桉木高得率浆废水诱导沉淀预处理脱毒研究

桉木高得率浆废水可生化性差和处理困难,严重影响了这一优质速生材的高质化利用。分析桉木高得率浆废水的有机污染特征,解析桉木高得率浆废水中的微生物毒性物质,对蛋白质诱导的沉淀脱毒技术进行研究,初步阐释了其脱毒机理,并进行生物处理实验验证。结果表明,桉木废水产生量为9.03 m^(3)/t,COD污染发生量为181.81 kg/t;桉木废水中单宁物质含量达447.31 mg/L,桉木废水的GC-MS分析发现占比较大的具有微生物抑制作用的成分有2,6-二叔丁基对甲酚、芥酸酰胺、3,4,5-三甲氧基苯酚等;蛋白质诱导沉淀最优加药量为牛血清蛋白0.2 g/L,处理后单宁含量降低91.77%,桉木废水的可生化性B/C从0.318上升到0.429,微生物抑制性物质相对含量降低;有氧呼吸实验表明,预处理后的桉木废水表现出更高的摄氧量;脱毒预处理后桉木废水的生物处理性能显著提高,平均COD去除率由56.89%提高到70.46%,更有利于后续处理。

诱导沉淀结晶软化浓盐水的实验研究

采用诱导沉淀结晶的理论和方法开展了对浓盐水软化的实验，实验研究了浓盐水结晶介稳区的控制条件，考察了pH、温度、搅拌速度、镁离子浓度对浓盐水诱导沉淀结晶以及水软化效果的影响。通过实验表明了浓盐水在其结晶介稳区内可以白生成0.5～1mm的大颗粒碳酸钙晶体，晶体易于沉淀分离，回收的晶体纯度达到95％，钙硬度去除率达到95％，具有较好的水软化效果。

诱导沉淀结晶技术在水处理中的应用

介绍了诱导沉淀结晶技术的原理,综述了该技术在水质软化及去除废水中的重金属离子、磷酸盐、氟离子方面的应用情况。实践表明,该技术结晶速度快、反应器容积小、固液分离快,具有较好的应用前景。

表面诱导沉淀法制备Al_2O_3-ZrO_2纳米复合粉体

采用表面诱导沉淀法，制备了Ａｌ２Ｏ３－ＺｒＯ２（１５ｖｏｌ％）纳米复合粉料，利用透射电子显微镜对其形貌进行了表征．结果表明：在ｐＨ＝５时，可以使ＺｒＯ２前驱体均匀地包裹在Ａｌ２Ｏ３颗粒表面，经过８００℃煅烧之后，Ａｌ２Ｏ３颗粒表面均匀地结合着粒径约为３０ｎｍ的ＺｒＯ２颗粒，ＺｒＯ２颗粒尺寸均匀．该粉体经过２４ｈ球磨和超声波处理之后，未发生ＺｒＯ２颗粒脱落现象，表明ＺｒＯ２颗粒与Ａｌ２Ｏ３颗粒表面结合紧密．

诱导沉淀除Pb^(2+)载体选择方法的研究

以含Pb^(2+)配水为处理对象,Na_2S·9H_2O为沉淀剂,利用单因素法获得了无载体时Pb^(2+)去除的最佳条件。在相同条件下,考察了石英砂、长石、白云石诱导PbS沉淀效果及沉淀过程Zeta电位的变化;测定了石英砂、长石、白云石在去离子水体系、含Pb^(2+)配水体系、沉淀体系的等电点,分析了诱导效果与沉淀过程Zeta电位、不同体系中载体等电点的相关性。结果表明,3种载体诱导效果从大到小依次为:白云石>长石>石英砂;诱导效果指标沉淀平衡时间、Pb^(2+)平衡质量浓度与诱导沉淀过程中载体的Zeta电位相关,载体Zeta电位为负值且越接近等电态时,诱导效果越佳,可据此选择最佳载体;去离子水体系、含Pb^(2+)配水体系、沉淀体系中,载体等电点越大,诱导PbS沉淀效果越好,可据此选择最佳载体。去离子水体系中测定载体等电点最为简便,可作为载体选择的最佳体系及方法。

