新型生物反应器对浓香型酒醅微生物群落及理化指标的影响

为生产高品质浓香型白酒,以新型生物反应容器和传统窖池为研究对象,探索传统窖池生产工艺(对照组)、新型生物反应器生产工艺(实验组I)及优化新型生物反应器生产工艺(实验组II)对发酵酒醅理化指标、微生物群落的影响,并通过冗余分析(RDA)探讨酒醅发酵过程中理化指标与微生物群落结构的相关性。结果表明,与对照组相比,实验组I、实验组II升温更快,顶点温度高于对照组(30.0℃),分别为33.2℃、35.5℃,实验组II升温效果最优且保持适宜温度时间更长,实验组水分含量、淀粉及还原糖消耗量更高,实验组II下层酒醅酸度最高(4.24 mmol/10 g)。实验组II酒醅在发酵后优势细菌门厚壁菌门(Firmicutes)与优势真菌门为子囊菌门(Ascomycota),相对丰度分别为92.44%、97.59%;优势细菌属乳杆菌属(Lactobacillus)相对丰度最高(92.30%)。RDA结果发现,实验组II酒醅理化指标与微生物群落结构变化存在显著相关性(P<0.05)。

新型生物反应器对浓香型白酒糟醅及其风味物质的影响

目前,白酒酿造新型生物反应器已经在泸州产区实践生产应用,取得了良好经济效益。为了探究新型生物反应器对浓香型白酒风味物质的影响,以传统窖池和新型生物反应器为研究对象,综合分析糟醅理化指标,采用气相色谱-质谱联用法分析糟醅的风味物质种类和含量。将新型生物反应器(实验组SY)生产工艺与传统窖池生产工艺(对照组CT)对比分析,结果表明:(1)实验组SY糟醅升温幅度更大,顶温更高;(2)实验组SY糟醅淀粉消耗量更多,糟醅发酵程度更彻底;(3)实验组SY糟醅中风味物质的种类更丰富,即实验组SY糟醅风味物质达到48种,均高于对照组CT。由此说明,新型白酒生物反应器相较于传统窖池在糟醅的风味物质和理化性质等方面均有显著提升,为进一步优化白酒酿造工艺提供理论基础。

光催化膜生物反应器处理染料废水特性研究

以氯化钠为汲取液,TiO_(2)-紫外光催化技术和正渗透膜生物反应器(FOMBR)协同处理模拟染料废水,研究其对水中污染物的去除率及膜面污染物的分布。结果表明,该反应器缓解了传统FOMBR的通量骤降问题,并保持了较好的有机物去除水平。水通量从5.82 L/(m^(2)·h)缓慢下降至4.39 L/(m^(2)·h);对废水中的COD、总氮、总磷及氨氮的平均去除率分别为99.94%,97.06%,99.54%和97.59%;汲取液中甲基橙平均脱色率为96.70%,总苯胺截留率达85.19%。膜面污染物集中分布在0~38μm,且均随扫描层数的增加呈现出先增后减的趋势,主要污染物为蛋白质和α-D-吡喃多糖,平均荧光强度分别为36.74和44.92。

以光催化氧化与生物降解一体式反应器处理苯酚的研究

将TiO2催化剂与生物膜组合为一体,开发了一种光催化氧化与生物降解一体式反应器,并用于苯酚的处理.分别比较5种方法降解苯酚的效率,即在单独的光催化氧化、单独的生物方法、先光催化氧化再生物降解、先生物降解再光催化氧化以及光催化氧化与生物降解一体化等条件下的降解效率,重点比较苯酚矿化的程度.结果表明:采用单独的生物方法对苯酚进行降解时,苯酚的降解速率比单独的光催化氧化要快,但两种方法对苯酚的矿化程度较低,即相应的COD去除率小于50%.当光催化氧化/生物降解和生物降解/光催化氧化分别进行分步组合并对苯酚进行降解时,苯酚的降解效率有所提高,相应的COD去除率分别提高到70%和60%.而采用光催化氧化与生物降解一体化方法对苯酚进行处理时,苯酚的降解效率进一步提高,同时COD的去除率高达95%以上.

新型节能往复式膜生物反应器在城市污水处理中的效果研究

新型节能往复式膜生物反应器(LEP-N-MBR)是一种采用机械装置驱动膜组器往复式运动代替传统鼓风机曝气技术。与传统膜生物反应器技术相比,该技术膜污染控制效果优、运行能耗低、脱氮效果好。LEP-N-MBR技术利用曲柄滑块机构原理,设备运动转速为27~39 r/min,运动半径为45~60 mm。研究表明:与传统曝气MBR相比,LEP-N-MBR可节省能耗80%以上,并且在180 d内保持稳定运行未出现任何机械故障。与污水厂二沉池出水相比,处理后的污水总氮质量浓度可降低2~3 mg/L。

