复合生物再生沥青及混合料路用性能

环己烷1,2-二甲酸二异壬基酯(DINCH)增塑剂与餐厨废弃油脂共混,制成复合生物再生剂,通过三大指标及布氏黏度实验确定复合沥青再生剂的最佳配比。在掺加再生剂与未掺再生剂的条件下,分别制备不同RAP(Reclaimed Asphalt Pavement)掺量的再生沥青混合料并进行车辙实验、低温弯曲破坏实验、浸水马歇尔实验和冻融劈裂实验。结果表明,DINCH增塑剂与餐厨废弃油脂配比为0.4∶1时,再生沥青常规性能恢复至原样沥青水平。再生沥青混合料在RAP掺量为30%~50%的条件下,未掺加复合生物再生剂的沥青混合料低温抗裂性及水稳定性均不满足规范要求;掺加再生剂后,随着RAP掺量的增加,再生沥青混合料的低温抗裂性及水稳定性降低,高温稳定性能提高,当RAP掺量为30%时,再生沥青混合料的低温抗裂性及水稳定性与新拌混合料相当,高温稳定性能优于新拌沥青。

弱碱性吸收剂碳捕集及CO_(2)富液生物再生性能

碳捕集转化一体化工艺能利用CO_(2)转化过程同步实现CO_(2)富液再生,有望降低碳捕集转化整体成本。为评价生物甲烷化与碳捕集耦合的可行性,首先,在填料塔中考察了以4.2 g/L NaHCO_(3)、6 g/L Na_(2)CO_(3)、微生物营养液配制的弱碱性吸收剂(pH=10)对模拟烟气中CO_(2)的吸收性能;其次,在厌氧瓶内利用生物甲烷化过程对CO_(2)富液开展5个周期的循环再生试验。结果表明,填料塔气体流量≤1.0 L/min时,随液体流量增加,所有试验组CO_(2)去除率逐渐上升并能稳定在80%以上,该填料塔液体流量宜≤0.9 L/min;不同气体流量(0.4~1.2 L/min)下填料塔体积总传质系数基本稳定在17~19 mol/(h·kPa·m^(3));CO_(2)吸收导致吸收液中NaHCO_(3)增加、Na_(2)CO_(3)减少,二者变量比值在1.2~1.9。气体流量为0.6 L/min、液体流量为0.7 L/min时,在维持80%以上CO_(2)去除率的前提下,该弱碱性吸收剂可循环使用6次,此时活性组分CO_(3)^(2-)利用率达89.5%,形成的CO_(2)富液中总无机碳量为0.127 mol/L,pH为8.82,能为生物甲烷化微生物提供适宜的生长环境。CO_(2)富液循环生物再生试验表明,每次再生后的吸收剂CO_(2)吸收量基本稳定在69.6~78.6 mmol/L,且再生期间CH 4产生过程具有良好的重复性;再生试验后,Firmicutes、Actinobacteriota等耐碱性门水平细菌得到一定富集;氢营养型产甲烷菌在再生前后古菌属中占比均接近99%,但再生试验期间弱碱性环境导致Methanobrevibacter相对丰度降低了19.5%,unclassified_f_Methanobacteriaceae增加了18.7%。初步证实了碳捕集耦合生物甲烷化工艺的可行性。

啤酒厂过滤工段废硅藻土的生物再生及回用的可行性研究

为解决废硅藻土资源浪费问题,并规避热再生及化学再生的缺陷,本文筛选出一株细菌及一株真菌对废硅藻土进行再生处理,并初步探究了两株菌及其混合培养对废硅藻土中蛋白质的去除效果及结构的改善情况。两株菌在培养基中显示了良好的蛋白质去除能力,分别可以降解培养基中83%和88%的蛋白质,使得培养基中NH_(4)^(+)-N的浓度显著增加。在生物处理实验中也表现出优异的再生效果,废硅藻土中的蛋白质降低了54.3%。废硅藻土中被堵塞的孔隙被释放出来,比表面积和孔容都得到了很大的提升,分别由16.50 m^(2)/g和0.077 cm^(3)/g提升到26.21 m^(2)/g和0.139 cm^(3)/g。在回用实验中,再生硅藻土能去除啤酒中67%的蛋白质,且能将为过滤啤酒的浊度由0.73 EBC降低至0.22 EBC,过滤蛋白质的效果和浊度降低效果都接近新硅藻土的过滤效果,远好于废硅藻土的过滤效果。过滤后,啤酒的非生物稳定性得到了提升。与用储存15 d后的废硅藻土过滤啤酒的浊度显著增加相反,用储存15 d后的再生硅藻土过滤啤酒后,其浊度并没有太多的改变。综合分析,本研究中的复合菌可以通过自身的代谢作用降解废硅藻土中的大分子蛋白质,释放其轮盘上的孔隙,从而使废硅藻土有效再生,再生后的硅藻土也具有重新回用于啤酒过滤工艺的可能性。

