固定化异养硝化-好氧反硝化菌在污水生物强化中的研究进展

异养硝化-好氧反硝化(Heterotrophic nitrification-aerobic denitrification,HN-AD)菌可以在有机碳存在的好氧条件下实现同时硝化和反硝化,广泛应用于各类污水处理过程中。综述了HN-AD菌株的脱氮特性和代谢途径,总结了其在污水处理中的应用和研究现状,比较了不同载体材料的优缺点,重点讨论了固定HN-AD菌株提高反应器处理效果和稳定性的作用机理。最后,展望了固定化HN-AD菌株在污水处理中面临的挑战和未来的研究方向。

微生物固定化技术在铬污染修复中的应用及研究进展

由于铬及其化合物广泛的工业应用,在许多地方造成了不同程度的铬污染,严重危害生态环境和人类健康。生物修复技术因其技术投资和运行成本低而被认为是Cr(VI)污染修复的一种可行的选择。然而,在高浓度Cr(VI)存在下,微生物的损失、对微生物的毒性等因素阻碍了其商业应用。微生物固定化技术(Microbial immobilization technology,MIT)能够克服传统生物修复技术的缺点,具有铬耐受性好、稳定性高、反应速度快、活性高等优点,近年来得到迅速发展,并多次应用于铬污染修复过程。但目前对该技术在铬污染修复中的研究和应用还处于起步阶段。基于此,本文从微生物固定化载体的选择、微生物固定的方法、微生物的筛选、微生物固定化装置等方面对微生物固定化技术在铬污染修复中的应用及研究进展进行综述,并对未来的研究和实际应用提出建议和展望,以期为Cr(VI)污染的修复研究提供有价值的参考。

硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复城市黑臭水体

固定化微生物技术可促进城市黑臭水体中氮磷污染物去除,但硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复黑臭水体研究较少。通过向改性载镧膨润土基复合微生物菌剂(La-Bt基复合菌剂)中添加经S_(2)O_(3)^(2-)驯化培养的硫自养反硝化菌(NR-SOB),试图引入硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复黑臭水体。在La-Bt基复合菌剂投加量为1.5 g/L时,向黑臭水体中分梯度投加不同浓度NR-SOB,研究NR-SOB协同La-Bt基复合菌剂去除黑臭水体污染物效果,并通过高通量测序分析底泥微生物群落结构变化。结果表明,当NR-SOB投加量为0.3 g/L时,对黑臭水体和底泥处理效果较好:上覆水氨氮、TN和TP去除率分别为87.42%、69.85%和71.11%;底泥酸可挥发性硫(AVS)去除率为34.76%,底泥TN和TP去除率分别为45.22%、45.04%;实验结束时底泥中厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度从11.76%降至9.84%,硫杆菌属(Thiobacillus)相对丰度达2.82%,氮硫去除相关微生物菌属比例提升约0.95%。

固定化微生物技术修复镉污染红黏土的室内试验研究

为了探究固定化微生物技术对镉(Cd)污染红黏土物理力学性质和环境污染的修复效应,以活性炭为载体,菌种选取巴氏芽孢杆菌,开展基本物理试验、无侧限抗压强度试验、毒性浸出试验和重金属形态提取试验。试验结果表明:巴氏芽孢杆菌对镉离子有较强的耐受性;对比单加微生物或活性炭,固定化微生物技术的修复效果更显著;14%活性炭微生物土样的无侧限抗压强度为229.7 kPa,较镉污染土提升174.7%;修复21 d后,10%活性炭微生物土样的镉离子浸出浓度降低到0.002 mg/L,较镉污染土样降低99.8%;修复后,土中的镉从弱酸态向可还原态和残渣态转化。总的来说,固定化微生物技术对镉污染红黏土具有良好的修复效果,活性炭的掺量以10%为宜。研究成果可为贵州省镉污染红黏土的治理提供参考。

