基于PVA-SA包埋颗粒的短程硝化AO工艺脱氮性能优化

采用聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)包埋材料固定短程硝化活性污泥在连续流AO(Anaerobic/Oxic)反应器中处理生活污水并实现稳定的短程硝化.利用响应曲面法,对水力停留时间(HRT)、内循环比以及填充率等参数进行研究,探讨了对亚硝酸盐积累率(NAR)和总氮去除率(NRE)的影响,并成功建立了二次回归模型.结果表明,控制参数HRT为6.43h,内循环比为2.93,好氧段填充率为25%,此时NAR和NRE效果最佳,分别达到86.22%和86.56%,表明该工艺具有良好的脱氮性能.此外,还通过活死细菌及原位荧光杂交(FISH)发现,活菌主要分布在颗粒表面0~500μm范围内,死菌分布在0~300μm范围内,并随着深度增加荧光强度逐渐降低.最后,16SrRNA测序结果表明,长期运行的包埋颗粒相比于短程硝化活性污泥中Nitrosomonas的相对丰度由0.013%增加到5.02%,Nitrospira由0.055%增加到1.99%,硝化细菌中亚硝酸氧化细菌(NOB)的比例被降低,而氨氧化细菌(AOB)的比例升高,促进了短程硝化脱氮效果的稳定.

活性炭含量对PVA-SA固定化小球处理氯苯微污染废水的影响

以海藻酸钠(SA)、聚乙烯醇(PVA)联合作为包埋剂,包埋一株高效降解氯苯的青霉菌,分析复合凝胶小球的最佳配比及不同的活性炭添加量对包埋小球的机械强度、酸碱稳定性、传质性能及氯苯降解性能的影响.结果表明,复合凝胶小球最佳配比为w(PVA)∶w(SA)∶w(Ca Cl2)=6%∶2%∶2%;活性炭的加入能增强固定化小球的机械强度,且在活性炭质量分数为1%时强化效果最理想;PVA-SA小球在酸性溶液中的稳定性比在碱性溶液中高,且稳定性随着活性炭含量的增加而增强;在温度30℃、p H=6、氯苯初始质量浓度为30 mg/L的条件下,不同活性炭含量的固定化小球均能提高氯苯降解速度,活性炭质量分数为1%、1.5%时在72 h内能达到80%以上的氯苯去除率.综合评价,在固定化微生物过程中添加1%活性炭,达到改善所得包埋小球的综合性能的目的,提高降解氯苯速率.

PVA-SA固定化小球性能和生物脱氮特性研究

采用聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)制备固定化小球,对固定化小球的成球性、粘连性、机械强度、稳定性和传质性能进行测试,加入复合微生物菌株制备固定化微生物小球,采用L_9(3~4)正交实验分析不同条件下其生物脱氮效果。结果表明,制备固定化小球的最佳条件为8%PVA、5%SA和3%CaCl_2,在包菌量20%、投加量0.5 g/L、温度30℃、pH=8的条件下,人工废水中NH_3-N、NO_2-N和NO_3-N的降解率最高,分别达到94.52%、98.93%和99.31%。PVA-SA固定化复合微生物小球脱氮效率高,在水体氮源污染治理和生态修复方面有很好的应用前景。

β-环糊精修饰PVA-SA复合膜的制备工艺的研究

目的正交设计法优化β-环糊精修饰聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)复合膜的制备工艺。方法以活化剂环氧氯丙烷的用量、β-环糊精的用量、反应时间为考察因素,以含水率和拉断伸长率为考察指标,利用正交设计法优化β-环糊精修饰PVA-SA复合膜的制备工艺的最佳条件。用红外光谱测定其特征吸收峰,扫描电镜观察其组织形态。结果最佳的制备β-环糊精修饰PVA-SA复合膜的工艺条件为:反应时间为24 h;β-环糊精的用量为1.0 g;活化剂的用量为1.5 m L。制得的复合膜外观光滑均一、柔韧且富有弹性,呈乳白色,经红外光谱和扫描电镜测定该复合膜呈现网状结构,分布均匀,含水率达到82.3%,拉断伸长率为498.2%。结论优选出的制备工艺条件可行。

