PCR-DGGE解析阴离子交换膜生物反应器反硝化过程中微生物群落结构变化

通过扫描电镜和聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)方法考察了进水NO3-浓度变化对阴离子交换膜生物反应器微生物种群结构的影响。研究结果表明,在进水NO3-浓度从47.01 mg/L逐渐增加到168.55 mg/L的过程中,出水中NO3--N浓度满足我国饮用水水质标准中小于10 mg/L的要求。电镜扫描图显示微生物的形态结构发生了很大变化。对不同阶段的样品进行PCR-DGGE图谱和相似系数分析,发现随着反应的持续进行,微生物种群结构发生了演替变化,证实污泥微生物生态能够迅速进行优胜劣汰的筛选,调整内部微生物种群结构,从而达到适应环境的目的。

阴离子交换膜生物反应器反硝化性能的研究

考察了进水硝酸盐浓度对阴离子交换膜生物反应器反硝化性能的影响。试验结果表明,当进水NO3-为47.01～168.55mg/L时,流动池出水中的NO3-N浓度满足我国生活饮用水水质标准中小于10mg/L的要求(NO3-≤44.29mg/L)。厌氧生物反应器对硝酸盐具有较高的反硝化性能。流动池出水中的Cl-浓度随着进水NO3-浓度的增加而升高,但出水pH值稳定在6.8左右。出水总有机碳浓度与进水的保持一致,表明其未受到"二次污染"和"微生物污染"。

水力停留时间对阴离子交换膜生物反应器去除硝酸盐的影响

考察了水力停留时间（HRT）对阴离子交换膜生物反应器去除硝酸盐的影响。实验结果表明,当进水NO3-浓度在113.96~116.01 mg/L范围内,HRT从11.12 h降低到4.82 h,硝酸盐去除率降低,但出水中NO3--N浓度符合我国饮用水水质标准中〈10 mg/L的要求（NO3-浓度≤44.29 mg/L）。厌氧生物反应器具有良好的反硝化性能,出水NO3-浓度低于20 mg/L。硝酸盐膜通量随着HRT的增加而增加,出水pH值稳定在7左右。

平板膜生物反应器处理阴离子表面活性剂的研究

通过向进水中投加不同浓度的阴离子表面活性剂(LAS),研究了一体式平板膜生物反应器对高浓度LAS的去除性能。实验结果表明,当LAS投加量分别为15、25、35mg/L时,系统对LAS的平均去除率分别为97.73%、95.16%、91.49%,生物降解对LAS及COD的去除起到了主要作用。

膜生物反应器去除废水中阴离子表面活性剂的研究

阴离子表面活性剂是环境中分布广泛且具有代表性的一类有机污染物。采用分置式膜生物反应器(MBR)进行去除模拟废水中阴离子表面活性剂(LAS)的实验,结果表明:MBR对阴离子表面活性剂的去除率高于90％。同时考察了阴离子表面活性剂生物降解的影响因素,确定其适宜降解条件为:气体流量为0．3m3／h、活性污泥浓度为6948mg/L。初步探讨了降解动力学和降解机理,研究表明对阴离子表面活性剂的去除符合拟一级反应动办学过程,且生物降解对其击除起主要作用。

膜反应器结合离子交换法对镍钼矿的生物浸出

采用对钼有一定耐受性的金属硫叶菌,通过膜反应器结合离子交换吸附,除去钼以实现镍钼矿的浸出。研究结果表明:由于膜生物反应器(MBR)中膜的超滤作用,浸出液中的钼质量浓度保持在该菌可以承受的范围内,再通过离子交换将滤出液中的钼交换吸附,交换处理的浸出液返回浸出反应器,从而使MBR中钼保持很低的质量浓度而实现细菌对矿物高效浸出。浸出条件为:温度为65℃,接种量为10%,矿浆质量浓度为100 g/L,浸出时间20 d。在浸出过程中,当所超滤和离子交换的浸出液体积为35%左右时,MBR的Ni和Mo的浸出率分别为70.70%和46.92%;当所超滤和离子交换的浸出液体积为18%左右时,MBR的Ni和Mo的浸出率分别为74.71%和50.97%;当所超滤和离子交换的浸出液体积为10%左右时,MBR的Ni和Mo的浸出率分别为79.53%和56.52%;而在相同条件下,柱浸镍和钼的浸出率则保持在75.59%和54.07%左右;可见,在浸出液的超滤和离子交换量较低(约10%)时,MBR中Ni和Mo浸出率比同条件下的柱浸浸出率高,达到了较好的浸出效果。