微生物固定化酒糟多孔炭对亚甲基蓝的吸附和降解

为提高废弃酒糟资源化利用附加值,实现对印染废水中亚甲基蓝(MB)的高效吸附降解,采用Massibacillus菌株和酒糟多孔炭材料(DGPC)制备了微生物固定化酒糟多孔炭材料(M-DGPC)。利用FTIR、SEM和EDS对M-DGPC的结构、形貌和元素组成进行了表征。通过批量实验考察了pH和盐度对M-DGPC吸附MB性能的影响,比较了在短期实验和长期循环利用中M-DGPC对MB的吸附和降解的性能。结果表明,在pH=6和盐度为1%的环境下,M-DGPC对水中MB的48h去除率分别达到97.0%和98.6%;M-DGPC在6次循环利用后对MB的去除率约为99%,经过8次循环利用后,对MB的去除率约为93%,且MB降解率约为50%。

固定化微生物技术研究进展及其在水处理中的应用

由于微生物在去除污染物中的独特作用,生物降解被视为相对有效、经济节能、最有希望的水处理技术之一。近年来,各国学者应用固定化微生物技术对不同类型的废水的处理进行了大量的研究,取得了令人瞩目的研究成果。本文介绍了固定化微生物技术的最新进展,比较了不同固定化方法的优劣,指出了人工合成高分子垫层材料在稳定性、耐生物降解性、扩散性等方面具有明显的优势,但依然有许多不足。最后,指出了固定化微生物技术需要注意和改进的问题。

MIBR／纳滤组合工艺用于再生水回用工程

以生活污水为对象,采用膜固定化微生物反应器(M IBR)/纳滤组合工艺进行再生水回用处理,出水水质达到《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)中"农村小型集中式供水和分散式供水部分水质指标及限制"标准。该组合工艺流程简单、投资省、出水水质好、自动化程度高,为严重缺水地区(尤其是铁路沿线站点)解决洗衣、洗浴等用水提供了新思路。

生物法处理炼油废水的研究进展

炼油废水毒性强,对环境危害大,成分复杂,主要含有石油类、COD、BOD5、硫化物、挥发酚类、悬浮物、氨氮以及其它重金属或非金属有毒物质。笔者主要介绍了生物法处理炼油废水的研究进展,包括微生物菌剂、微生物絮凝剂、固定化微生物、生物增效等技术在炼油废水处理方面的应用现状,并对今后的研究方向提出了建议。

含锌废水处理技术的研究进展

综述了传统的物理化学法和生物法处理含锌废水的原理,系统阐述了其研究进展。微生物固定技术是一种新兴而有效的生物处理技术,尤其是硫酸盐还原菌固定化技术,将厌氧活性污泥包埋,构建稳定高效的微生物体系,以加强其抗毒性和处理效率。因此,在含锌废水处理方面具有很大的发展潜力,有望得到广泛应用。

生物法处理印染废水的研究进展

印染废水是一类有机物含量高、色度高、生化性能差的难降解废水。生物法是利用微生物降解代谢有机物为无机物来处理废水,通过人工创造适于微生物生存和繁殖的环境,使之大量繁殖,以提高其氧化分解有机物的效率。主要介绍了膜生物反应器、固定化微生物、SBR法、微生物絮凝剂等技术在印染废水处理方面的应用现状,并对今后的研究方向提出了建议。

微生物菌剂在污染水体治理中的研究进展

微生物菌剂作为一种修复污染水体的生物制剂,具有经济有效、无二次污染、有助于改善水体生态系统功能等特点,成为水体微生物修复技术的研究热点之一。通过文献阅读与整理,从菌种的来源及对污染物的去除效果对芽孢杆菌属、假单胞菌属、酵母菌属、光合细菌等进行比较分析。从菌种的获取方式及菌种的复配方法、微生物菌剂固定化技术研发等方面对目前微生物菌剂进行了综述。介绍了微生物菌剂在微污染水体、养殖水体及黑臭水体治理中的应用效果,说明投加微生物菌剂能够有助于改善各种污染水体水质,恢复水体的微生态系统。最后从菌种筛选、菌种复配和微生物菌剂规模化应用三方面总结了微生物菌剂在水体治理领域存在的不足,并提出了建议。

