基于MAP法和HAP法的剩余污泥中磷回收技术研究进展

剩余污泥中磷的回收利用是实现污水和剩余污泥中磷元素循环利用的有效途径。综述了磷酸铵镁结晶法(MAP法)和磷酸钙结晶法(HAP法)两种磷回收技术,指出两种方法均是有效的磷回收技术,二者反应条件对磷回收的影响具有一定的相似性,不同之处在于MAP法可以同时将污水中的氨氮和磷酸盐回收去除,而HAP法适用于含磷废水中磷的去除回收;阐述了晶种是促进产物生成效率和提高产物纯度的有效方法,而污泥中有机物、相关离子或重金属等干扰因素则对产物生成效率产生一定影响;最后提出污泥厌氧发酵过程中有机物及其转化与磷释放和磷回收机制的影响将是今后的研究重点,以实现磷和有机酸等物质的同步回收利用。

β-TCP/HAP多孔生物陶瓷的制备

以牛松质骨为原料,采用低温煅烧工艺,通过调整浸泡溶液浓度及煅烧温度等工艺参数,制备出具有良好生物活性,并保持天然骨多孔结构的β-TCP/HAP双相生物陶瓷。并采用XRD,SEM等手段对其成分、微观结构进行表征。结果表明:所制备的β-TCP/HAP多孔生物陶瓷的大孔孔径在300~500μm之间,微孔孔径在1~5μm之间,具有良好的生物活性和生物可降解性。通过控制煅烧温度和浸泡溶液浓度,制备出含较高TCP的β-TCP/HAP多孔生物陶瓷,而煅烧温度或浸泡溶液浓度过高会导致制备的样品中TCP的含量降低,焦磷酸钙的含量增加。

髓芯减压联合骨形成蛋白活性诱导棒植入术治疗早期股骨头坏死的效果

目的探讨髓芯减压联合骨形成蛋白(BMP)活性诱导棒植入术治疗早期股骨头坏死的效果。方法回顾性分析2018年6月至2022年6月收治的116例早期股骨头坏死患者,按照不同的手术方式分为髓芯减压联合BMP活性诱导棒组(BMP组)和同种异体骨组。BMP组60例,采用髓芯减压联合BMP活性诱导棒植入术治疗。同种异体骨组56例,采用髓芯减压联合同种异体骨打压植骨术治疗。对比两组患者术前、术后6个月和术后1年的髋关节Harris评分、疼痛视觉模拟评分(VAS)的差异,并对患者术后1年疗效和股骨头存活率进行比较。结果所有患者均获得随访,两组患者术前VAS评分、Harris评分差异无统计学意义(P>0.05),术后6个月、1年时两组患者VAS评分、Harris评分均显著改善,且BMP组优于同种异体骨组,差异有统计学意义(P<0.05)。术后1年时,BMP组Harris髋关节评分优良率高于同种异体骨组,差异有统计学意义(P<0.05);BMP组股骨头存活率高于同种异体骨组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论髓芯减压联合BMP活性诱导棒植入术治疗早期股骨头坏死早期具有疗效,能够加速诱导新骨生成,提高新骨质量,为股骨头提供生物力学支撑,有效避免股骨头塌陷,且生物相容性好、能够在体内降解吸收,值得在临床上推广。

HAP诱导磷酸钙结晶回收低磷污水中的磷

为提高磷酸钙结晶产物回收价值和低磷适应性,以羟基磷酸钙(HAP)为晶种,诱导Ca-P结晶回收模拟二级出水(初始PO_(4)-P浓度1.0mg/L)中的磷,对比了诱导结晶与均相结晶的磷回收效果,考察了Ca/P比和晶种投加量对磷回收的影响,并结合产物SEM、EDS、XRD和FTIR分析,探讨了HAP诱导Ca-P结晶机制.结果表明,HAP诱导Ca-P结晶在避免晶种材料对结晶产物纯度和品质影响的同时,还具有低磷适应性强和启动快速的优势;Ca-P结晶模式包括构晶离子在HAP表面的逐层结晶模式和在HAP颗粒空隙间的晶桥模式.实验条件下,模拟二级出水磷回收率可达80%以上,产物包括HAP及其前体物ACP(无定形态磷酸钙)和OCP(磷酸八钙).Ca-P结晶过程伴随发生CaC_(3)结晶,干扰磷结晶回收.研究成果为低磷污水磷回收率和回收产物品质的提升提供了依据.

