固定化菌藻填料强化人工湿地去除营养盐和PFOS效果研究

针对全氟辛烷磺酸(Perfluorooctane Sulfonate, PFOS)污染现状,开展3种人工湿地去除复合污染水体中营养盐和全氟辛烷磺酸的效果研究。选取普通垂直流人工湿地(Constructed Wetlands, CW)、固定化菌人工湿地(Immobilized Bacteria Constructed Wetlands, IB-CW)和固定化菌藻填料人工湿地(Immobilized Bacteria Algal Constructed Wetlands, IBA-CW)为研究对象,通过露天试验研究3种湿地在不同质量浓度PFOS下对水体中污染物的去除效果。结果显示,3种湿地对水体中的营养盐和PFOS均具有较好的去除能力,且PFOS对各营养盐的去除具有一定的影响。高质量浓度(100μg/L)PFOS抑制风车草生长,CW植物PFOS质量比达到试验最高值,为(100.56±3.28)μg/g, IB-CW和IBA-CW风车草的总生物量分别比CW增加了10.73%和18.52%。低质量浓度(1μg/L)PFOS促进风车草的生长,IBA-CW风车草总生物量达到了试验最高值,与未加PFOS的处理组相比,生物量增长了16.05%。在高质量浓度PFOS胁迫下,3种人工湿地化学需氧量(Cemical Oxygen Demand, COD)、NH3-N、总氮(Total Nitrogen, TN)和总磷(Total Phosphorus, TP)的去除效果均有所降低。其中,与对照组(无PFOS)相比,IBA-CW对COD、NH3-N、TN、TP的去除率分别降低了(4.23±0.21)百分点、(10.50±0.45)百分点、(13.33±0.51)百分点和(6.87±0.25)百分点,比其他两种湿地降幅小。3种人工湿地均可以有效去除废水中的PFOS,IBA-CW对PFOS的去除率优于CW和IB-CW。3种人工湿地中填料吸附占比均大于植物占比,IBA-CW中填料贡献率比CW高12.90百分点,比IB-CW高5.51百分点。

镉胁迫下固定化菌系菲降解能力及环境适应性研究

采用核桃壳质生物炭为固定化材料,以铜矿污泥和焦化废水污泥微生物为混合菌源,通过正交试验确定了优化的固定化条件:0.1 g 16目生物炭,微生物接种量5 mL(600 nm下的吸光度(OD_(600))=1.0),固定时间36 h,此时固定化菌系可在48 h降解76.13%的菲。温度20~40℃、pH 4.00~9.00范围内,固定化菌系的降解能力优于游离态菌系。在温度为30℃、pH为7.00时,培养7 d后,固定化菌系对菲的降解率高达95.94%。固定化菌系在低温、低pH下均表现出更强的适应性,对菲的降解率比游离态菌系更高。此外,固定化体系中生物炭水溶提取物可充当共代谢碳源,促进菌系的生长。

固定化菌藻强化生物滞留池脱氮除磷效果

针对传统生物滞留池对氮磷去除效果较差的问题,开展固定化菌藻填料淋洗试验和不同配比固定化菌藻填料的生物滞留池脱氮除磷效果研究。将固定化菌藻填料在去离子水中连续淋洗,研究营养物的释放特征,同时分别设置固定化菌藻填料占填料层的2/5(G1组)和占填料层的4/5(G2组),分析其在不同淹没高度(0、30、60 cm)和落干期下的脱氮除磷效果。结果表明:固定化菌藻填料在前8次淋洗中,未检测出总磷(TP)、总氮(TN),菌藻经过固定化后适合作为生物滞留池填料的改良剂;生物滞留池对氨氮(NH_(3)-N)、TN的去除率随淹没高度的增加而提高,淹没高度为60 cm时,G1、G2组对NH_(3)-N的平均去除率分别为68.25%和72.00%,对TN的平均去除率分别为64.20%和68.70%;淹没高度分别为0和60 cm时,G1、G2组对TP的去除率分别为79.50%和78.00%、70.05%和71.00%,而淹没高度为30 cm时,G2组对TP的去除率最高,达86.00%;落干期从2 d延长至8 d时,NH_(3)-N和TN去除率分别从最高的69.38%和67.10%降至最低的55.13%和57.70%,对TP的去除率从最低的75.50%升至90.00%。固定化菌藻填料有效提高了生物滞留池脱氮除磷性能。

