固化微生物技术在印染污水处理中的应用

目前固化微生物技术在水污染处理领域得到迅速发展及运用,并取得了不错的效果,在目前和未来很长一段时间内都将有着广阔的发展空间和运用前景,尤其是在当前"绿水青山就是金山银山"的绿色发展理念下,固化微生物技术在处理水污染方面将得到更为广泛的普及运用。在阐述固化微生物技术概述、特点、分类的基础上,以印染污水为主要对象,研究固化微生物如何处理印染污水问题。希望通过研究,固化微生物能被人们更为深入了解、运用和进一步创新。

胶结液浓度对微生物固化花岗岩残积土特性试验研究

向花岗岩残积土注入巴氏芽孢杆菌菌液、氯化钙和尿素的混合液,利用微生物固化技术处理花岗岩残积土。通过无侧限抗压强度(UCS)、碳酸钙生成含量和微观结构分析等试验,评价不同胶结液浓度下微生物固化花岗岩残积土的效果。结果表明:巴氏芽孢杆菌菌液在2~12 h处于快速繁殖期,36~48 h处于平稳期,细菌数量保持衡定,吸光度OD 600值保持在1.9~2.0;微生物固化技术能有效提高花岗岩残积土的无侧限抗压强度、碳酸钙生成含量,进而改善花岗岩残积土的物理力学特性;胶结液浓度为1.0 mol/L时,被灌注土柱试样的无侧限抗压强度可达到625 kPa,碳酸钙生成含量为12.2%,其固化效果最好;微生物固化后生成的碳酸钙晶体形态呈现为明显的簇状或块状的不规则体,并填充和胶结在土团粒之间,这与微生物固化砂土过程具有一定的差异性,但其固化机理与砂土相似。

微生物诱导固化技术研究进展

微生物诱导固化(Microbial induced carbonate precipitation,MICP)技术因其环境友好性已成为近些年研究的热点.本文对MICP的固化机理进行了介绍,阐述了细菌、成核位点和生物膜对MICP矿化反应的影响,并对相关理论模型进行了总结,包括该技术涉及到的溶液的传输与分布、尿素水解速率和孔隙模型等.通过对相关文献进行总结发现,基于MICP具有良好的流动性并且可以生成具有胶结性沉淀的特点,MICP能够在砂土固化、地基改良、防渗封堵、混凝土修复等领域发挥出良好的改善效果,具有广阔的应用前景.最后,在已有研究成果的基础上,对MICP当前研究的问题以及未来的研究方向进行了讨论与展望.

颗粒粒径对微生物固化砂土强度影响的试验研究

微生物固化技术(MICP)是岩土工程领域新兴起的一种不良地基处理技术,不同地基土体之间的颗粒粒径并不相同,其固化效果也可能存在一定差别。选用3种不同颗粒粒径范围的砂土进行微生物固化处理,并基于无侧限抗压强度试验、孔隙体积测量和洗酸处理,从宏观角度分析颗粒粒径对微生物固化效果的影响。结合扫描电镜测试,从细观角度对微生物固化机制进行了初探。研究结果表明,微生物固化砂土中碳酸钙晶体以颗粒簇形式堆积在砂土颗粒表面及颗粒间接触处,其尺寸随碳酸钙晶体堆叠程度的增加而增大;对于颗粒粒径较小的砂土,颗粒间孔隙较易被碳酸钙晶体填充密实,固化试样内有效碳酸钙晶体比例较大,"结构性"较强,无侧限抗压强度较高。

微生物固化纤维加筋砂土抗剪强度试验研究

微生物固化(MICP)技术能显著提高土体的抗剪强度,但微生物固化土体也存在脆性破坏特征显著的缺陷。向待固化砂土中掺入一定量的纤维,以改善微生物固化砂土的脆性破坏特性,并基于固结排水三轴试验研究了微生物固化纤维加筋砂土的抗剪强度特性,在此基础上探讨胶结次数、纤维含量、纤维长度以及试样初始相对密实度等参数对微生物固化纤维加筋砂土剪切特性的影响。最后,结合电镜扫描测试探究纤维加筋对微生物固化砂土剪切特性影响的内在机理。结果表明:MICP过程中,碳酸钙晶体能有效沉积在纤维表面,提高其表面粗糙度,且碳酸钙与砂的混合体能对纤维提供锚固作用,从而在一定程度上提高微生物固化砂土抗剪强度,并改善其应变软化特性,纤维具备改善微生物固化土体脆性破坏特征的潜力。