聚乙烯醇-海藻酸钠固定香菇废弃物吸附Pb和Cd的最佳配方

选用香菇废弃物作为生物吸附剂,用聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)固定香菇粉制成PVA-SA固定香菇,以吸附溶液中铅(Pb)和镉(Cd)的能力为主要评价指标,结合成球性、机械强度和耐酸性等,通过正交试验确定出吸附Pb的PVA-SA固定香菇最佳配方是8%PVA+1%SA+3%香菇粉+2%CaCl2的饱和H3BO3,对Pb的吸附率为95.4%,吸附Cd的PVA-SA固定香菇的最佳配方是5%PVA+1%SA+3%香菇粉+2%CaCl2的饱和H3BO3,对Cd的吸附率为63.7%.二小球的成球性、机械强度和耐酸性都较好.Langmuir等温吸附模型能最好地拟合香菇吸附Pb的热力学过程,相关系数R2达0.9939;Freundlich模型能更好地描述香菇吸附Cd的热力学过程,R2为0.9993.Freundlich等温吸附模型适合描述PVA-SA固定香菇吸附Pb和Cd的热力学过程,R2分别为0.9587和0.9823.自由香菇对Cd的理论最大吸附量qm-Langmuir(2.8321mgg-1)小于PVA-SA固定香菇的理论最大吸附量qm-Langmuir(6.4475mgg-1),自由香菇吸附Pb的Freundlich模型参数k(0.3127)小于PVA-SA固定香菇吸附Pb的k(0.4310),香菇固定后吸附Cd和Pb的能力有所提高.PVA-SA固定香菇吸附Pb和Cd的吸附平衡时间分别为3h和7h,比自由香菇吸附Pb和Cd的平衡时间(1h)长.伪二级动力学模型能很好地拟合固定香菇吸附Pb和Cd的动力学过程,R2分别为0.9999和0.9946,由该模型计算出的对Pb和Cd的平衡吸附量理论值分别为0.4536mgg-1和0.2060mgCdg-1.伪二级动力学模型能很好地拟合固定香菇吸附Pb和Cd的动力学过程,由该模型计算出的固定香菇对Pb和Cd的平衡吸附量理论值分别为0.4536mgg-1和0.2060mgg-1,自由香菇对Pb和Cd的平衡吸附量理论值分别为1.8172mgg-1和0.8425mgg-1.PVA-SA固定香菇吸附Pb/Cd的伪二级动力学反应速率常数k2为1.3241/1.2531,自由香菇吸附Pb/Cd的k2为0.7805/0.2130,自由香菇吸附Pb/Cd的k2大于固定香菇的k2,表明固定香菇吸附Pb/Cd达到平衡所需要的时间比自由香菇所需要的时间长.

不同材料固定香菇废弃菌柄对铅和镉的吸附

研究了用聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA),海藻酸钠(SA)和琼脂三种材料固定香菇(Lentinus edodes)废弃菌柄制作成吸附小球的理化特性,初步比较了三种小球和自由菌粉的吸附能力,在此基础上进一步分析了PVA-SA香菇小球吸附Pb2+和Cd2+的动力学。结果表明,PVA-SA香菇小球的成球性,机械强度和耐酸性最好。固定小球的吸附能力比自由菌粉的有所下降,以Cd的吸附率降低幅度较大,PVA-SA香菇小球和SA香菇小球对Pb的吸附率降低幅度较小,吸附率分别为92.4%和92.7%,对Cd的吸附率分别为55.9%和58.66%。伪二级动力学模型能够很好的拟合固定小球对Pb2+和Cd2+吸附的动力学过程,相关系数R2分别为0.9999和0.9904,由伪二级动力学方程得到的Pb2+和Cd2+理论平衡吸附量qe分别为0.4926和0.1448mg/g,跟实验测定获得的数据0.4635mg/g和0.1423mg/g相近。

不同渗调剂对茄子种子的渗调效应研究

茄子种子用不同浓度的聚乙烯醇、水杨酸、硝酸钙、硝酸钾、琼脂药剂处理后 ,种子的发芽活力明显提高 ,在对各发芽指标的影响上 ,以种子发芽势最为明显 ,平均提高 114.8% ;各渗调剂的处理效果以硝酸钾最好 ;

改性沸石结合组合菌固定化小球去除河水中氨氮

定量研究了以聚乙烯醇和海藻酸钠为骨架载体,采用包埋法制作改性沸石吸附去除氨氮组合菌的固定化小球。结果表明,包埋剂质量分数10%PVA+2%SA、组合菌(3g:2g).L-1、包菌量(10g:100g)、改性沸石1 g.100 mL-1、交联剂为质量分数2%的CaCl2中性饱和硼酸溶液、交联时间24 h,氨氮去除率达83.445%,小球成球效果较好,且表现有较佳的机械强度以及传质性能。

聚乙烯醇/海藻酸钠复合膜的制备及性能研究

通过溶液浇铸法,制备出不同比例的聚乙烯醇(PVA)/海藻酸钠(SA)复合膜,比较了复合膜的形态,测定复合膜的溶胀率、透气率以及交联剂浓度对复合膜的吸水率的影响。结果表明,PVA∶SA为4∶1时,是一种均匀透明、表面光滑、富有弹性的复合膜;随着复合膜中PVA含量的增加,复合膜的吸水率和溶胀率增加;当CaCl2浓度为3%时,复合膜的吸水率最大,为551%。

