基于新型絮凝剂和专用絮凝反应器的垃圾渗滤液处理中试研究

针对实验室所得垃圾渗滤液专用铁镁铝复合絮凝剂配方进行了批量扩大化生产,设计开发了中试专用絮凝反应设备,在垃圾填埋现场进行了絮凝中试实验。研究结果表明,最佳搅拌速度为170 r/min,最佳投药量为20%,COD去除率大于50%,BOD去除率大于30%,渗滤液可生化性由0.4提高到0.65,色度去除率约70%～80%,重金属去除率大于80%,优于同类常规市售絮凝剂聚铁、聚铝、聚铝铁;垃圾渗滤液处理专用絮凝反应器能满足设计开发要求,具有处理效果好、结构紧凑、多功能、自动化程度高、方便移动适于现场实验等特点;为适应渗滤液絮凝反应剧烈、产生大量泡沫、影响固液分离效果的特点,专用絮凝反应器固液分离部分的细部尺寸应进一步优化调整。     

剩余污泥中木质纤维素能源转化潜力分析

剩余污泥中存在相当数量难以生物降解的木质纤维素。它们不仅妨碍污泥减量,另一方面也容易导致其中所含能量的流失。因此,需要研发一定的技术措施,使其在污泥厌氧消化过程中首先能够实现能源化,继而达到污泥减量的目的。从木质纤维素的3种基本单元———半纤维素、纤维素和木质素的化学结构入手,详细描述各种基本单元的结构异、同之处以及它们组成相互联接异常稳固的聚合物构造。继而从微生物学角度审视3种基本结构单元以及所形成的聚合物之微生物降解可行性与原理,从而判断出木质纤维素实现厌氧微生物转化能源的瓶颈所在。最后,在综述纯植物木质纤维素微生物转化能源原理与工艺的基础上,提出剩余污泥中木质纤维素能源转化的技术策略。     

汞、铅、铬污染土壤的微生物修复

利用裂褶菌(Schizophyllum commune)GGHN08-116菌株,以棉籽壳、玉米秸等为固体发酵底物修复受汞、铅、铬污染的土壤。通过菌丝穿透重度重金属土壤实验,研究了菌丝在穿透土壤过程对交换态重金属的影响以及该菌株子实体对重金属离子的富集能力,同时,通过盆栽实验研究了在重度重金属污染土壤上,施用不同比例的固体发酵料对污染土壤中汞、铅、铬及其胡萝卜根茎质量、产量的影响,研究结果表明,该菌株能穿透厚度为5 cm的土壤,并有子实体生成,土壤pH值略有下降,与对照差异不显著;与对照相比,土壤中交换态汞、铬含量均显著下降,而交换态铅差异不显著,子实体中除汞含量符合标准外,铅、铬均超出了GB 7096-2003,GB 2762-2005规定标准。在固体发酵料处理下土壤中交换态汞、铅、铬含量均显著下降,胡萝卜根茎中均未检测到汞、铅含量,铬含量也符合GB 2762-2005规定标准。GGHN08-116菌株及其固体发酵产物具有修复受重金属污染土壤的能力。     

小球藻(Chlorella vulgaris)净化沼液和提纯沼气

为了研究同时提纯沼气和净化沼液的可能,利用沼液作为小球藻(Chlorella vulgaris)的培养基,同时把沼气中的CO2作为小球藻培养的碳源。在无菌培养条件下,得出了最适生长条件为沼液浓度50%、初始pH值6.0、接种小球藻干重为0.20 mg/mL、光质为红光。在此条件下沼液中的COD、TN、TP和BOD5的去除率分别达到了88.5%、91.2%、95.3%和87.6%,沼气中甲烷含量由原先的40%提升到60.2%。很好地同时解决了沼气品质低下和高浓度污染物沼液污染环境的问题。     

不同氮源对常中温条件下麦秆厌氧发酵的影响

通过自行设计的厌氧发酵装置,研究不同氮源对常温（20℃）和中温（35℃）条件下麦秆厌氧发酵的影响。结果表明,在常温和中温条件下进行麦秆沼气厌氧发酵时,适量添加外部氮源可加快产气速率,增加产气量,缩短产气停滞时间,其中添加牛粪效果最好,分别在182 d和84 d时发酵完全,总累积产气3 486.80 mL和4 210.70 mL,干物质累积产气量为217.93 mL/g和263.17 mL/g,且在实验期间未出现产气停滞。添加尿素处理次之,分别在累积产气215.70 mL和238.00 mL时进入61 d和20 d的产气停滞期,在196 d和143 d时发酵完全,在实验结束时,累积产气2 784.20 mL和3 454.00 mL,干物质累积产气量为174.01 mL/g和215.88 mL/g。可见,在以秸秆为原料的沼气发酵过程中,可通过添加适量的外部氮源和提高发酵温度来提高沼气产量,而且在条件允许的情况下,应尽量添加畜禽粪便等有机氮源。     

