基于城市污水好氧颗粒污泥脱氮除磷系统种群多样性研究

采用16S rDNA克隆文库方法对城市污水脱氮除磷好氧颗粒污泥的细菌种群进行了多样性研究.从16SrDNA克隆文库中随机挑选110个克隆子测序并进行了BLAST比对.结果表明:好氧颗粒污泥序批式反应器(GSBR)系统中细菌群落具有高度多样性,包含14个类群,优势细菌类群为Proteobacteria类群(变形菌类群),占85.18%;细菌类群优势顺序为β-Proteobacteria、α-Proteobacteria、γ-Proteobacteria、uncultured Bacteroidetes、Candidatedivision TM7、δ-proteobacterium、Firmicutes、Planctomycetacia、Actinobacteria、Sphingobacteria、Flavobacteria、Cytophagia、Uncultured bacterium和Uncultured anaerobic bacterium.初步分析了不同细菌类群在脱氮除磷系统中的作用,其中,Proteobacteria纲中部分为聚磷菌,Acidovorax sp.、Planctomycetacia、Cytophagia、Flavobacteria对氮的脱除均有一定作用.

好氧颗粒污泥等温吸附甾体雌激素

为了研究好氧颗粒污泥对甾体雌激素E1、E2、EE2的吸附作用,通过摇瓶试验考察了吸附平衡时间及在不同温度下的等温吸附过程,对该过程进行了Freundlich方程和Langmuir方程拟合分析,并采用SEM观察好氧颗粒污泥结构.实验结果表明,吸附40min后基本达到平衡;吸附量随着温度的升高而减少,在20℃时,E1、E2、EE2最大吸附量分别为60.98、58.82、82.64μg/g;吸附过程符合Freundlich方程和Langmuir方程,其相关系数R2分别为0.93~0.99和0.92~0.99;吸附后好氧颗粒污泥表面及内部均发生了变化.

丝状膨胀好氧颗粒污泥细菌组成及丝状膨胀的控制

采用构建16S rDNA克隆文库方法对发生丝状膨胀的好氧颗粒污泥的细菌种群进行研究.结果表明,丝状膨胀的好氧颗粒污泥共包含六大类群,分别是β-proteobacteria(36.23%)、Sphingobacteria(20.29%)、δ-Pro-teobacteria(13.04%)、Flavobacteria(10.14%)、γ-Proteobacteria(1.45%)和Actinobacteria(1.45%),通过序列比对可知好氧颗粒污泥中存在Sphaerotilus natans等丝状菌,但根据所占比例确定其不是导致好氧颗粒污泥丝状膨胀的细菌.对膨胀颗粒污泥外边缘的丝状微生物进一步鉴定,发现它属于丝状真菌.试验验证了进水pH随运行时间降低是导致葡萄糖配水培养好氧颗粒污泥发生丝状膨胀的主要原因.采用缩短运行周期、运行过程中投加NaHCO3和减少曝气量的方法均可预防好氧颗粒污泥的丝状膨胀,但投加碱度是最直接有效的方法,且在发生丝状膨胀初期还可通过该方法控制膨胀.

可动苯基杆菌对LAS生物降解机理的初步探讨

从不同地区直链烷基苯磺酸钠(linear sodium alkylbenzenesulfonate,简称LAS)富集地带取回的污水样中分离纯化得到一株能高效降解直链烷基苯磺酸钠的菌株——可动苯基杆菌(phenylobaterium mobil GZ6)。该菌细胞为短杆状,大小为(0.5～0.8)μm×(1.0～2.0)μm,其生长pH为6.0～10.0,最适生长pH为7.0,生长温度为4～40℃,最适生长温度为28℃。本实验用温度为28℃,转速为170r/min的振荡摇床培养GZ6菌,并实时监测其对LAS的降解情况。由紫外分析图发现,在GZ6对LAS降解的第8h,出现吸光度变化的最大值点,取第8h的样品用HPLC法分离,并用MS法进一步佐证紫外吸收的分析结果,探讨了GZ6菌对LAS的降解机理。