固定香菇菌柄废弃物对二元溶液中Cd(Ⅱ)的竞争性吸附

利用聚乙烯醇-海藻酸钠(PVA-SA)固定香菇(Lentinus edodes)菌柄废弃物作为生物吸附剂吸附溶液中的Cd2+,吸附过滤后的溶液用原子吸收光谱仪(AAS)测定Cd2+的浓度.结果表明,一元溶液中固定香菇菌柄废弃物吸附Cd2+适宜的pH值范围为4～7,比自由态香菇粉的(pH5～7)广;二元溶液中随着pH值的增加,Cd2+的吸附率有线性增加的趋势;当固定Cd2+浓度为10mgg-1,变化干扰离子Cu2+或Pb2+(0～30mgg-1)时,吸附剂对Cd2+的吸附明显降低;分别用Langmuir、Freundlich、Dubinin-Radushkevich(D-R)和Langmuir-Freundlich等温吸附模型对一元和二元溶液中Cd2+的等温吸附过程进行拟合,结果表明,Langmuir吸附模型能较好地拟合一元溶液和Cd2+-Pb2+二元溶液中Cd2+的等温吸附过程,相关系数R2分别为0.9981和0.9291.D-R模型能较好地拟合Cd2+-Cu2+二元溶液中Cd2+的等温吸附过程,相关系数R2为0.9623.

聚乙烯醇/海藻酸钠/碳纳米管复合膜的制备及其吸附性能

通过溶液共混法制备了聚乙烯醇/海藻酸钠/多壁碳纳米管复合膜,对其进行了透光率、力学性能和DSC表征,并研究了对Cr2O27-的吸附性能。结果表明,PVA与SA等质量混合时相容性好;MWNTs的添加有助于提高复合膜力学性能、热性能;在pH值为2、温度为30℃、MWNTs为80mg时,吸附6h后,复合膜对Cr2O27-的去除率达到96.84%。

两种释碳材料的制备及其性能研究

应用固定化技术制备了包埋淀粉的聚乙烯醇（PVA）释碳材料和海藻酸钠（SA）释碳材料,采用红外光谱和扫描电镜对其物化特性进行分析,研究了二者的释碳性能以及作为碳源对硝态氮的去除效果.结果表明,PVA释碳材料中淀粉混合较好,释碳过程满足二级动力学方程,单位质量材料释放的饱和COD达到99.60mg/（g.L）.在温度为18~22℃,pH7.2~8.0,硝态氮浓度为35mg/L的条件下,PVA释碳材料的平均反硝化速率为18.5g/（m3.d）,SA释碳材料的平均反硝化速率为15.5g/（m3.d）,在稳定运行15d后,出水硝态氮浓度逐渐升高,脱氮效果开始下降.

微生物肥料的包埋固定化研究

为了克服单种材料包埋的不足,提高微生物肥料包埋颗粒的综合性能,本研究以海藻酸钠(SA)配合聚乙烯醇(PVA)为包埋剂,并添加适宜辅料,对复合菌体(根瘤菌–解磷菌–解钾菌)进行包埋固定化,以包埋操作及颗粒综合性能等为指标,筛选出较优的包埋材料组成为:SA3.0%-PVA(2.5%～3.0%)-辅料(SiO24.0%-CaCO30.3%)。在此条件下,操作性和成球性较好,所得包埋颗粒呈规则球形,直径为3mm～4 mm,机械强度为53.4～59.6 g/g,包埋率为91.4%～94.3%,经过72h增殖培养颗粒的活菌数达到1011cfu/g,增殖500余倍,活菌释放率达到90%以上。

纳米羟基磷灰石/海藻酸钠/聚乙烯醇多孔支架材料的制备与表征

采用冷冻干燥法制备的纳米羟基磷灰石/海藻酸钠/聚乙烯醇(n-HA/SA/PVA)无机/有机复合多孔支架材料,用燃烧实验、IR、XRD、SEM对复合材料的组成结构及形貌进行了分析和观察,并初步研究了其力学性能,探讨了其复合机理.结果表明,无机组分n-HA均匀分散充填在SA-PVA聚电解质有机网络结构中,由于分子内和分子间氢键的存在使三组分间有较强的化学键合.当支架中PVA含量为50%时,压缩强度达到8.29MPa,因此,该三元复合材料可望作为一种新型骨组织工程支架材料.