固定化菌藻小球去除猪场废水中氨氮的研究

菌藻共生体系对猪场废水中的氨氮去除效果良好,但游离的菌藻易流失,将菌藻进行有效粘附是目前该体系的研究热点。以聚乙烯醇—海藻酸钠为载体,采用包埋法将光合细菌和混合藻液制备成固定化菌藻小球,考察其物理特性及最优制备条件,并探讨其对猪场废水中氨氮的去除效果。实验结果表明,固定化菌藻小球的最佳制备条件为:海藻酸钠投加量0.14%(m/V)、光合细菌包埋量1.18×10^(10) cfu/mL、包埋时间3.46 h。对于初始氨氮浓度为500 mg/L的猪场废水,在不调节废水pH的条件下,经过10 g/L的固定化菌藻小球处理12 d后,氨氮去除率高达93.3%。

序批式固定化菌液态发酵白酒工艺的研究

以高粱糖化液为原料,采用序批式固定化菌液态发酵白酒工艺,酒精发酵最佳时间为36 h。以总酸、总酯含量为评价指标,利用均匀设计试验方法,确定该工艺中固定化生香酵母、乳酸菌、己酸菌的最佳添加量。结果表明,得到液态发酵白酒的固定化菌株最佳添加量为生香酵母5.5%、乳酸菌1.0%、己酸菌3%,在此最优条件下,总酸和总酯含量分别为486.62 mg/L和258.28 mg/L,且所酿白酒中酯类物质和高级醇含量均符合液态法白酒的国家标准。该工艺缩短了酒精发酵时间,并且提高了白酒品质。

固定化菌藻系统及对污水中氮磷营养盐的净化效果

利用海藻酸钙分别包埋固定小球藻、活性污泥及其两者混合物。研究固定态小球藻与悬浮态小球藻对污水中氮磷营养盐的处理效果,实验结果表明固定态藻对氮磷的去除效果明显优于悬浮态藻,其原因主要由于海藻酸钙凝胶对氮磷的吸附,系统pH值提高引起氨的气提及磷酸盐的沉淀作用。研究固定化藻、固定化活性污泥及共固定化菌藻分别对污水中氮磷营养盐的处理效果,在同等条件下,固定化菌藻对氮磷的去除效果优于固定化活性污泥和固定化藻类。这项研究显示菌藻共生在污水处理中具有较大的潜力。

光照对固定化菌藻反应器脱氮除磷效率的影响

采用气升式反应器对日光灯光暗比、日光灯光源和二极管光源在固定化菌藻共生系统去除氮磷的作用进行试验研究。结果表明:延长光照时间有利于该系统对NH4+-N、PO43--P的去除,采用日光灯光源去除效果优于采用二极管光源。

固定化菌株NERC0401对甲基叔丁基醚降解的影响

采用间歇法考察了不同因素对海藻酸钙包埋固定菌株NERC0401(Klebsiella oxytoca)降解甲基叔丁基醚(MTBE)的影响,并分析了其降解反应动力学过程。实验结果表明,固定化菌株NERC0401对水体中MTBE的降解效果较游离态菌株NERC0401有所提高,对初始环境pH和MTBE初始质量浓度的适应性得到一定的改善。固定化菌株NERC0401对MTBE的降解反应过程近似符合一级动力学特征,MTBE初始质量浓度为39.0551mg/L时的降解动力学方程为lnρ=-0.066t+3.6887(ρ表示MTBE的质量浓度,mg/L;t表示反应时间,d),半衰期为3.41d。

包埋固定化菌处理微污染水的对比研究

试验以《地表水环境质量标准》中劣Ⅴ类微污染水为研究对象,对比传统A/O工艺、投加包埋固定化菌的A/O工艺以及单独使用包埋固定化菌工艺的运行情况,考察了包埋固定化菌处理微污染水的性能。结果表明,使用包埋固定化菌处理劣Ⅴ类微污染水,出水COD、氨氮分别达到地表水环境质量标准中Ⅲ类、Ⅱ类水标准。研究还表明,向传统活性污泥A/O工艺好氧区中添加包埋固定化菌有助于维持微生物浓度稳定,提高出水水质及稳定性。

固定化菌藻组合对含油污水的处理研究

[目的]优化固定化菌藻对含油污水的降解条件。[方法]首先，研究了固定化菌藻组合对含油污水的处理效果，并对降解前后的原油进行红外光谱、GC-F1D及GC—MS分析，然后考察了原油浓度、降解温度、溶液pH、溶液盐度等条件对固定化菌藻降解原油效果的影响，最后对固定化菌藻的可重复利用性能进行研究。l结果l经过15d的降解，固定化菌藻对3g／L原油的降解率可达91．8％。固定化菌藻与固定化单菌、固定化单藻相比，菌藻组合表现出协同作用，对主要的正构烷烃及多环芳烃的去除效率增加。当原油浓度为1—7g/L，pH为6～8，温度为25～35℃，NaCl浓度〈1．5％时，固定化菌藻具有较高的生物量，并对原油具有较高的去除率。固定化菌藻重复利用3次以内（每次5d），对其降解原油的性能影响不大。[结论]该研究为固定化菌藻组合对含油污水的处理提供了理论依据。