离子交换膜化学反应器去除饮用水中Cr(Ⅵ)的研究

构建离子交换膜化学反应器,研究其在无外加电压作用下去除饮用水中Cr(Ⅵ)的效果。结果表明,当原水Cr(Ⅵ)初始浓度为0.019 2mmol/L,补偿溶液NaCl浓度为100mmol/L,流量为2.5mL/min时,给体池Cr(Ⅵ)分离去除率为86.2%。随着给体池共存离子浓度的增加,其对Cr(Ⅵ)交换竞争作用加强,给体池Cr(Ⅵ)分离去除率逐渐降低;在相同共存离子浓度条件下,3种共存离子对Cr(Ⅵ)分离效果的影响程度依次为SO24-、NO3-、Cl-。补偿溶液NaCl浓度由1mmol/L增加至100mmol/L时,Cr(Ⅵ)分离去除率基本不变,但是Don-nan分离12 h后化学反应池Cr(Ⅵ)浓度由0.001 5 mmol/L增加至0.016 0 mmol/L。Cr2O27-离子交换过程可用一级反应动力学方程描述,离子交换反应速率常数为0.014 2 min-1。加入10 mmol/L共存离子Cl-、NO3-和SO24-后,离子交换反应速率常数分别降低至0.013 5min-1、0.010 5 min-1和0.008 9 min-1。Cr(Ⅵ)在化学反应池中浓缩富集,离子交换26 h后化学反应池Cr(Ⅵ)浓度为0.069 8 mmol/L,可通过投加硫酸亚铁还原剂和碱液将其去除。

IEF缓解正渗透膜生物反应器中盐积累的研究

为了缓解正渗透膜生物反应器(OMBR)中盐积累的问题,加入离子交换纤维(IEF)作为吸附剂,开发构建IEF-OMBR系统缓解生物反应器中的盐积累,对水通量、水质、活性污泥特性及膜污染进行研究。结果表明,IEF用量为10 g/L时,运行20 d,IEF-OMBR系统的电导率上升到7.13 mS/cm,传统OMBR系统的电导率上升到13.48 mS/cm,两者电导率的增速相差53%;传统OMBR系统的水通量为2.91 L/(m^(2)·h),IEF-OMBR系统的水通量为6.01 L/(m^(2)·h),加入IEF后水通量提高106.5%;与传统OMBR系统相比,IEF-OMBR系统对正渗透膜的污染明显减少,出水水质也有一定的提高。

序批式膜生物反应器处理生活污水污染物去除特性研究

采用序批式膜生物反应器处理模拟生活污水,考察其对污染物的去除特性及进水pH对系统去除率的影响。结果表明,进水pH为7～9时,pH变化对污染物的去除率影响不大,COD、NH4+-N、TN、TP平均去除率分别为98.01%、96.51%、73.38%、73.21%,浊度去除率在99%以上。当进水pH降至6时,COD平均去除率仍达95.26%,NH4+-N、TN、TP平均去除率分别降为75.34%、61.42%、62.87%,浊度去除率几乎不受影响,仍在99%以上。

磁力搅拌/阳离子交换树脂法提取胞外聚合物的试验研究

目的确定提取胞外聚合物的搅拌时间、搅拌转速与阳离子交换树脂的用量,分析膜组件上胞外聚合物对膜污染的影响.方法磁力搅拌与阳离子交换树脂法相结合.以蛋白质、多糖、核酸含量为评价指标,结合动态试验,研究胞外聚合物的发生、发展对膜污染的作用.结果最佳搅拌时间为3 h,搅拌转速为1 000 r/min,污泥干质量为0.42 g时树脂用量为1 g.蛋白质与膜压差的回归方程的拟合率R2=0.384 6,膜压差随着蛋白质含量的增大而增大,蛋白质对膜污染的影响呈现正相关性,蛋白质易在膜表面上沉积,形成化学污染.多糖与膜压差的相关性曲线的拟合率R2=0.004.对膜污染的影响不明显.它对膜污染的作用仅仅是沉积或物理吸附.结论磁力搅拌/阳离子交换树脂法提取胞外聚合物简便易行,便于操作.产生膜污染的主要因素是蛋白质.