褐煤/麦饭石固定SRB颗粒处理含铬酸性矿山废水试验

针对硫酸盐还原菌(SRB)生物法处理酸性矿山废水(AMD)易受重金属离子和高酸度的抑制与毒害等问题,采用玉米芯为碳源的微生物固定化技术,分别构造以麦饭石和褐煤为填料的1^#和2^#固定化颗粒,对比处理含Cr^6+、SO4^2-的模拟酸性矿山废水的效果。实验结果表明:1^#颗粒废水中COD的平均释放量(898 mg/L)要高于2^#颗粒废水中COD的平均释放量(698.9 mg/L),而2^#颗粒对AMD中p H提升(4~7.47)和对Cr^6+、SO4^2-的平均去除率(96.57%、36.50%)要高于1^#颗粒对AMD中p H提升(4~7.04)和对Cr^6+、SO4^2-的平均去除率(85.96%、20.85%)。可见,褐煤颗粒有比麦饭石颗粒较强的调酸、吸附金属离子和异化硫酸盐活性的能力。

耦合微生物型生态袋的净水效果

针对传统生态袋护坡净水功效不足,研发微生物耦合型生态袋护坡技术。通过实验室试验,研究耦合型生态袋对微污染水体中有机物、氨氮、总氮、总磷的去除效果。结果表明:有机物在好氧菌降解及植物根系环境基质的吸附、过滤、沉淀共同作用下得到去除;添加纯度较高的脱氮菌对于水体中氨氮、总氮的去除效果较好,平均去除率较传统生态袋分别提高了10.5%~25.5%、13.1%~20.5%;通过考察植物的生物量与水体中总磷的削减关系,发现植物生物量对总磷的去除有很大影响。

硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水的研究进展

国内外常用的酸性矿山废水AMD的物理和化学修处理技术存在多种缺点,以硫酸盐还原菌(SRB)为主导的微生物法具有成本低、效果好及环境友好的优势,成为研究热点。文章对AMD的形成和危害进行了简要介绍,对比了常用的AMD处理技术的优缺点,重点阐述了利用SRB处理AMD的研究进展。总结了SRB处理AMD的机理、受到的影响因素和SRB固定化的方法与现状,对SRB处理AMD的未来研究趋势进行了总结和展望。

利用生物炭负载微生物修复某搬迁制药厂污染土壤的研究

微生物和生物炭通过协同作用可实现有机污染土壤的低碳、绿色修复。采用浸渍吸附法将强溶磷功能细菌(Enterobacter sp.)负载于生物炭,制备了基于固定化微生物炭的土壤改良剂,通过实验室小试实验和场地中试实验,研究验证了炭基固定化微生物技术生物强化修复某搬迁药厂土壤的效果。结果表明,施加溶磷菌、生物炭以及基于固定化微生物炭的土壤改良剂均能不同程度地改善土壤理化性质,改善污染土壤细菌的群落结构,从而促进土壤中特征污染物的降解。其中炭基固定化微生物技术的修复效果最好,污染场地土壤中污染物浓度减少50%以上。该研究结果可为场地复合污染土壤修复提供理论依据和技术支持。

生物炭固定SM3菌剂的制备及其对三唑酮的降解研究

针对环境中存在的三唑酮污染问题,本研究以生物炭为载体,一株三唑酮高效降解菌(Stenotrophomonas maltophilia)SM3为固定化菌种,采用吸附法制备成固定化菌剂。从4种生物炭中优选出具有比表面积较大、吸附性能好等特点的固定化载体,并对其制备条件进行优化,在此基础上,评估生物炭固定化菌剂的稳定性及其对三唑酮的降解效果。结果显示,4种生物炭中,油茶壳生物炭比表面积及孔隙大、官能团含量丰富、固定化菌剂对三唑酮降解效果优于其他3种,选择其作为固定化SM3菌的载体。单因子优化试验表明,在载体投加量20 mg·mL^(-1),SM3接菌量5%,固定温度30℃,固定时间36 h所制备的固定化菌剂对三唑酮的降解率可达93.27%。最佳条件下制备的固定化菌剂在4℃及室温(25~35℃)条件下存放28 d后对三唑酮的降解率仍可达到81.73%和58.18%,菌剂降解效果具有良好的稳定性。油茶壳生物炭固定化SM3菌剂的制备,为解决环境中三唑酮污染问题提供了良好的生物修复材料。

微生物固定化技术在污水处理领域的研究进展

从微生物固定化技术的固定化方法、固定化载体、优势菌种及其在污水处理领域的应用等方面进行阐述.微生物固定化方法主要分为吸附法、包埋法、交联法以及复合固定法等4种.微生物固定化载体为微生物提供了生长环境和所需的生态位,提高了微生物浓度和污染物去除效果.不同的优势菌种也直接影响着污染物的处理效能.微生物固定化技术广泛应用于氮磷废水、重金属废水、有机废水和印染废水等废水的处理.今后的研究热点也将主要集中于微生物固定化方法的改进、优势菌种的高效筛选富集以及载体-微生物的结合效率等方面.