固定化菌株DF51对土壤及大豆幼苗苯酚污染的修复

试验采用随机区组设计,在大田条件下研究施用不同质量浓度的苯酚(0,50,100,150,200 mg/L)和固定化菌株DF51(0,10,20,30,40 kg/hm2)对土壤及大豆的影响。结果表明,苯酚显著降低了大豆的光合特性、抗逆性、产量;固定化菌株DF51对苯酚污染土壤具有修复性能,且能提高苯酚胁迫下大豆的光合特性、抗逆性及其产量。P1D1(50 mg/L苯酚,10 kg/hm2固定化菌株DF51)和P2D2(100 mg/L苯酚,20 kg/hm2固定化菌株DF51)处理可恢复苯酚胁迫下大豆的生理等特性。固定化菌株DF51能显著提高大豆在苯酚胁迫下的耐性,这与其提高抗氧化酶活性有关。

固定化菌株DF51对小麦幼苗的苯酚污染修复

为探讨固定化菌株DF51对苯酚污染土壤中小麦幼苗生长的影响,采用随机区组试验设计,在大田条件下研究施用不同质量浓度的苯酚(0、50、100、150、200μg/g)和固定化菌株DF51(0、10、20、30、40 kg a.i./hm2)对小麦的影响.结果表明:苯酚显著降低小麦的光合特性和抗逆性;固定化菌株DF51对苯酚土壤污染具有修复性能,且能提高苯酚胁迫下小麦的光合特性和抗逆性;P1D1和P2D2处理可恢复苯酚胁迫下小麦的生理特性.可见,固定化菌株DF51能显著提高小麦在苯酚胁迫下的耐性,这与其提高抗氧化酶活性有关.

壳聚糖—海藻酸钠固定化菌小球处理猪场沼液

采用包埋法,以海藻酸钠-壳聚糖为载体、自行筛选的高效脱氨氮菌为目标菌制备固定化菌小球,用于去除猪场沼液中的氨氮.优化了固定化小球的制备条件,考察了废水处理条件对氨氮去除效果的影响.结果表明,固定化菌小球的最佳制备条件为:壳聚糖投加量20g/L、海藻酸钠投加量10g/L、目标菌种包埋量2:5(V/V).处理含氨氮废水时,在不调节废水pH值的条件下,当固定化菌小球投加量为15g/L、反应时间为4h时,氨氮的去除率为93.9%,其中吸附作用对氨氮的去除率为64.3%,微生物作用对氨氮的去除率为29.6%.扫描电镜表征结果表明,处理废水后,固定化菌小球外部及内部微生物数量明显增多.动力学与等温线拟合结果显示,固定化菌小球对废水中氨氮的去除过程符合准二级反应动力学方程(R 2=0.9252)和Langmuir等温线方程(R 2=0.9578).

包埋固定化菌深度处理污水厂出水的研究

采用包埋固定化菌颗粒对苏州市某污水处理厂的出水进行深度处理,考察了其对氨氮和COD的去除效果。结果表明,在DO=3mg/L、pH=6.5～8.0、自然温度条件下,包埋固定化菌对氨氮具有较强的去除能力和良好的耐冲击负荷能力,出水氨氮<2mg/L,达到了《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918—2002)的一级A标准;对COD有一定的去除效果,大部分出水COD<50mg/L。

聚乙烯醇-海藻酸钠-改性沸石固定化菌球降解氨氮的研究

以聚乙烯醇-海藻酸钠-改性沸石为载体、自行筛选的硝化细菌Acinetobacter sp.DT12-3为目标菌制备了固定化菌球,探究了包菌量、菌悬液浓度、固定化菌球投加量等因素对氨氮降解效果的影响,并评价了固定化菌球的重复使用性。结果表明,在聚乙烯醇-海藻酸钠包埋载体基础上添加2%的改性沸石,固定化载体的传质性能、溶胀性能最佳;当菌悬液与包埋液体积比为1∶1、菌悬液浓度OD_(600)值为1.5、固定化菌球投加量为25%时,固定化菌球对氨氮的去除率可达93.2%;固定化菌球的重复使用性较好,在振荡条件下,固定化菌球可重复使用6次,在静置条件下,固定化菌球可重复使用10次,使用10次后氨氮去除率为58.5%。

4种载体固定化菌藻对景观水体的脱氮效果

采用4种不同载体于自然湖泊中着生菌藻挂膜,构成菌藻共生系统,用于景观水体脱氮效果研究.结果表明:4种填料对景观水体的总氮、硝态氮和亚硝态氮均有较好的去除效果,对氨氮的去除效果稍差;其中,组合式双环填料对总氮、氨氮、硝态氮和亚硝态氮的累积去除率分别为84. 65%,26. 80%,88. 90%,88. 47%,脱氮效果优于其他3种填料.因此,菌藻共生系统对有机物含量较高的景观水体具有较好的净化效果.