味觉传感器——生物膜的模拟

味觉传感器不但能够“尝”出甜、酸、苦、辣、咸等味道,而且能够分辨出同一种味道是来自天然物还是来自人工合成物。譬如,遇甜味,传感器就能判别出它是来自蔗糖还是来自糖精。

生物工程中的膜技术新进展

介绍了超滤、纳滤、反渗透、离子交换膜分离、渗透汽化、气体分离、膜蒸馏、亲合膜分离、膜生物反应器等膜技术在生物工程中应用研究的新进展。

MBBR-离子交换除磷工艺处理农村生活污水的应用分析

移动床生物膜反应器(MBBR)-离子交换除磷工艺属于一种新型的农村生活污水处理组合工艺。介绍了该工艺在处理农村生活污水中的特点及优势,并结合实际工程案例加以说明。同时明确了工程应用中存在的问题及目前的解决办法,进一步阐述MBBR-离子交换除磷工艺在农村生活污水处理中具有良好的发展和应用前景。

通过离子交换膜生物反应器从饮用水中去除重金属

在饮用水供应中砷和贡是两种高毒性的重金属，必须被去除达到极低的含量。一种用于去除两种化合物的新型的处理方法是离子交换膜生物反应器（IEMB）处理。本研究证明，IEMB既可能用于饮用水处理，且具有许多目前处理不具备的优点，如使饮用水二次污染的危险最小化。

基于MBR耦合多级膜分离的生活用水供应系统在CELSS中的运行试验

目的针对受控生态生保系统对卫生用水和饮用水的需求,构建以膜生物反应器(membrane bio-reactor,MBR)为核心,并辅以膜分离和离子交换工艺的生活用水供应系统。方法基于受控生态生保系统(Controlled Ecological Life Support System,CELSS)试验平台,以冷凝水为水源,探讨生活用水供应系统在连续180 d试验周期内的运行效果,重点考察系统的卫生用水和饮用水出水水质。结果生活用水供应系统在180 d内有效控制了水质感官性状,使卫生用水和饮用水出水p H分别在6.5~8.9和5.8~7.4范围内,平均出水电导率达到5.8和13.3μS/cm,平均出水浊度达到1.6和0.7 NTU,满足试验医学标准。同时,该系统具有高效的污染物去除能力,MBR是TOC和NH_4^+ -N的主要去除单元,可使去除率均达到97%以上;NF和RO是TOC和NH_4^+ -N保障去除单元,使出水浓度均降低至检测限以下。但MBR对NO_x^- -N去除有限,NF和RO是其主要去除单元,可使NO_x^- -N去除率达到95%。结论以MBR为工艺核心的生活用水供应系统,可连续稳定运行180 d以上,并在运行期间不间断保质足量供给4名乘员卫生用水及饮用水。

日本研发生物柴油生产新工艺

日本开发出一种在温和条件（50℃和0．1MPa）下操作的生物柴油生产新工艺，该工艺可避免与碱催化剂有关的问题。该工艺将植物油、动物脂肪和醇（乙醇或甲醇）混合物加到装有阳离子交换树脂的流化床反应器，阳离子交换树脂用作使游离脂肪酸酯化的催化剂。产品泵送至充填阴离子交换树脂的第二流化床反应器，阴离子交换树脂催化三甘油酯反酯化反应。

日本东北大学开发出无需预处理和后处理的生物柴油工艺

日本东北大学开发出一种利用低质量的废物（如食用油）生产生物柴油的连续反应器工艺。该工艺使用的膨胀床反应器填充了具有催化和吸附能力的阴离子交换树脂。将摩尔比为3：1的废油脂与甲醇连续进料到反应器中，原料中的主要成分甘油三酯在离子交换树脂的催化下进行反式酯化反应；副产的甘油及原料中的杂质（游离脂肪酸、水和暗褐色颜料）通过离子交换树脂吸附而脱除。

日本开发出废物制生物柴油

日本东北大学开发出一种连续反应器，用于从低质量废物（如废食用油）生产生物柴油。其生产工艺是使用填充有阴离子交换树脂（具有催化剂和吸附能力）的膨胀床反应器。

中美科学家合作攻关淡化咸水的微生物脱盐电池

中美科学家组成的一个国际研究团队利用一个净化污水并发电的工艺去除咸水或海水中90％的盐．这一研究成果是由中国的清华大学和美国的宾夕法尼亚大学公布在《环境科学与技术》杂志上．清华大学的黄霞等学者改变了微生物燃料电池的原有构型，在两个现有的腔中间加入了第三个腔（中心脱盐腔），并在中心脱盐腔和正负电极之间放人了一对阳、阴离子交换膜（可选择性地分别让正离子或负离子通过），