天然沸石对铵吸附能力的生物再生试验研究

用浙江缙云的天然斜发沸石在实验室进行了吸附铵饱和沸石的生物再生静态试验 ,经过73d生物作用和离子交换作用 ,饱和沸石对铵的吸附能力恢复了 61%～ 85 %;在云南滇池流域进行了吸附大量铵的沸石的生物再生现场中试试验 ,经过 4～ 6个月的自然生物再生过程 ,沸石对铵的吸附能力恢复了 2 2 %～ 36%。

Fe^II(EDTA)络合吸收NO体系中吸收液的生物再生

利用驯化的微生物对FeII(EDTA)NO的再生进行了研究。结果表明,驯化过程中,分子量相对较低的乙醇比葡萄糖更适合于作为该体系的碳源;200mgL-1的乙醇添加量可以使9.92mmolL-1FeII(EDTA)NO完全再生,添加过量碳源对反应速率没有促进作用。当FeII(EDTA)NO浓度为7.3mmolL-1,菌体接种量大于80mg(菌体干重)L-1时就能满足再生需要。生物再生的适宜pH值和温度范围分别为6.5~7.5和30~42.5℃;实验考察条件下,该反应符合一级降解动力学,最大反应速率gmax为5.4mmolL-1h-1,半饱和速率常数km为63.8mmolL-1。

人工湿地污水处理系统的蛭石缓冲单元及缓冲能力生物再生研究

针对当前人工湿地污水处理中普遍存在的冬季处理效果差等问题,研究了在处理系统中构建天然蛭石缓冲单元及其吸附饱和后进行生物再生的可行性.结果表明,在水力负荷为1.4m.3m-.2d-1(COD:150～350mg.L-1、NH4+-N:10～30mg.L-1、TP:1.0～4.5mg.L-1)和蛭石层填充高度≥60cm的条件下,无植物天然蛭石缓冲单元可至少在45d内保持出水各项水质指标达到一级排放标准(GB18918-2002),从而可基本满足人工湿地在植物换季时期的处理需要,而且,增加系统含氧量和蛭石用量可提高体系缓冲性能.在夏秋季温度较高的条件下(25～30℃),利用微生物的硝化与反硝化作用和植物根系的吸收与复氧功能,可有效提高蛭石再吸附的能力,其中有植物的湿地单元90d后蛭石吸附容量的再生率可达88.2%～91.3%,生物再生过程的动力学方程符合指数关系,植物种类、干湿交替时间和碳源对蛭石生物再生过程有较为显著的影响.

生物再生——吸附剂再生新方法

生物再生法是近年来新兴的吸附剂再生方法,具有较好的研究和工业应用前景。本文详细介绍了常用的吸附剂如活性炭、沸石分子筛等的生物再生工艺和再生机理,对目前重要的生物再生工艺如非原位生物再生、原位生物再生和固定床反应器生物再生等进行了评述;详细介绍了柴油脱硫吸附剂的生物再生,同时提出了当前需要解决的问题,并对今后的研究工作进行了展望。

活性炭吸附分离—生物再生法处理高盐苯胺废水

采用活性炭吸附分离-生物再生法处理高盐苯胺废水，对活性炭吸附分离效果、生物再生的影响因素及其原理和稳定性进行了考察。当NaCl质量分数为15％时，活性炭对苯胺的饱和吸附量为320～380mg／g，对NaCl的分离效率大于99％。在25℃、接种量为25％的条件下，吸附饱和的活性炭经过120h生物再生，再生效率达80％以上。该方法处理效果稳定，4次循环运行后对NaCl的分离效率和生物再生效率均无明显变化。