固定化微囊藻对畜禽污水中氮、磷的净化研究

利用固定化藻类的生物富积作用净化污水中的氮和磷,将铜绿微囊藻分别包埋固定在海藻酸钠、聚乙烯醇凝胶中对畜禽污水进行净化处理,研究在不同包埋剂固定的情况下,铜绿微囊藻球对不同浓度畜禽废水中氨氮和总磷的去除效果。结果表明,海藻酸钠作为包埋剂时,固定化藻球对高浓度污水中和低浓度污水中氨氮和总磷的平均去除率分别达到90.77%、76.10%和82.37%、67.59%;聚乙烯醇作为包埋剂时,固定化藻球对高浓度污水中和低浓度污水中氨氮和总磷的平均去除率分别达到79.39%、69.04%和65.70%、60.65%。海藻酸钠作为包埋剂时,其处理效果略优于用聚乙烯醇作为包埋剂的情况,而且在高浓度条件下,处理效果更好。

抗菌PVA/SA纳米纤维膜的制备及性能研究

文中采用静电纺丝技术制备了负载Ag的聚乙烯醇与海藻酸钠(Ag@PVA/SA)纳米纤维膜,优化了工艺条件并测试了不同纳米纤维膜的过滤性能和抗菌性能。结果表明,制备负载银的PVA/SA复合纳米纤维膜的最佳工艺条件:聚乙烯醇质量分数10.0%,纳米银粒子质量分数5.0%,海藻酸钠浓度1.0%,纺丝电压25 kV、纺丝距离为24 cm、喂液量为0.1 mL/h;最优工艺条件下制备的负载Ag的PVA/SA复合纳米纤维膜对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌有一定的抑制作用,过滤效率为99.2%。

基于亚铁氧化率的铁硫混合腐蚀菌细胞固定化研究

为了获得氧化亚铁硫杆菌和氧化硫硫杆菌混合腐蚀菌的最佳细胞固定化条件,采用聚乙烯醇、海藻酸钠、Ca(NO;);构成的包埋交联体系,运用Design expert进行响应面Box-Benhnker设计,对钙离子浓度、交联时间、交联转速等细胞固定化条件进行优化。结果显示在钙离子浓度为3%;交联时间60 min;交联转速120 rpm的细胞固定化条件下,亚铁氧化率达到77.3%。SEM表征其微观结构显示形成较好的孔隙结构。研究结果为铁、硫混合腐蚀菌的细胞固定化提供了依据。

聚乙烯醇-海藻酸钠/累托石纳米复合膜结构及性能研究

用水溶液法制备环保型聚乙烯醇（PVA）-海藻酸钠（SA）/钠化累托石（Na＋REC）复合膜,通过XRD及TEM分析了复合膜结构及插层机理,研究其透光性、力学性能、气液阻隔性及热性能。实验结果表明,添加少量PVA可与SA和Na＋REC形成插层纳米复合膜,其中PVA添加量为SA质量的10%时,所制得复合膜PVA10-SA/Na＋REC2插层效果最好,与SA/Na＋REC2复合膜相比,拉伸强度提高42.2%,断裂伸长率提高35.4%,在36~230℃范围内失重率降低3.48%,且有良好的透光性及汽液阻隔性。

创面敷料用静电纺核-壳结构纳米纤维

通过同轴静电纺丝方法,制备出具有核-壳结构的海藻酸钠(SA)-聚乙烯醇(PVA)纳米纤维,其中SA为核层、PVA为壳层材料。由于SA具有非常好的止血性、亲水性、无毒性和生物可降解性,故在生物材料领域具有良好的应用前景。但SA作为聚电解质,具有较高的电导率及分子间排斥力,会阻碍其静电纺丝;而PVA则能够很容易地被电纺成纳米纤维,并具有高拉伸强度、拉伸模量和耐磨性。利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和红外衍射光谱分别对成功制备出SA-PVA核-壳结构纳米纤维的形貌及组分进行了分析。

1株好氧反硝化菌的筛选鉴定及固定化研究

为了提高污水处理设施的低温生物强化效果,以崇礼污水处理厂SBR反应池活性污泥为菌源,进行污水处理耐冷菌的分离鉴定及固定化研究。从活性污泥中分离筛选出1株硝化和好氧反硝化耐冷菌,结合生理生化、形态学以及16S rDNA基因测序结果,初步鉴定该菌株为假单胞菌(Pseudomonas sp.)。以海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)为包埋材料,利用正交试验优化NL-4包埋固定化制备条件。当SA质量分数为1%、PVA质量分数为12%、Ca Cl2质量分数为1%、包菌量为10%时,制备的固定化小球物理性能最佳。在10℃培养条件下,NL-4对污水中氨态氮(NH_3-N)和硝态氮(NO_3^--N)的去除率分别是68.05%、98.94%,包埋固定化后分别提高了14.49%、1.4%。4℃保藏60 d后,比游离菌相比固定化载体的NH_3-N、NO_3^--N去除率分别提高58.8%、53.3%。pH值为7~9、温度为10~20℃时,最适宜NL-4及其固定化载体发挥硝化、反硝化能力。