固定化反硝化菌强化MBBR处理水产养殖废水的研究

通过将高效脱氮细菌包埋在废旧纺织布表面,形成高生物量的柔性多孔填料,投加到移动床生物膜反应器MBBR中,探究不同HRT和包埋菌量对MBBR处理水产养殖废水的强化处理效能。结果表明:投加菌量为80 ml,HRT为8h时脱氮处理效果最好,TN去除率达到98.94%,NO2−-N的积累量仅为0.11 mg/L;包埋菌在脱氮过程起着主要作用,其他硝化和反硝化生物种群丰度随时间逐渐增加。采用该工艺净化水产养殖废水具有可行性和实用性。

固定化锑氧化菌K.aerogenes HC10去除水中Sb(Ⅲ)的效果及机制

针对水环境中Sb(Ⅲ)的毒性问题,采用包埋法制备了固定化锑氧化菌,研究其去除水中Sb(Ⅲ)的效果和机制。通过改变不同固定化锑氧化菌投加量、Sb(Ⅲ)初始浓度、初始pH探究不同因素对固定化锑氧化菌治理含锑废水的影响。结果表明:Sb(Ⅲ)的去除率随着固定化锑氧化菌投加量及初始pH的增大而增大,随着Sb(Ⅲ)初始浓度的增大而减小,在固定化锑氧化菌投加量为2%,Sb(Ⅲ)初始浓度为0.1 mmol/L、初始pH为8.5条件下,培养72 h,Sb(Ⅲ)去除率达到74.31%。通过扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱对固定化锑氧化菌进行了表征,发现固定化锑氧化菌内部呈多孔三维网状结构,为锑氧化菌的生长繁殖提供营养和场所,而且对Sb(Ⅲ)有较好的吸附作用;官能团—OH、—C—O、—C=C对锑的结合起着主要作用。

固定化复合菌群处理氨氮废水的影响研究

随着能源经济的发展,城市人口的增长以及水环境面临的复杂形势,高浓度氨氮废水直接排放进入水体容易引发海水赤潮和湖泊水发生水华现象,而且高浓度氨氮废水中含有的亚硝酸盐容易使人体致癌、致病、致畸。为进一步遏制水体富营养化,解决高浓度氨氮废水带来的环境问题,我国将氨氮纳入主要污染物总量控制指标。以相关生物反应器为手段,以畜禽废水为处理对象,将复合菌剂与固定化材料相结合,考查固定化复合菌在不同pH、不同温度、不同初始浓度的影响下对高浓度氨氮废水的处理效果。设置pH为8,温度为30℃,初始浓度为400 mg/L时为最佳条件,该条件可满足畜禽废水出水氨氮标准。

固定化地衣芽孢杆菌R08吸附Pd^(2+)的研究

比较了四种固定菌体的方法。结果以聚乙烯醇—海藻酸钠包埋地衣芽孢杆菌 (Bacil luslicheniformis)R0 8菌体 ,制成直径约 2mm的颗粒 ,然后用磷酸缓冲液处理 ,5 %戊二醛溶液交联 ,制得的固定化R0 8菌体 (PIRB)对Pd2 + 的吸附率最高。PIRB吸附Pd2 + 的最适pH值为3 5。吸附作用是一种迅速的过程。在 5℃～ 6 0℃范围内 ,吸附作用不受温度的影响。溶液中的PIRB含量和Pd2 + 起始浓度影响吸附作用 ,在 0 5gPIRB L、2 0 0mgPd2 + L、pH3 5和 3 0℃条件下 ,吸附 6 0min ,吸附量达 94 7mg g干重。吸附过程符合Freundlich和Langmuir吸附等温式。Au3 + 等离子抑制PIRB对Pd2 + 的吸附。用lmol LHCl洗脱PIRB所吸附的Pd2 + ,解吸率为83 6 %。在填充床反应器中 ,在流速 2mL min、1 0 0mgPd2 + L、2 5gPIRB(干重 )、pH3 .5和 3 0℃条件下 ,反复吸附 -解吸附 ,最初 5批的饱和吸附量、吸附率和解吸率分别平均为 44 3mgPd2 + g干重、89 4%和 82 5 %。在与上述相同的条件下 ,PIRB对废钯催化剂处理液中的Pd2 + 的吸附量为 41 3mg g ,吸附率为 88 6 %。