吸附苯胺饱和颗粒活性炭生物再生特性研究

采用分批培养法,对吸附苯胺饱和颗粒活性炭进行了生物再生,考查了其生物再生特性.结果表明:生物再生速率与微生物生长状况和初始生物量有关.微生物适应期,再生效率快速增长,以水的解吸作用为主.微生物对数生长期,再生效率下降,主要是由于降解速率慢的有机中间产物被活性炭吸附.微生物稳定期,再生效率缓慢上升,主要是由苯胺及其降解速率慢的中间产物的解吸速率慢造成的.增加初始生物量可以提高生物再生速率.再生过程中,表观苯胺的降解和矿化基本同步,中间产物处于吸附-解吸动态平衡.饱和苯胺活性炭在生物再生中,可以解除高浓度苯胺对微生物的抑制作用,从而提高苯胺的生物降解速率.再生平衡时再生效率与初始生物量和微生物生长状况无关,受苯胺及其中间产物的解吸速率控制.5次吸附饱和-再生平衡循环的再生效率稳定在80%以上.

人工湿地中沸石对铵吸附能力的生物再生研究

利用铵吸附饱和的天然斜发沸石和沙质土壤作为基质，构建了沸石柱和芦苇、莒蒲沸石人工湿地试验系统，采用曝气供氧、自然复氧、植物根系输氧以及培养系统中基质上的硝化菌群的方法，研究了铵吸附饱和的沸石在沸石柱和湿地中的生物再生过程。结果显示，沸石在湿地中再生过程符合指数模拟，在试验周期内沸石在沸石柱中再生可以用指数和线性模拟。沸石在湿地系统和沸石柱中终过1个月的再生，交换容量分别恢复到了原来的60．3％-62．6％和11.8％，3个月后分别恢复到了原来的94．6％～94．8％和38．4％。试验证明，沸石在湿地中再生比在沸石柱中再生效果好，交换容最恢复率高出约50％～63％。根据试验结果，探讨了铵吸附饱和的沸石在人工湿地中的生物再生机事，证明了饱和沸石在湿地中生物再生的可行性。

吸附-生物再生耦合技术处理含油废水的研究

含油废水的深度处理难度较大,目前以吸附法应用最广。针对吸附剂的再生难题,提出以吸附-生物再生耦合技术深度处理含油废水。利用火电厂废弃粉煤灰经化学改性制得吸附剂,采用耐高温高效石油烃降解菌群对饱和吸附剂进行再生。吸附-生物再生技术可控制出水油质量浓度﹤1 mg/L,CODCr﹤20 mg/L,再生循环50次后再生效率维持在70%以上。现场应用结果表明:该工艺技术的出水指标比传统的处理技术更严格,而处理成本则比传统工艺降低60%以上。

生物再生生命保障系统设计的基本问题

生物再生生命保障系统(BLSS)是建立月球/火星基地,实现中长期载人空间飞行必须解决的关键技术。利用高等植物或微藻来生产食物、处理废物、再生O2和水是BLSS区别于其他类型生保系统的重要标志。BLSS在结构和功能上可以分为自养单元和异养单元两部分。本文简单绘制了三种不同的系统构型。在实际选择时,应根据任务需求选择系统综合质量最小的构型而不是单纯追求高封闭度。系统设计过程应遵循物质平衡的基本原则,尤其是与航天员生命息息相关的O2平衡和水平衡。

饱和吸附树脂的生物再生机理研究

以饱和吸附苯胺的XDA-1树脂的生物再生为例,对吸附树脂的生物再生机理进行了探讨。在深入研究生物再生过程的基础上,认为胞外酶假说在本研究体系中不成立。通过对比研究饱和吸附苯胺的XDA-1树脂的自脱附和生物再生过程,发现苯胺的物理脱附是树脂吸附容量恢复的主要原因,而生物降解作用促进吸附质的脱附,证明树脂XDA-1的生物再生符合浓度梯度假说。