氨氮降解菌最佳培养条件及降解动力学研究＊

从污水处理厂活性污泥中筛选分离得到一株高效氨氮降解菌AD-5,研究了温度、pH值、摇床转速以及接种量对降解菌AD-5的影响。实验结果表明:降解菌AD-5最适生长温度为35℃,最适宜培养基pH为7,最适宜摇床转速为120r/min,100mLLB液体培养基,最适宜的接种量为6.0mL。在最佳培养条件下菌株AD-5具有更高的活性。菌种AD-5对氨氮的降解动力学实验结果表明:氨氮的残留浓度Y与时间X符合方程Y=73.3836e(-0.07722)X。     

Concentrations and speciation of arsenic in groundwater polluted by warfare agents

Groundwater polluted with phenylarsenicals from former warfare agent deposits and their metabolites was investigated with respect to the behavior of relevant arsenic species. Depth profiles at the estimated source and at about 1 km downgradient from the source zone were sampled. The source zone is characterized by high total arsenic concentrations up to 16 mg L⁻¹ and is dominated by organic arsenic compounds. The concentrations in the downgradient region are much lower (up to 400 μg L⁻¹) and show a high proportion of inorganic arsenic species. Iron precipitation seems to be an effective mechanism to prevent dispersion of inorganic arsenic as well as phenylarsonic acid. Reductive conditions were observed in the deeper zone with predominant occurrence of trivalent arsenic species. The inorganic species are in redox equilibrium, whereas the phenylarsenic compounds have variable proportions. Methylphenylarsinic acid was identified in groundwater in traces which indicates microbial degradation activity.     

烟草下脚料发酵制取乙醇

通过单因素实验考察了硫酸浓度、固液比和水解时间对硫酸水解的影响。结果显示最优条件为：硫酸浓度为50%（w/w）,固液比为10%（w/v）,时间为100 min。烟草下脚料在最佳硫酸水解条件下,经5倍稀释,中和pH值至5～6。取经过滤后的水解液（FH）用酿酒酵母（Sacchharomyces cerevisiae）发酵产生乙醇,最大的乙醇浓度和乙醇产量分别为1.09g/L和54.5 g/kg。未过滤水解液（UFH,包括水解残渣）加入纤维素酶（70 U/100 mL）和酿酒酵母（Sacchharomyces cerevisiae）进行发酵,最大的乙醇浓度和乙醇产量分别为1.23 g/L和61.5 g/kg。     

连续培养酱油曲霉(Aspergillus sojae)产微生物絮凝剂的研究

为了利用廉价材料规模化生产微生物絮凝剂,以味精废水作为廉价培养基质,对酱油曲霉的摇瓶连续培养和发酵罐连续培养进行了研究。摇瓶中以5%的接种量进行连续培养,最适温度在30~33℃之间,每6 h替换一次新鲜废水培养基,5次替换新鲜废水培养基后最大絮凝率仍达到97.8%。在发酵罐扩大连续培养中以5%的接种量接种后经过9 h预培养达到稳定生产絮凝剂后,以4 mL/min的补料流量进行连续培养,生产的絮凝剂产量达到2.392 g/L,且最大絮凝率为98.1%。生产36 h后对发酵系统中菌体进行稀释,使菌体量保持在50~200 g/L之间可持续进行生产。     

铜绿微囊藻生长条件优化模拟研究

采用Plackett Burman实验设计与响应曲面法(RSM)相结合,研究了环境因子对铜绿微囊藻生长的影响。首先采用Plackett-Burman设计对影响藻细胞生长的环境因子进行筛选,结果表明:温度、NaNO3、K2HPO4、Ferric.Citrate对铜绿微囊藻的生长有重要影响,各因子影响值大小为E温度EK2HPO4ENaNO3EFerric.Citrate。在此基础上,用Box-Behnken设计对铜绿微囊藻的生长条件进一步优化,通过对藻细胞最大现存量与各考察因子之间的输入响应关系进行分析,结果表明:铜绿微囊藻的最佳生长条件是:温度为29℃,NaNO3为1.059 mmol/L,K2HPO4为0.057 mmol/L,Ferric.Citrate为0.024mmol/L,此时藻细胞的最大现存量为10.8293×105cells/mL。