氟化钙诱导沉淀法处理低含氟水效果及泥渣回收特性

以低浓度含氟水为研究对象,采用氟化钙诱导沉淀法和氯化钙化学沉淀法对其进行处理,比较了两种方法的处理效果,探讨了氟化钙诱导沉淀法处理低浓度含氟水的泥渣回收特性.研究发现,氟化钙诱导沉淀法对初始浓度小于100 mg/L的低含氟水处理效果明显好于氯化钙化学沉淀法处理,最高氟离子去除率可达95.6%,出水氟离子浓度最低降至3.5mg/L,远低于国家一级排放标准.投加絮凝剂PAC对氟化钙诱导沉淀法处理低含氟水效果提升不明显,氟离子去除率最高增幅仅4.8%.氟化钙诱导沉淀法可将低含氟水处理泥渣含水率降至40.7%、泥渣纯度最高提升至91.3%.氟化钙诱导沉淀法不仅可提升低含氟水的处理效果,还可通过减少PAC投加量、降低泥渣含水率、提升泥渣纯度等方式为泥渣回收利用提供有利条件,具有较好应用潜力.

诱导沉淀法处理选矿厂循环水的研究

为解决梅山铁矿选矿厂用自来水用量较多的问题，选矿厂计划将循环水进一步处理，用来替代_r-,akJ~自来水，从而降低企业用自来水量，节约水资源的消耗。采用诱导沉淀法来处理循环水，效果较好。

微生物诱导碳酸钙沉淀技术的工程应用进展与评述

基于微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbially Induced Calcium carbonate Precipitation,MICP)技术的土体胶结固化技术是21世纪以来岩土工程、地质工程领域研究的热点之一。本文系统阐述了MICP技术的加固机理,从MICP加固效果和应用实践的角度出发,对MICP技术工程应用的研究现状进行评述。结果表明:MICP固化后的场地强度呈现出不均匀性明显、碳酸钙含量分布随深度递减的趋势;沙漠环境中,原位提取的菌种诱导生成的碳酸钙覆膜较传统的巴氏芽孢杆菌,具有更好的强度表现和稳定性;新型MICP技术应用(如微生物水泥、微生物砖)在强度、耐久性上表现出良好的应用前景,有望为实现我国双碳目标注入新的活力。基于MICP技术碳酸钙沉淀特质的影响因素,现场尺度下如何提高碳酸钙分布的均匀性以及在季节性变化下的碳酸钙骨架的耐久性、不同环境下的固化效率改进方案应该成为日后研究的重中之重。

低pH值下微生物诱导碳酸盐沉淀加固尾矿砂试验研究

开展低pH值下微生物诱导碳酸盐沉淀(microbially induced carbonate precipitation,简称MICP)加固尾矿砂试验,研究了菌液浓度、pH值对碳酸钙生成量和絮凝滞后期的影响。采用渗透性、保水性、抗雨滴侵蚀、抗风蚀、贯入度试验评价该方法加固尾矿砂效果。通过分析pH值对脲酶活性和碳酸盐体系平衡的影响,结合扫描电子显微镜和X射线衍射试验观察尾矿砂微观结构,揭示低pH值下MICP加固尾矿砂机制。结果表明,低pH值下MICP方法可以显著提高尾矿砂力学性能,一轮喷淋处理后尾矿砂的风蚀质量为0,渗透系数最大可降低一个数量级,pH值为4的高浓度菌液处理后的尾矿砂风雨侵蚀质量也为0。低pH值暂时抑制了脲酶活性,打破了碳酸盐体系的平衡,延缓了碳酸钙的生成,使得方解石均匀填充于粒间孔隙,将尾矿砂颗粒胶结为整体。提出的尾矿库加固及尾矿砂治理新技术及其加固机制,为低pH值下MICP加固尾矿砂应用提供了理论与试验依据。