生物再生式生命保障系统中微藻应用研究进展

生物再生式生命保障系统(bioregenerative life support system,BLSS)是建立月球/火星基地,实现中长期载人空间飞行必须解决的关键技术。微藻作为一种单细胞藻类,具有叶绿素等光合器官,在BLSS中可以起到再生空气、水以及提供单细胞食物蛋白等作用,作为BLSS中最早被引进的物种,在世界范围内得到广泛研究。本文主要探讨了微藻在俄罗斯BIOS、美国CELSS、欧空局MELISSA和中国研究的历史、现状、进展以及微藻在BLSS中应用所存在的问题,同时提出了微藻在BLSS中新的潜在应用价值以及持续研究的必要性,以期为相关研究工作提供参考。

π络合吸附剂吸附脱硫及其生物再生

提出了一种吸附剂生物再生循环使用的新耦合方法.通过离子交换再用He保护自动还原的方法制备了π络合吸附剂Cu(Ⅰ)/Y,Cu(Ⅰ)/MCM-41,Cu(Ⅰ)/ZSM-5,以萘和二苯并噻吩(DBT)为模型化合物考察了吸附剂的吸附性能.

生物再生生命保障地基实验系统气密性评价

针对直接影响生物再生生命保障系统地基实验系统有人密闭系统实验数据准确性的气密性或泄露率问题,以月宫一号大型地基实验系统为例,采用经典气体方程和系统动力学原理建立了影响其舱内气体动态的主要速率方程,并把泄露率作为其中的可调节参数,运用Matlab/Simulink中的S函数建立气体浓度对泄露率变化的瞬态响应特征模型。通过数值仿真实验研究,分析了在假设的不同泄露率下,月宫一号系统内O_2和CO_2气体浓度的动态变化规律。经气密性检验实验测定,月宫一号系统的舱体实际泄漏率为0.043%·d^(-1),仿真实验表明在这样的泄漏率下月宫一号系统的气体浓度瞬态响应规律接近完全密闭系统的水平。运用随机过程控制理论与方法对105天有人实验期间的气体稳态响应特征进行了统计分析研究,证实了在月宫一号有人密闭实验的过程中气体浓度是保持高度稳定的,说明月宫一号系统的气密性保证了系统有人密闭实验数据的可靠性。为后续类似的地基实验系统的设计和构建奠定了基础,可为我国再生生保系统的设计与建造提供相关的理论与方法支持。

活性炭生物再生的探讨及在污水处理中的应用

简述了曝气池中投加粉末活性炭,其处理效率明显优于传统活性污泥法的原因,并论述了活性炭的微生物再生的机理、效果和优缺点。

生物再生剂再生效率研究

基于沥青老化及再生原理,分别将用生物沥青制备的生物再生剂及市售再生剂(A、B)按5%和10%(质量百分比)的比例添加到短期及长期老化沥青中,对老化沥青进行再生。通过针入度、软化点、延度和旋转黏度试验,测试三种再生沥青的基本性能,比较不同再生沥青的基本性能,通过比较了解生物再生剂的再生效率,为后续制备可再生高效再生剂研究提供试验基础与方向。

大孔树脂吸附-生物再生法处理高盐苯酚废水的研究

本文利用大孔吸附树脂吸附-生物再生法处理高盐苯酚废水。循环再生实验结果表明XDA-1吸附-生物再生法处理高盐苯酚废水效果稳定,6次再生效率仍可维持在81%以上,对NaCl的分离效率均大于99%。再生XDA-1的大部分孔隙结构没有受到破坏,表面性质保持较好,由此可以认定生物再生是一种较为安全的再生方法。

深空探测生物再生生命保障系统研究进展和发展趋势

生物再生生命保障系统是月球基地、载人登陆火星和火星基地等长时间、远距离的载人航天活动的关键技术之一。梳理了生物再生生命保障系统的理论与技术体系,综述了自20世纪60年代至今,俄罗斯、美国、欧洲、日本、中国等国家与组织在该领域从生物单元到系统集成研究,再到有人密闭实验的研究进展,以及微型水生生物系统的空间实验的尝试。提出了生物再生生命保障系统的发展路径,指出小型陆生生态系统的空间实验是将该项技术真正应用于太空所需的关键环节,分析了该项技术未来发展趋势及其地面应用前景。