双重包埋激活脂肪酶内花凝胶微球的制备与表征

首先利用聚乙二醇8000(PEG8000)将脂肪酶激活为开放构象(PEG-Lip),再将PEG-Lip与Ca_(3)(PO_(4))_(2)共结晶制得Ca_(3)(PO_(4))_(2)@PEG-Lip晶体花,然后将晶体花包覆于海藻酸钙(CA)凝胶(Gel)微球中,制得一种双重包埋激活脂肪酶的内花凝胶微球CA-Gel@Ca_(3)(PO_(4))_(2)@PEG-Lip.该微球呈白色椭圆状,直径约2 mm.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(EDS)、共聚焦显微镜(CLSM)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征了其微观形貌和组成,发现脂肪酶被包埋在Ca_(3)(PO_(4))_(2)晶体中,形成的Ca_(3)(PO_(4))_(2)@PEG-Lip晶体花被包覆于海藻酸钙凝胶微球内的网络中.CA-Gel@Ca_(3)(PO_(4))_(2)@PEG-Lip的酶学性质研究表明,在Ca_(3)(PO_(4))_(2)晶体和海藻酸钙凝胶的“双层铠甲”保护下,脂肪酶的热稳定性和pH稳定性均有所改善.利用孔径约0.5 mm的滤网即可实现对凝胶微球的快速回收;循环利用10次后,酶活保留率达83%,脂肪酶的操作稳定性和重复利用性明显提高.本文为脂肪酶在食品与医药工业中的开发利用提供了新的思路与方法.

宁夏苏峪口磷矿绿色开发的技术思路探讨

宁夏苏峪口磷矿一般先浮选出精矿粉,再用硫酸加工生产过磷酸钙,该方法存在耗能过高及污染环境的问题。为了今后能继续绿色地开发贺兰山苏峪口磷矿资源,参考磷肥领域试验研究成果,对苏峪口磷矿绿色开发的技术思路进行了探讨研究。结果表明,可以在矿石利用过程中简化加工流程,直接制造硅钙磷肥或超微活化磷矿粉肥,从而实现绿色、节能、环保地开发利用贺兰山苏峪口磷矿资源。

磷酸钙骨水泥/聚乳酸羟基乙酸降解产物促进小鼠单核细胞破骨向分化

背景:前期研究发现磷酸钙骨水泥/聚乳酸羟基乙酸复合材料可加速骨改建过程,其降解产物对单核细胞破骨向分化的影响有待进一步研究。目的:观察磷酸钙骨水泥/聚乳酸羟基乙酸降解产物对小鼠RAW264.7单核细胞破骨向分化的影响。方法:实验分为空白对照组、羟基乙酸组、磷酸钙骨水泥/聚乳酸羟基乙酸组,按照实验分组,将配制好的溶液和50μg/L核因子κB受体活化因子配体添加到完全培养基中制备成不同条件的培养基,培养小鼠RAW264.7细胞5 d,诱导其分化。应用CCK-8法分析各组培养液对细胞增殖作用的影响;RT-PCR和Western blot检测小鼠RAW264.7细胞破骨向分化相关因子活化T细胞核因子c1、基质金属蛋白酶9、核因子κB受体活化因子、抗酒石酸酸性磷酸酶基因和蛋白表达水平的变化;使用抗酒石酸酸性磷酸酶染色法鉴定破骨样细胞。结果与结论:①CCK-8结果显示,细胞在前72 h处于快速生长期,96 h后开始下降;②RT-PCR、Western blot结果显示磷酸钙骨水泥/聚乳酸羟基乙酸组的活化T细胞核因子c1、核因子κB受体活化因子、抗酒石酸酸性磷酸酶mRNA的表达水平及活化T细胞核因子c1、核因子κB受体活化因子的蛋白表达水平显著高于羟基乙酸组、对照组(P<0.05);③羟基乙酸组和磷酸钙骨水泥/聚乳酸羟基乙酸组基质金属蛋白酶9mRNA和蛋白的表达水平差异无显著性意义,但高于对照组(P<0.01);④抗酒石酸酸性磷酸酶染色可见磷酸钙骨水泥/聚乳酸羟基乙酸组破骨样细胞数高于对照组和羟基乙酸组,差异有显著性意义(P<0.05);⑤结果表明磷酸钙骨水泥/聚乳酸羟基乙酸组降解产物形成的微环境可促进小鼠RAW264.7细胞破骨向分化。