一株降解甾体雌激素的克雷伯氏菌ZY3

为研究甾体雌激素的生物降解,从某避孕药厂污水处理站的活性污泥中分离到1株降解甾体雌激素(3-甲氧基-17β羟基-1,3,5(10),8(9)-雌甾-4-烯,简称MHE)的高效菌ZY3,根据其菌体形态、生理生化特征,并结合16S rDNA序列分析,鉴定为克雷伯氏菌属．研究结果表明,菌株ZY3利用底物MHE的最适宜生长温度为25～37℃、pH为9．0～11．0．ρ(MHE)＞20 mg/L时,菌株生长受到抑制,72 h MHE最高降解率达81%．Na^+、Mg^(2+)和Ca^(2+)对菌株ZY3的生长有促进作用,而Sn^(2+)、Mn^(2+)、Cd^(2+)等重金属离子对ZY3菌株生长有较强的抑制作用．菌株ZY3对甾体化合物MHE和EE2有较强的利用能力,而以苯酚、蒽、萘等多环芳烃化合物作为唯一碳源时,菌株ZY3生长非常缓慢．

纳滤膜浓缩回收制药废水中洁霉素的试验研究

针对纳滤膜应用于分离回收洁霉素废水中残余洁霉素作了试验性研究 .通过一系列的筛选试验 ,选出了性能优良的纳滤膜品种用于浓缩试验 ,并通过用纳滤膜对洁霉素废水的浓缩实验 ,确定了洁霉素的回收率达 95 % .

平板型纳滤膜处理洁霉素废水的膜性能比较

采用4种平板型纳滤膜对洁霉素废水进行了实验研究.以膜通量(J)、CODCr截留率(R1)、洁霉素截留率(R2)以及R2′J作为膜性能评价指标.实验结果表明,4种膜的适宜操作压力为2.0～3.0MPa,适宜操作流量为8～12L/min.DLNF-1膜和NTR-7250膜的通量较高,达到50L/(m2×h);MPF-44膜抗冲击负荷的能力较高;DLNF-1膜和MPF-44膜对废水中SO42-的截留效果最好,达到98%以上;4种膜对洁霉素的截留率均能达到80%以上.

改进序批式生物膜法处理青霉素废水的初探

采用改进序批式生物膜法对高浓度青霉素废水进行小试研究 .当进水CODCr为 375 5mg/L时 ,经过最终絮凝处理后 ,出水CODCr在 30 0mg/L以下 ,总去除率达到 90 %以上 .试验确定了好氧段的水力停留时间 (HRT)为 12h .建立了改进序批式生物膜法处理青霉素废水的降解动力学模型 ,并求出了动力学参数Umax和KS。

固定化细胞降解含表面活性剂废水的研究

以生物降解法处理阴离子表面活性剂（直链十二烷基苯磺酸钠，即ＬＡＳ）废水。通过将ＴＰ－１号菌种固定在海藻酸钠载体上，采用正交试验法，以固定化细胞对ＬＡＳ的降解率和降解寿命为试验指标，确定了适宜的固定化条件，并与游离细胞对ＬＡＳ的降解效果做了对比试验。结果表明，固定化细胞对ＬＡＳ的降解程数明显增加。

固定化细胞降解LAS废水的动力学模型研究

将固定化细胞用于三相流化床中处理合表面活性剂(直链十二烷基苯磺酸盐,即LAS)废水,在理论上分析了降解过程的细胞动力学、并对其动力学模型进行初步研究.结果表明:LAS的降解速率,在浓度为20～100mg/L范围内,遵循MONOD方程.由实验数据得到MONOD方程中的两个主要参数r_(s,max)和k_s,可作为今后放大设计生物反应器的参考依据.