微生物诱导碳酸钙沉淀固沙对典型沙生植物叶片性状和生理特性的影响

微生物诱导碳酸钙沉淀(microorganism induced carbonate precipitation,MICP)能够填充土壤孔隙,减少水分蒸发和增强风沙土的抗风蚀性,其防风固沙效果已得到证实,但其对沙生植物叶片性状和生长生理过程的影响尚不明确,为揭示微生物诱导碳酸钙沉淀固沙对沙生植物叶性状和光合生理特征的影响,以沙蓬(Agriophyllum squarrosum)、斜茎黄芪(Astragalus laxmannii)、柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)、蒙古羊柴(Corethrodendron fruticosum)4种沙生植物为研究对象,开展室内盆栽试验,对比分析不同菌剂施用量(高、中、低)和固结层位置(下、中、上)处理下沙生植物的叶性状和生理特性。结果表明,①微生物诱导碳酸钙分布在风沙土颗粒间,且呈立方体形、菱形、球形和不定形等多种晶态,能够胶结风沙土颗粒。②菌剂处理显著提高了4种沙生植物土壤的有机质和碳酸钙含量;施加高水平菌剂时,固结层下处理组沙蓬和斜茎黄芪土壤的有机质和碳酸钙含量显著高于其他处理组;其中斜茎黄芪土壤有机质含量的增幅最大,为90.19%,柠条锦鸡儿土壤碳酸钙含量增幅最大,为41.47%。③高水平菌剂处理组沙蓬的比叶面积显著高于其他处理组,平均提高0.98%;低水平菌剂处理组沙蓬和斜茎黄芪的叶干物质含量显著高于其他处理组,分别平均提高34.11%和24.18%。固结层中处理组沙蓬、斜茎黄芪和柠条锦鸡儿的比叶面积显著低于其他处理组。④高水平菌剂处理组沙蓬、斜茎黄芪和柠条锦鸡儿的叶绿素含量显著高于其他处理组,分别平均提高9.01%、12.97%和31.77%;中水平菌剂处理组沙蓬、高水平菌剂处理组斜茎黄芪和柠条锦鸡儿的最大净光合速率显著高于其他处理组,分别平均提高55.70%、48.39%和13.24%。综上,施加菌剂能够提高土壤有机质和碳酸钙含量,为植物生长提供充足的养分,因此沙蓬、斜茎黄芪和柠条锦鸡儿的光合生理特性显著高于对照组,但植物叶性状对土壤有机质和碳酸钙含量响应不显著。微生物诱导碳酸钙沉淀固沙对中水平菌剂处理沙蓬、高水平菌剂处理斜茎黄芪和柠条锦鸡儿的叶性状和光合生理特性有促进作用,但是对蒙古羊柴的叶性状和光合生理特性有抑制作用。以上研究结果为丰富完善微生物诱导碳酸钙沉淀固沙技术提供理论依据和科学支撑。

酶诱导碳酸钙沉淀技术加固TBM壁后吹填豆砾石最优配比试验及机制研究

TBM(tunnel boring machine,简称TBM)隧道中豆砾石作为管片与围岩填充层对管片承载及抗渗具有重要意义,水泥浆液流动性差,无法充满回填层进而导致壁后空洞、灌浆不密实等缺陷,酶诱导碳酸钙沉淀(enzyme-induced calcium carbonate precipitation,简称EICP)技术是作为一种环保高效的加固方法,灌浆材料均为液体具有很好的流动性和扩散性,用于豆砾石回填层灌浆施工有望解决上述问题。为实现吹填豆粒石EICP灌浆最优效果,尝试将标准砂与豆砾石共同作为回填骨料,为定量化分析二者的最优配合比,开展了不同豆砾石与砂的配合比(0.5、0.75、1.0、1.25、1.5)和不同灌浆次数(9、12、15次)的砂柱固化试验。通过无侧限抗压测试、渗透性测试、碳酸钙含量测定、超声波速测定、扫描电镜(scanning electron microscope,简称SEM)试验,从宏观和微观角度分析不同石砂配合比对EICP固化效果的影响。结果表明:EICP加固豆砾石混合砂的最优配比为1:1.5,经15次灌浆加固后,试样单轴抗压强度最高可达4.55 MPa,渗透系数达1.72×10^(-5)m/s;对于含砂量较高的试样,颗粒间孔隙易被碳酸钙晶体填充密实,碳酸钙晶体有效胶结比例较高,结石体无侧限抗压强度较高。研究成果可为EICP技术加固隧道掘进机壁后吹填豆粒石的工程应用提供理论依据。