光催化系统灭活微生物气溶胶的研究进展

在当前新型冠状病毒(SARS-CoV-2)引发的肺炎(COVID-19)疫情背景下,微生物气溶胶的控制与去除再次引起学界的重视,而常规的过滤、化学药剂、紫外等空气净化方式存在各自的缺陷与不足。光催化法具有高效、广谱、绿色、无残留、可动态持续消毒的优点,具有广阔的应用前景。本文从光催化剂的种类、光催化剂的负载、光源以及反应器的结构与运行等方面对光催化系统灭活微生物气溶胶的相关研究进行了总结与分析。文中指出:绝大多数研究选择TiO2或其衍生材料作为光催化剂,而更多新型、高效的光催化剂应当得到应用;多孔、多通道以及大表面积的催化剂载体能够有效提升光催化系统的效率;在光源的选择上仍然较多依赖于紫外光,可见光的应用有待更多的研究;从优化反应器结构入手改进光催化系统的研究较少,最常用的是环形反应器;已有研究者开发出光催化空气净化器,或将光催化系统与室内风管系统相结合。文章提出,未来光催化系统将会成为室内微生物气溶胶控制的重要手段。

新型膜生物反应器在不同通量下的膜污染特性研究

选择的膜通量是膜生物反应器控制膜污染的有效手段之一。本文根据膜通量与临界通量的关系选取了5个不同的膜通量,考察在这些通量条件下新型膜生物反应器膜污染发展特性的变化。试验结果表明,膜通量的变化会影响膜污染的发展特性。当膜通量小于临界通量区时,膜污染发展具有“2阶段”趋势,并且膜通量越小“第1阶段”和“第2阶段”的膜污染发展速率对比越显著。当膜通量在临界通量区通量内时,首先出现短暂的膜污染快速增长期,随后膜污染发展仍呈现“2阶段”现象。当膜通量大于临界通量区通量时,膜操作压力(TMP)从开始运行即迅速上涨直至试验结束。

新型陶粒载体-序批式生物膜反应器系统工艺参数优化

为了提高以陶粒为载体的生物膜法的水处理效率,将自主研发的掺杂电气石的陶粒填料与气提式外循环序批式生物膜反应器(SBBR)结合,以人工模拟城市生活污水为实验用水,根据1个周期内COD和NH_3-N、TP含量随时间的变化,优化系统运行工况;通过逐渐提高进水污染物含量,考察其对反应器水处理效果的影响。结果表明,系统运行优化工况为:进水(30 min)→厌氧(3 h)→好氧(7 h)→沉淀(1 h)→排水(30 min)。当进水COD和NH_3-N、TP的质量浓度分别在250 mg/L和60、12 mg/L以内时,反应器水处理效果最佳,去除率可达到为94.60%、92.02%、94.05%,出水均达到GB 8978-1996一级A标准。

新型移动床生物膜反应器水力特性的研究

新型移动床生物膜反应器是在普通移动床生物膜反应器中引入导流板,使填料在全池循环移动,消除了普遍移动床生物膜的死角问题,改进了它的结构和运行方式,提高了反应器的效能。通过清水实验对反应器的水力特性进行了研究,确定了反应器构造、填料填充比,考察了曝气充氧性能,研究结果认为该反应器内的水流状态大致符合理想全混合反应器的流态,并具有较好的节能效果。

骨搬移技术治疗骨不连的分子机制体外实验动物研究-新型力学加载式生物反应器对雄性大鼠成骨细胞OPG/RANKL表达的影响

目的新型力学加载式生物反应器相同振动频率和不同振动应变作用于体外三维支架条件下培养的雄性大鼠成骨细胞,探究OPG/RANKL表达的影响。方法雄性大鼠成骨细胞培养、传代后分组:振动频率为1.0Hz,不同振动应变(A B C三组)及对照组(无振动应变及振动频率)(D组)4组。应用RT-PCR和Western blot检测干预后OPG和RANKL mRNA和蛋白水平的表达。结果仅振动应变2000με(B组)作用于细胞后,细胞中OPGmRNA蛋白水平表达升高,RANKLmRNA及蛋白水平则降低(均P<0.05)。其余实验组未见阳性反应。结论通过新型力学加载式生物反应器(振动应变2000με振动频率1.0Hz)的压应力作用于细胞后可以正性调节OPG/RANKL轴的表达。

光催化耦合生物反应器降解抗生素效能及抗生素抗性基因消长机制研究进展

近年来,抗生素的广泛使用导致环境中抗生素污染和耐药性问题愈发突出,对生态环境安全构成严重威胁。在抗生素降解的过程中,传统的单一化学或者生物处理工艺具有高能耗、低效率的缺点,而光催化耦合微生物技术(ICPB)可实现抗生素的高效降解和矿化,受到广泛关注。通过总结ICPB反应器降解抗生素的效能及影响因素,对其中抗生素的降解过程及微生物群落的演替特征进行综述,并深入分析抗性基因(ARGs)的赋存特征和演变机制。结果表明:目前ICPB反应器已被证明在降解抗生素方面有着优异的性能,反应器中微生物群落结构和细胞生理代谢功能发生了适应性调整,从而导致了ARGs的消长。建议持续加强ICPB反应器中ARGs消长机制和调控技术的研究,为研发高效去除抗生素协同ARGs削减工艺提供理论支撑和技术支持。