CaO-Al_2O_3-P_2O_5三元系统富铝区水硬活性的研究

首次研究了ＣａＯ－Ａｌ２Ｏ３－Ｐ２Ｏ５三元相图中Ｃ１２Ａ７－Ｐ２Ｏ５连线附近富铝区域组成的水硬活性．讨论了高场强阳离子Ｐ５＋极化作用形成［ＰＯ４］３－四面体对体系相组成，进而对其水硬活性的影响．由所研制的磷铝酸盐水泥中，得到了新化合物———三元磷铝酸钙．通过ＸＲＤ，ＩＲ和电子探针微区分析（ＥＰＭＡ）等手段，证实了α－Ｃ３Ｐ和ＣＡ矿相在结构上的变化．由于三元磷铝酸钙化合物与改性α－Ｃ３Ｐ（３ＣａＯ·Ｐ２Ｏ５）和ＣＡ（ＣａＯ·Ａｌ２Ｏ３）以及适量的玻璃相的共同作用，在该区域可以得到早强。

磷酸钙盐法回收剩余污泥超声波处理上清液中磷的研究

在污泥减量化处理中,细胞微生物中的碳氮磷等会释放到上清液中。为了对上清液中的磷进行有效回收,在前期研究的基础上,以生物厌氧好氧除磷(An/O)工艺的剩余污泥超声波处理上清液为研究对象,考察了磷酸钙盐(HAP)法的磷回收效果。结果表明:HAP法反应较快,5 min时反应基本完成;初始pH值在8.5～10.0时,回收率均可保持在较高水平;最佳钙磷比(Ca2+/PO34--P)为3.87。在以上最佳工艺条件下,总磷(TP)、正磷酸盐(PO34--P)的回收率分别达到88.4%、94.0%,同时对上清液中的有机物、氮也有一定的去除。

活化磷矿粉在砖红壤上的施用效果

砖红壤酸性强和活性铁、铝含量高,对磷固定强烈,磷肥有效性低.为了提高磷肥利用率,将高分子有机化合物与磷矿粉混合加工制成活化磷矿粉,分别施用于种植甘蔗的新垦砖红壤和种植大白菜的严重侵蚀砖红壤以及种植花生的水旱轮作熟化砖红壤.结果表明施用活化磷矿粉的肥效至少与过磷酸钙相当,甚至优于过磷酸钙.因此,为了节省生产成本和改良土壤,活化磷矿粉值得在砖红壤区推广应用.

热活化硅酸钙对水溶液中磷吸附动力学研究

将硅酸钙进行高温热活化后作为吸附剂,研究了其对水溶液中磷酸盐的吸附动力学特性,考察了热活化硅酸钙投加量、溶液pH对磷去除效果的影响,并对其动力学特性进行了研究。结果表明,投加量为6g/L,pH为8时磷去除率可达99%以上;热活化硅酸钙对磷酸盐吸附过程符合准二级动力学方程和颗粒内扩散方程,其准二级吸附速率常数随磷酸盐浓度的增大而减小;而颗粒内扩散速率常数随磷酸盐浓度的增大而增大,吸附速率主要受颗粒内扩散控制。