芽孢杆菌4A24诱导碳酸盐沉淀的研究

微生物是地球生物圈中重要组成部分之一。微生物诱导碳酸盐沉淀是一种在自然界中广泛存在的自然现象,是当今地球科学研究的一个热点。本文研究了不同Mg/Ca摩尔比(0,6)和菌初始接种量(初始OD_(600)值为0.17,0.33,0.47)对培养基中的Ca^(2+)浓度和pH值的影响,并对形成的碳酸盐矿物进行了XRD、SEM、EDS和FTIR分析。结果表明Mg/Ca摩尔比为0和6的条件下,菌初始OD_(600)值为0.47时培养基中Ca^(2+)浓度减少程度最大。对形成的矿物进行XRD和EDS析发现Mg/Ca摩尔比为0的矿化产物为方解石,Mg/Ca摩尔比为6的矿化产物为文石,且两者形貌存在很大不同。FTIR结果表明Mg/Ca摩尔比为0的矿化产物中检测到了C-H,C-N和N-H吸收峰,Mg/Ca摩尔比为6的矿化产物中检测到了N-H和C-N的吸收峰,表明矿化过程中参与到的有机官能团会影响矿化产物的矿物相和形貌。

植物脲酶诱导碳酸盐沉淀改良土体研究进展

酶诱导碳酸盐沉淀(EICP)改良土体是岩土工程领域的新兴热点技术,全面总结梳理EICP改良土体的研究现状,优选关键技术参数,并对EICP的未来发展提出了展望。建议制定植物脲酶促沉碳酸钙改良土体方法标准,对植物脲酶的保存方法、EICP改良土体在特殊环境条件下的长期性能开展研究。研究结果表明:EICP能够显著提高土体的性能,无侧限抗压强度最高可达3 MPa,抗风蚀能力可达29.1 m·s^(-1),表面贯入强度可达1.065 MPa,渗透系数降低率可达98.2%,重金属离子质量分数降低率可达99.96%。

微生物诱导碳酸钙沉淀技术对花岗岩残积土渗透性的影响规律研究

用花岗岩残积土填筑的路基具有水稳性差、渗透系数大、易受降雨冲刷等特点。为探讨微生物诱导碳酸钙沉淀(microbial induced calcite precipitation,MICP)技术对花岗岩残积土渗透系数的影响规律及作用机理,测定MICP固化前后重塑花岗岩残积土试样的渗透系数,并对固化前后的试样进行碳酸钙质量分数测定、核磁共振扫描、电镜扫描以及X射线衍射分析。结果表明:1) MICP技术能使花岗岩残积土试样的渗透系数降低两个数量级,且在试验范围内,将各因素按照对渗透系数的影响程度从大到小排列,依次为:胶结液浓度、固化次数、灌注液量。同时,最佳固化条件为灌注液量40 mL、胶结液浓度1.0 mol/L、固化16次。2)固化产生的沉淀填充在花岗岩残积土孔隙中,致使孔隙间的连通性变差,孔隙率下降。总体上,越靠近注入端碳酸钙的质量分数越大,固化效果越好。3)簇状的方解石碳酸钙有效胶结了原本松散的土颗粒,堵塞了土颗粒孔隙间的渗流通道,降低了试样的渗透系数。

微生物诱导碳酸钙沉淀改良黄土的崩解性试验研究

黄土特殊的结构和矿物组成导致其遇水易崩解,并引起边坡失稳、湿陷性沉降等一系列岩土工程问题。微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术是一种新型微生物矿化技术,本文通过自制崩解仪探究了养护龄期和胶结液浓度对MICP改良黄土崩解时间和崩解率的影响,根据非饱和土的单值有效应力公式,从孔隙水压力和孔隙气压力的角度建立了非饱和土崩解的力学模型,利用推导出的崩解率-时间公式拟合黄土试样的崩解曲线。结果表明:MICP改良试样的崩解率均低于未改良的试样;随着养护龄期增加,0.6 mol/L胶结液改良黄土的崩解时间由12 min增加到28 min;养护14 d时,MICP改良黄土的崩解率达到最低值0.02%,崩解率-时间公式对崩解率曲线的调整拟合优度均在0.90以上。

土豆脲酶提取及基于酶诱导碳酸钙沉淀技术对风积沙改良的方法

基于酶诱导碳酸钙沉淀(EICP)技术,使用植物脲酶对沙漠风积沙进行改良加固试验。为寻求价格低廉和操作简单的脲酶提取方法,以土豆为原材料,去离子水、甘油水溶液和乙醇水溶液为提取液,通过破碎冷藏及高速离心方法成功地从土豆中分离提取出植物脲酶,分析提取过程中不同提取液对脲酶提取效果的影响,基于EICP技术,利用土豆脲酶液对风积沙进行改良处理。结果显示,在3种提取液中,效果最优的是乙醇溶液,甘油水溶液次之,去离子水提取效果最差。而当固液比为1:6、乙醇溶液浓度为30%时,脲酶活性值最高且提取效果最佳。在风积沙改良试验中,试件表面形成了坚硬的结皮层并具有较高的抗压强度,随着浸泡脲酶次数的增加,无侧限抗压强度逐渐增强。