新型反应器和过程强化技术在生物柴油制备中的应用研究进展

生物柴油以其优良的环境友好性和可再生性成为近年来的研究热点。但在传统的生物柴油生产工艺中,由于原料油与醇的不互溶性,严重影响了酯交换反应的程度。针对生物柴油生产中的这些问题,人们研究了一些新型的反应器与过程强化技术。笔者概述了生物柴油生产中出现的膜反应器、微反应器等新型反应器,以及微波、超声波等一些过程强化传质技术在生产过程中的应用。

新型动态固态生物发酵反应器的研究及应用进展

固态发酵是指微生物在没有或几乎没有游离水的固体湿培养基上的培养过程,它是白酒尤其是浓香型白酒的传统发酵特点之一。介绍了近年来基于传统的固态发酵酿造(主要是浓香型白酒发酵)而研制的新型动态固态生物发酵反应器的种类和优势,并对其应用于浓香型白酒发酵的研究现状和展望作了阐述。

新型内循环生物流化床反应器氧传质特性研究

实验对新型内循环生物流化床几种结构的氧传质系数进行比较 ,从而选出最优结构。在此基础上考察了空气流量、固含率、曝气装置对该反应器氧传递特性的影响。实验结果表明挡板尺寸大 ,距反应器底部近 ,气量大氧传质效果好。同时 ,固含率影响氧传递效果。

新型分段进水生物脱氮反应器启动策略研究

研究了基于多段进水工艺原理开发的新型分段进水生物脱氮反应器的2种启动模式(模式一为先调整适当HRT,再根据分段配水比进水,模式二根据分段配水比直接配比,然后逐步调整HRT)下的最优启动调控策略。结果表明,在2种模式下,出水SS的质量浓度和TCOD分别均能低于30 mg.L-1和50 mg.L-1,浊度平均去除率均在80%以上,无显著差异。模式一由单一进水口改成分段进水后,平均出水氨氮的质量浓度由11.93 mg.L-1上升至19.51 mg.L-1,平均TN去除率由18.43%上升至49.25%;而模式二的氮素污染物去除性能较稳定,平均氨氮和TN去除率分别为66.15%和54.71%。模式一的污泥含量增长速度要快于模式二,但3个曝气区的污泥含量增长并不均衡,不利于整体反应器的启动驯化。总体而言,新型分段进水生物脱氮反应器建议采用模式二进行启动。

新型膜生物反应器处理印染废水研究进展

印染废水含有多种染料、浆料、表面活性剂等复杂化学物质,属难处理的工业废水之一,新型膜生物反应器法是一种处理印染废水的重要方法。膜生物反应器法是将传统的生物处理印染废水技术和膜分离技术相结合,从而更加高效彻底的去除废水中的污染物。而新型膜生物反应器则是根据膜生物反应器的不足对其进行改进。主要介绍海藻式膜生物反应器、生物铁式膜生物反应器填料式、填料式膜生物反应器等的研究现状及进展,并对今后的发展方向提出了建议。

粉末活性碳加强型膜生物反应器对污水中新型污染物的去除

评述了传统活性污泥法及膜生物反应器工艺对污水中新型污染物的去除效果及其存在的问题,介绍了采用吸附剂对现有膜生物反应器工艺进行加强的新工艺,并对其技术原理进行了探讨。该加强工艺将3种独立的工艺(即膜过滤、物理吸附和生物降解)联合在一个处理单元内,并使得所有的反应同时进行,其协同效应可有效提升污水中新型污染物的去除效率。认为随着膜生产成本的降低,这将是一项极有前景的深度污水处理技术,但鉴于新型污染物种类及物化性质的多样性,需对该工艺的普适性进一步研究,并对现场使用效果进行评价。其去除过程的反应动力学条件和影响因素,中间产物和最终产物的鉴别是今后研究的关键所在。

新型MBR膜生物反应器在重金属有机废水中的应用研究

本研究通过研发一种新型MBR膜生物反应器(专利技术),应用于电镀、线路板等重金属废水中的有机废水的试验研究。研究表明,在痕量重金属环境中,采用新型MBR膜生物反应器,可以截留生化系统中的优势菌群落,提高有机物的去除效率,COD去除率提高到90%左右,出水COD达到50 mg/L以内,出水氨氮达到10 mg/L以下,满足现行重金属领域最严格的行业表三排放标准。

一种新型移动流化床生物膜反应器

随着城市化和工业化进程的加快,工业和生活污水已经成为环境的主要污染物之一,污水处理是环境保护、保证人民生命健康安全,促进区域社会经济可持续发展,构建和谐社会的需要。掌握先进的污水处理技术,提高污水处理能力就至关重要。本文介绍一种新型移动流化床生物膜反应器污水处理工艺。