效果有一定影响,0.1、0.2和1.0 mg/L投量对NO3--N去除率为71%、91%和100%,总氮去除率为56%、34%和52%;T2菌群,当投量为0.2 mg/L时,对NO3--N、总氮去除率最大可达66%和59.48%。对菌群T1、T2进行生物安全性分析,采用次氯酸钠进行消毒,其生物灭活率均达到99.9%以上。