加速微生物诱导碳酸盐沉淀过程的调控因子筛选及机理初步研究

微生物诱导碳酸盐沉淀(MICP)技术被广泛应用于土壤重金属污染控制中,然而,土壤的成分会降低碳酸钙成核速率,为解决其矿化过程成核慢、矿化产物晶型不稳定等问题,选取六种调控因子:柠檬酸钠(C_(6)H_(5)Na_(3)O_(7))、氧化镁(MgO)、氯化镁(MgCl_(2))、壳聚糖((C6H11NO4)n)、乙醇(C_(2)H_(5)OH)和二氧化硅(SiO_(2)),利用偏振光显微镜、扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及傅里叶红外光谱(FTIR)等测试手段和方法,筛选出能够加速结晶且生成沉淀量最多,对铅的去除率达到90%的调控因子柠檬酸钠(TKa)。结果表明,柠檬酸钠能稳定球霰石,加快矿化过程和增加矿化沉淀,提高重金属去除率。因此,柠檬酸钠具有提高MICP生物修复的速度,对提高MICP技术应用的效率具有重要意义。

微生物诱导碳酸钙沉淀在土体改良中的应用

微生物诱导碳酸钙沉淀是一种新型改良土体的技术,该技术在较好保护环境的同时,可以改善不良土体自身的性质。本文系统总结了各类土体自身的特点以及利用微生物矿化机理固化各类土体后的无侧限抗压强度和渗透性大小,对加固效果的影响因素进行了讨论分析,以期为固化更多不良土体的技术和应用研究提供参考。研究结果表明,颗粒粒径和孔隙大小在一定范围内,才能具有较好的固化效果;初始渗透系数较大的土体矿化后渗透系数显著降低;土体自身的矿物成分和物理性质也会影响加固效果。可见影响微生物加固效果的因素有很多,需要选取最优方案以期达到较好的固化效果。

环境因素对克雷白氏杆菌诱导碳酸钙沉淀的影响

作为微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)反应的核心产物,碳酸钙的沉淀特性对其所处理材料的工程性能具有重要的影响。采用全因子实验、X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)表征,研究了乙酸钙浓度、菌液浓度和初始溶液pH对克雷白氏杆菌诱导碳酸钙沉淀特性的影响。结果表明,乙酸钙浓度为0.5 mol/L、菌液浓度为OD_(nature)、初始溶液pH=10时,碳酸钙沉淀量最大。乙酸钙浓度为0.25~0.5 mol/L时,方解石和球霰石共存;乙酸钙浓度为1.0 mol/L时,碳酸钙晶体均为球霰石。乙酸钙浓度为0.25 mol/L时,菌液浓度和初始溶液pH对碳酸钙晶型的影响较大。碳酸钙晶体粒径为7.6~15.1μm,方解石为菱面体状和片状,球霰石为球状及纺锤状。球霰石的平均弹性模量为15.9 GPa,方解石的平均弹性模量为22.7 GPa。三个主要环境因素对克雷白氏杆菌诱导生成的碳酸钙晶体沉淀量、晶体类型和晶体形貌具有调控作用;初始溶液pH对碳酸钙晶体粒径调控作用明显。这对于调控MICP过程及建立碳酸钙晶体的微观性能与其所处理材料的工程性能之间的关系提供了理论支撑。

固相诱导沉淀法制备单分散NiO微粒

将草酸以固体粉末形式添加到镍氨配合溶液中,沉淀出均一分散的草酸镍铵复合盐(类)球形颗粒,经热分解后可得到单分散NiO微粒。草酸以粉末形式加入,其固液界面对草酸镍铵沉淀微粒的形貌具有显著的诱导效应。实验研究表明,当配合溶液的氨镍摩尔浓度比等于5︰1(其中镍离子浓度设定为0.5mol·dm-3),反应温度为40℃,加入草酸后混合溶液pH值为8.8,反应时间为10min时,得到平均粒度为1.1μm的沉淀颗粒,450℃下热分解后粒子体积发生收缩,形成平均粒度为0.8μm的NiO微粒。该方法易于得到均一的单分散微粒,并可显著减小沉淀母液的体积量。