固定化生防菌的生物质炭基载体构建与评价

解淀粉芽胞杆菌(SZ-60)在人参病害防控及参后地土壤微生物修复方面存在巨大潜力,但直接施用存在活菌数偏少、防效不稳定等问题。拟采用微生物固定化技术,以生物质炭为基础载体,筛选并优化适用于解淀粉芽胞杆菌定殖的炭基载体改性条件,分析载体改性前后性质变化与定殖能力变化的关系,为提升SZ-60防效奠定基础,对该类菌种的开发利用进行研究。结果显示,生物质炭固定化微生物最适改性方法为超声波耦合乙酸改性法。最适改性工艺为:乙酸浓度0.2 mol/L,浸渍时间30 min,料液比1:3,超声时间10 min。改性炭基载体上生防菌定殖数达到原炭的2.88倍。改性前后炭基载体共有16项指标发生了显著变化,以养分元素含量变化最为显著,变幅为33.71%~91.87%。其中铁、锌含量、固定碳占比、挥发分占比是影响定殖效果的关键指标。结果表明,超声波耦合乙酸改性可显著影响生物质炭基载体的养分性质,从而提升解淀粉芽胞杆菌的定殖活菌数。该载体的构建为进一步开展参后地土壤微生物修复实验以及相关生物质炭基微生物菌剂开发奠定了良好的基础。

固定化微生物技术修复重金属污染土壤的研究进展

土壤修复产业在推进双碳行动、提高土壤碳汇能力上有着举足轻重的地位,而重金属污染具有的隐蔽性、持久性和不可逆性使得我国土壤重金属污染持续积累,影响了双碳目标的实现。固定化微生物技术作为生物修复法的一种,既可以减少传统的物理法、化学法在修复过程中产生的能源消耗和二次污染,又可以提高微生物密度、维持微生物活性,因此在修复重金属污染土壤方面具有广阔的发展前景。本文从固定方法、载体种类、微生物种类3个角度介绍了固定化微生物技术的分类,总结了该技术修复重金属污染的机理。根据不同的应用场景选择适配的载体和微生物可以达到事半功倍的效果。本综述汇总了固定化微生物技术在近五年内的研究发展现状,研究表明该技术可以有效修复重金属污染土壤,新型载体和新型微生物可以满足多种应用需求,还可以与植物修复技术联用以达到更加绿色低碳的修复效果。考虑到该技术未来的发展潜力,提出了固定化微生物技术的发展方向,旨在为固定化微生物技术修复重金属污染土壤的发展提供参考。

生物炭固定化复合菌群修复石油烃污染地下水

随着能源工业化的高速发展,如今地下水石油烃污染趋势日益严重.本实验以柴油模拟地下水环境中石油烃C10—C40成分,筛选出两株可以高效降解地下水石油烃的菌株,分别为赖氨酸芽孢杆菌属(Lysinibacillus)和杆菌属(Bacillus).利用微生物固定化技术,把其制成了一种稳定性较高的基于吸附-降解功能为一体的石油烃降解材料.扫描电镜结果显示,该微生物固定化材料具有较为出色的吸附能力;降解动力学实验表明该材料降解石油烃符合二级动力学模型.采用单因素实验结合响应面法设计正交实验探索该材料最佳环境条件,结果表明,生物炭固定化石油烃降解菌在地下水中使用的最佳条件为:pH值6.93、石油烃初始浓度2803.17 mg·L^(−1)、固定化时间为26.96 h,固定化菌群投加量3.62 g,经过7 d后石油烃降解率可达70.51%.该微生物固定化材料能够较好的适应地下水高浓度石油烃环境,并且显著降低石油烃浓度,研究可对地下水石油烃的修复提供重要的参考依据.