微生物-活性氧化镁固化红黏土试验研究

采用微生物-活性氧化镁固化技术,进行了不同氧化镁含量、菌液浓度、初始含水率条件下的红黏土无侧限抗压试验、扫描电镜试验和X射线衍射分析,通过无侧限抗压强度、微观特征、化学成分来揭示微生物-活性氧化镁固化红黏土的微观机理,并探究了该技术对红黏土收缩性的控制作用。试验结果表明:红黏土无侧限抗压强度与氧化镁含量、菌液浓度正相关,与初始含水率负相关;试验中生成的水合碳酸镁是无侧限抗压强度提升的关键原因,水合碳酸镁能起到胶连红黏土颗粒、充填红黏土孔隙的作用;微生物-活性氧化镁固化技术可以很好地控制红黏土收缩性。

玄武岩纤维加筋微生物固化砂力学特性试验

针对微生物固化土体抗变形能力差、軔性低的特点,将离散的玄武岩纤维掺入到砂土中进行微生物固化处理,结合无侧限抗压强度试验和显微镜下观测,从宏细观角度研究不同纤维长度和掺量条件下玄武岩纤维对微生物固化砂土强度和韧性的影响.结果表明:玄武岩纤维加筋能够改善微生物固化砂土的强度和初性:纤维长度的影响与纤维掺量密切相关,当纤维掺量较低时,试样的强度和初性随着纤维长度的增加而增强;当纤维掺量较高时,试样的强度和初性随着纤维长度的增加先增强后减弱;随着纤维掺量的增加,试样的强度和韧性均先增强后减弱,最优纤维掺量为0.3%〜0.5%;研究范围内玄武岩纤维加筋最优条件为0.3%纤维掺量和20mm纤维长度.

钙源对微生物固化花岗岩残积土效果影响的研究

以巴氏芽孢杆菌为固化菌,研究不同含水率下,氯化钙或乙酸钙对微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)固化花岗岩残积土性能的影响,基于直剪和电镜扫描试验,从宏观和微观角度对固化效果进行探讨和分析。结果表明:低含水率下的内摩擦角和黏聚力高于高含水率下的内摩擦角和黏聚力;微生物诱导碳酸钙沉淀能有效提高花岗岩残积土的抗剪强度,改善其内摩擦角和黏聚力,且黏聚力提升幅度较内摩擦角提升幅度大;乙酸钙为钙源的固化效果比氯化钙好,含水率为30%时,乙酸钙为钙源的花岗岩残积土经MICP固化后与相同含水率下未固化的花岗岩残积土相比内摩擦角提高了34%,黏聚力提升了399%;经电镜扫描和能谱仪分析表明:MICP固化生成的碳酸钙沉淀对土颗粒起到了胶结作用,提高了花岗岩残积土的抗剪强度。

纤维对微生物固化不同颗粒粒径砂土强度影响试验研究

针对颗粒粒径和纤维对微生物固化砂土性能的影响展开了研究,基于无侧限抗压强度试验和渗透系数、孔隙率、碳酸钙生成量的测定,从宏观角度分析颗粒粒径和纤维对微生物固化效果的影响;结合电镜扫描,从微观角度对其固化机制进行了初步探讨。结果表明：当颗粒粒径范围为0.25-0.5 mm时,微生物固化效果更好,强度更大;当颗粒粒径在0.25-0.5 mm范围内时,纤维对试样强度有增强作用,但在颗粒粒径范围为0.08-0.25 mm、0.5-1.0 mm、1.0-2.0 mm时,试样强度下降;碳酸钙在微生物固化过程中主要起填充和连接作用,连接作用与＂有效沉积钙＂的比例有着明显的关系,＂有效沉积钙＂比例越多,砂颗粒间的联系性越强,强度越高。纤维与颗粒间的孔隙共同影响着＂有效沉积钙＂的生成。

抗生素抗性基因在养殖废水中的分布与去除

畜禽养殖场作为抗生素抗性基因的一个热点区,其产生的废水中存在大量的抗生素抗性基因,直接排放将会污染接受的水体.本研究以微生物固化曝气技术为核心,构建了一个包含沉淀池、一级处理池、二级处理池和氧化塘的养殖废水处理系统.采用高通量荧光定量PCR技术,探究各种抗性基因在进水、各处理池和出水中的种类、多样性和丰度的变化以及可能的影响因素.研究发现:(1)微生物固化曝气技术能有效降低养殖废水中抗性基因的种类和多样性;(2)该技术也能有效去除养殖废水中抗性基因的绝对丰度,去除率高达93.6%;(3)养殖废水出水中抗性基因绝对丰度仍高于自然水体,其直接排放仍有抗性基因污染风险;(4)畜禽养殖废水中TN和土霉素的含量与许多抗生素抗性基因总丰度存在正相关性.通过对TN和土霉素的去除或者控制使用,可以有效降低养殖废水中的抗性基因.