改性玄武岩纤维填料的生物亲和性及污水处理应用

改性玄武岩纤维(MBF)是一种新型无机微米级纤维填料。为了研究MBF填料的生物亲和性,评估其推广应用的可行性,采用扩展DLVO理论构建了细菌与MBF填料间附着行为的动力学数学模型,并将MBF作为生物接触氧化反应池的填料处理合成市政污水,初步评价MBF填料的污水处理效果。结果表明:枯草芽孢杆菌在MBF填料表面发生了牢固且较强的黏附行为,二者间不存在能垒障碍,故MBF填料具有较高的微生物附着能力。此外,基于MBF填料的生物接触氧化反应器启动较快,可长期维持稳定运行。COD、NH₃-N和TN平均去除率分别可达到94%、99.5%和97%。因此,MBF填料在环境工程领域具有较好的推广应用前景,可作为传统有机填料的替代品。     

玄武岩纤维填料生物接触氧化法提升食品废水处理的效果评价:以日本Mizkan Holdings美浓加茂工厂为例

食品废水有机负荷高,波动性大,常规生物膜法处理工艺复杂且成本较高。采用加入玄武岩纤维(BF)填料及生物处理剂(SE-2)的新型生物接触氧化处理工艺,在日本株式会社Mizkan Holdings美浓加茂工厂开展食品废水处理试验评价。试验结果表明:该新型工艺中BF填料可形成球形"生物巢",在较低DO(0. 5 mg/L左右)条件下可实现COD、TN和TP的稳定去除,出水质量浓度分别在20,10,1 mg/L以下,去除率均达到95%以上,满足排放要求。与原工艺相比,该工艺的剩余污泥产量可减少20%以上,整体处理费用降低10%～30%。该工艺具有一定的应用和推广价值。     

CO2浓度对微藻-真菌共生体生物净化沼液沼气的影响

以微藻-真菌(小球藻-灵芝菌)共生体系为研究对象,并在2种浓度(10-7,10-9 mol/L)合成独角金内酯(GR24)的诱导下,探究6种CO₂浓度对该体系同步净化沼液和沼气的影响。在GR24的诱导下,微藻-真菌系统的代谢和微藻的光合作用增强,使藻-菌共生体快速生长,进一步增强了系统的净化性能。此外,GR24通过提高微藻细胞碳酸酐酶活性,增强了共培养体系的CO₂去除性能。结果表明:最佳的GR24浓度为10-9 mol/L,最适宜藻-菌共生体系的CO₂浓度为45%,在此最优条件下,小球藻-灵芝菌共生体系对沼液的COD、TN和TP的平均去除率分别为(83.37±8.04)%、(82.07±7.74)%和(85.43±8.26)%,沼气中CO₂的平均去除率为(62.07±5.94)%。     

新型玄武岩纤维生物载体与水处理应用研究现状及展望

玄武岩纤维(BF)是绿色高性能的微米级无机纤维,作为新型微生物载体有良好的生物相容性和水质净化效果,在水处理领域倍受关注。调研了BF的材料特性及其在生物反应器中形成的微生物聚集体(生物巢)性质。为进一步提升BF载体的水处理效能,今后研究重点在于改善BF亲水性、表面弱正电性、粗糙度等,提高BF生物亲和性与水中分散性;综述了BF表面改性研究进展;总结并展望了BF载体在处理工业废水、生活污水与水体修复等领域的应用。     

不同尺寸的玄武岩纤维填料的污水处理效能评价

试验选用不同尺寸的玄武岩纤维(BF)填料(长度分别为10,15,20 cm),通过改变进水负荷和溶解氧(DO)浓度来研究基于BF填料的序批式生物膜反应器(SBBR)的污水处理效果。结果表明:随着进水负荷的增加,尺寸为15 cm的BF填料略优,可实现出水ρ(COD)50 mg/L,ρ(NH_3-N)1 mg/L。随后,考察不同尺寸BF填料在不同DO浓度下的处理效果,结果显示ρ(DO)在2～3 mg/L时出水效果最优。胞外聚合物(EPS)分析显示,15 cm的BF填料EPS含量最高,稳定性最好。试验中选用的BF填料和活性污泥之间吸附、缠绕,形成厘米级以上的巢状微生物聚集体,拥有好氧、厌氧区域,传质良好,具有脱氮除碳功能。试验为BF填料在实际污水中处理应用提供了研究基础和理论依据。     

生态承载力约束下的区域可持续发展的动态模拟 ——以博鳌特别规划区为例

根据现有生态足迹计算框架存在的缺陷提出了修正方法以及虚拟生态足迹的概念.针对区域规划实施的长期性、动态性和不确定性,以《博鳌亚洲论坛特别规划区总体规划(2005-2020)》为例,采用系统动力学方法,以生态承载力利用系数k来表示生态承载力对区域生态足迹的约束,建立了生态承载力约束下的区域生态足迹系统动力学模型,结合情景模拟分析结果,提出了区域可持续发展策略.研究表明,目前案例区开发程度较低,资源禀赋优越,2004年尚有0.44gha的人均生态盈余;规划实施后,生产用地面积的缩减、人口的迅速增长和消费水平的提高将使案例区出现严重的生态赤字,预计2010年和2020年人均生态赤字分别为0.49gha和2.36gha.为减少规划实施对资源环境造成的不利影响,应提高土地生态生产能力,合理制定虚拟生态足迹战略,适当降低区域发展规模,以及对资源出口地区开展生态补偿.     

基于群体感应的水处理膜生物污染控制研究进展

生物污染是水处理膜分离应用面临的主要问题之一。生物膜的形成受细菌群体感应系统调控,群体感应抑制是控制膜生物污染的新兴技术。介绍了群体感应机制及其参与生物膜形成的有关研究。通过干扰和阻断细菌的信息交流通路,可阻止群体感应依赖型基因表达从而抑制细菌的特定群体行为。综述了基于细菌群体感应和群体淬灭的水处理膜生物污染控制研究,考察了各类群体感应抑制剂在膜法水处理系统中的应用,以及抑制剂固定化、膜材料改性等研究进展,展望了群体感应理论在膜生物污染控制中的研究方向。