聚苯醚/聚砜复合膜对乙醇/水混合体系的渗透汽化分离

以聚砜超滤膜为基膜,采用溶剂蒸发法制备聚苯醚/聚砜复合膜.用红外光谱(FT-IR)表征复合膜的制备效果,通过扫描电镜(SEM)观察其断面形貌;研究了聚苯醚(PPO)含量、进料液乙醇含量及进料液温度对复合膜渗透汽化分离性能的影响.结果表明,随铸膜液中PPO质量分数的增大,复合膜的分离因子增大,渗透通量减小;随进料液中乙醇质量分数的增大,复合膜的分离因子减小,而渗透通量增大;随进料液温度的升高,复合膜的分离因子及渗透通量均增大.对铸膜液中PPO质量分数为14%的复合膜,在进料液乙醇含量10%、进料液温度60℃时,膜的渗透通量157.2 g/(m2.h),膜对乙醇的选择系数为15.6.

卷式纳滤膜处理洁霉素废水的研究

使用MPS-44和DLNF2-30两种卷式纳滤膜对洁霉素废水的透水性能、CODCr和洁霉素的截留率作了实验研究,并提出了浓缩洁霉素的膜组合流程。结果表明:两种膜组合运行时对洁霉素的总回收率为95%,浓缩倍数10～15,出水洁霉素浓度低于10mg/L,CODCr浓度为4000mg/L左右,基本满足后续生化处理的要求。

强化自组装技术在多层复合分离膜领域的应用

强化自组装技术是近年来被发展的一种制备聚电解质复合物多层膜的新方法,该法巧妙地利用外加力与聚合物间作用力的协同效应,强化组装过程,简化成膜程序,提高膜分离性能.总结了近年来课题组在这一领域的研究进展.

PAN／PEI／PAA复合膜组装及其渗透汽化性能

为了制备高性能的渗透汽化复合膜,采用水解处理后的PAN超滤膜作为基膜,通过静电层层吸附聚电解质PEI/PAA组装渗透汽化复合膜,研究了基膜水解条件对复合膜渗透汽化性能的影响,确定适宜的水解条件为温度65℃,碱液浓度为2mol/L,时间为60min;并且对制膜过程进行优化,采用未质子化的水解后基膜,选用乙醇作为PEI溶剂;同时,考察了渗透汽化过程中,操作条件以及不同醇/水分离体系对复合膜分离性能的影响.结果表明,醇类物质分子量越高,复合膜渗透汽化性能越好.当进料液为70℃的质量分数为95%的异丁醇/水溶液时,透过液中水的质量分数可达98.26%,渗透通量为346g/(m^2·h).

共价反应型多层有机-无机复合膜组装及其渗透汽化性能

对共价反应型多层有机-无机复合膜组装及其渗透汽化性能进行了研究.采用经硅烷偶联剂改性后的管式陶瓷膜作为基膜,通过动态层层吸附自组装(layer-by-layer,LbL)技术在管式陶瓷膜内表面分别组装聚丙烯酸(poly acrylic acid,PAA)/聚乙烯醇(poly vinyl alcohol,PVA)/戊二醛(glutaraldehyde,GA),再通过热交联引发层间反应,生成共价键,形成稳定性较强的多层复合分离膜,并将其用于渗透汽化领域.考察了组装层数、复合时间、交联温度和PVA相对分子质量等条件对复合膜性能的影响.结果表明:当组装层数为5层、进料液温度为75℃时,有机-无机复合膜对95%的乙醇/水体系,其透过液水的质量分数为99.5%,渗透通量可达102 g/(m2·h).

固定化细胞降解LAS废水的抑制型动力学方程的研究

在三相流化床中用固定化细胞处理表面活性剂 (直链烷基苯磺酸钠 ,即LAS)废水 .对固定化细胞降解LAS的动力学过程和模型进行了理论分析 ,采用实验数据对动力学模型进行了拟合与参数估值 .

渗透汽化过程分离乙醇-水的模型分析

为了预测渗透汽化过程中渗透通量与渗透液中水的质量分数,对分离乙醇-水体系的连续操作错流型渗透汽化过程建立了数学模型,并在特定操作条件下进行了模拟计算,模拟计算值与实验值基本吻合.对渗透物水的质量分数进行了理论计算,并与实验值进行比较,为操作条件的进一步优化提供了理论依据.利用实验数据分别对乙醇和水的渗透通量进行回归,得到了乙醇和水的质量浓度的三次方程,根据该方程可以对渗透通量进行预测.

硅氮烷疏水改性介孔分子筛填充PDMS制备杂化复合膜及渗透汽化性能

采用硅烷偶联剂对介孔分子筛疏水改性,并将其掺杂在聚二甲基硅氧烷(PDMS)中涂覆在聚砜基膜上制备有机无机杂化复合膜.对疏水改性介孔分子筛进行了BET测试及FT-IR等表征.BET测试结果显示,改性前后孔径分布发生明显变化;从FT-IR图中看出,改性后介孔分子筛的羟基峰明显减小甚至消失并且出现烷基等特征峰.通过扫描电镜(SEM)观察了有机无机杂化复合膜的形貌结构,并研究了分子筛添加量、料液浓度和操作温度等对杂化复合膜渗透汽化性能的影响.结果表明:采用1,1,3,3-四甲基二硅氮烷对介孔分子筛疏水改性最有效;疏水改性后介孔分子筛/PDMS杂化复合膜对醇/水溶液有较好的分离效果,当分子筛填充质量分数为20%、操作温度为40℃、进料液质量分数为3%时,杂化膜对乙醇/水体系的分离因子最高为9.8,渗透通量为1 002 g/(m2·h),对正丁醇/水体系的分离因子最高为65.4,渗透通量为1402 g/(m2·h).

甾体雌激素废水中优势降解菌的分离及特性

从某避孕药生产厂污水处理站好氧池活性污泥中通过富集驯化,分离到一株降解甾体雌激素(3-甲氧基-17a羟基-1,3,5(10),8(9)-雌甾-4-烯,简称MHE)的细菌ZY3菌株.经形态及16SrDNA序列分析初步鉴定,该菌株属于Raoultella属(Raoultellasp.).经过对ZY3菌株以MHE为唯一碳源生长和降解特性的分析表明,ZY3菌株利用MHE生长的最适温度和pH值分别为35℃和10.0,72h内的最适降解浓度为10mg/L.加入营养物质麦芽糖和蛋白胨能促进菌株对底物的降解,在72h内降解率达到了87%和85%.

16S rDNA克隆文库方法分析好氧颗粒污泥细菌组成

采用构建16SrDNA克隆文库方法对好氧颗粒污泥的细菌种群多样性进行研究.随机测定了82个克隆子序列(700 bp),Blast比对结果表明,好氧颗粒污泥中微生物群落具有高度多样性,可分为7个主要类群,其中,β变形菌(β-Proteobacteria)类群和鞘脂杆菌(Sphingobacteria)类群在文库中所占比例最大,分别为34.16%和30.50%;其次是Candidate division TM7类群、黄杆菌(Flavobacteria)类群和γ变形菌(γ-Proteobacteria)类群,分别为9.76%,7.32%和7.32%;放线菌(Actinobacteria)类群和α变形菌(α-Proteobacteria)类群所占比例相对较小,分别为4.88%和1.22%.序列分析结果表明,好氧颗粒污泥中不仅含有对好氧颗粒污泥形成和稳定运行具有重要作用的食酸菌属(Acidovorax)细菌、假单胞菌(Pseudomonas)等细菌,还含有对CODCr和氨氮具有很好去除能力的Micropruina glycogenica,丛毛单胞菌科(Comamonadaceae)等细菌.