产多糖溶磷细菌对难溶性Ca-P的活化特性

以肠杆菌EnHy-401、节杆菌ArHy-505、固氮菌AzHy-510和巨大芽孢杆菌P17为材料,比较了4种溶磷细菌在摇瓶培养条件下对不同难溶性Ca-P中的磷活化能力。结果表明,4种溶磷细菌均能促使难溶性Ca-P中的磷活化,但3种产多糖的溶磷细菌(EnHy-401、ArHy-505、AzHy-510)对难溶性Ca-P的活化能力普遍强于不产多糖的溶磷细菌(P17),肠杆菌EnHy-401对Ca3-P、Ca8-P和Ca10-P中的磷活化率分别达61.53%、63.40%和4.32%。在产多糖的溶磷细菌中,有机酸和多糖均高的菌株活化磷的能力最高,3种产多糖的溶磷细菌活化难溶磷酸钙能力的大小顺序依次为肠杆菌EnHy-401、节杆菌ArHy-505、固氮菌AzHy-510。结果还表明,产多糖的溶磷细菌对难溶磷的活化作用是由分泌有机酸和多糖的协同作用实现的,多糖对磷的吸持推动了磷的溶解平衡向溶解方向移动,且该协同作用受胞外多糖持磷能力和环境中C/N的影响,单位体积发酵液中多糖持磷量与菌株的磷活化能力呈正相关。在本试验条件下,C/N值高时,多糖产量高,有机酸分泌多,活化磷的能力就强。同一菌株只有在最适于产有机酸和产多糖的C/N值下,才能表现出最佳的溶磷效果。

磷酸钙体系热力学分析

运用热力学数据,绘制出稳态磷酸钙体系在298 K、不同pH值下的热力学平衡图,讨论了溶液中可能出现的磷酸钙盐的溶解度与pH之间的关系。计算得到了不同pH条件下含钙、磷溶液极限饱和溶解行为与pH的关系,并进行了实验验证,给出了过饱和溶液的浓度和pH范围。

生物型纳米根管封闭剂的制作与性能研究

目的:以磷酸钙骨水泥为原料制备一种生物型纳米根管封闭剂,并对其理化性质、显影效果及对感染根管优势菌的体外抑菌能力进行研究。方法:根据ISO 6876:2001(E)口腔生物材料标准,测定其流动性、凝固时间和晶粒大小,测定不同显影剂比例的材料的显影效果。采用NCCLs推荐的厌氧菌药物敏感试验,用琼脂稀释法研究其对内氏放线菌、厌氧消化链球菌、牙龈卟啉单胞菌、牙髓卟啉单胞菌和具核梭杆菌的体外抑菌效果。应用染色渗漏法测定20颗离体牙的封闭效果,并与氧化锌丁香油糊剂进行比较。采用SPSS12.0软件包对数据进行t检验。结果:调和后的新型纳米根管封闭剂固化后的终产物为羟基磷灰石,晶粒大小为279nm,具有较好的流动性,可操作时间大于30min,凝固时间为(1.0±0.5)h(可调控)。其显影效果良好。MIC≤0.156～0.312。试验组染色渗漏深度显著小于氧化锌丁香油糊剂组(P<0.01)。结论:制备的材料符合新型纳米根管封闭剂的要求。

用于骨质疏松脊柱压缩骨折的新型可降解材料的体外实验研究

目的研发一种用于治疗骨质疏松椎体压缩骨折的新型复合生物玻璃的磷酸钙骨水泥,并观察其体外材料学及生物学活性。方法将不同质量百分比的生物玻璃(bioglass,BG)与磷酸钙(calcium phosphate cement,CPC)球磨后物理共混获得一种具有可注射、自固化、可降解的椎体成型替代材料。分别对该替代材料的凝固时间、流动性、力学强度进行测定并行材料体外成骨细胞粘附实验、增殖实验,观察其生物相容性。结果随着新型替代材料中BG组分含量的增加,替代材料的凝固时间逐渐延长,同时,流动性较磷酸钙骨水泥改善明显。随着凝固时间的延长,替代材料固化后的抗压强度显著高于实验组CPC骨水泥。此外,与CPC相比,替代材料更有利于细胞的粘附、增殖及分化,具有良好的生物相容性。结论新型复合生物玻璃的磷酸钙的生物材料不仅具有可注射性和较高的力学强度,同时骨传导性能更好,有希望成为临床治疗骨质疏松椎体压缩骨折的一种新型椎体成形材料。

新型磷酸钙复合盖髓材料的体外抑菌作用

目的研究新型磷酸钙复合盖髓材料(CASBi)对常见致龋菌的体外抑菌作用。方法采用琼脂扩散法,通过测量抑菌圈直径大小,研究并比较CASBi与氢氧化钙糊剂、Dycal、自固化磷酸钙骨水泥(CPC)对变形链球菌(Sm)、粘性放线杆菌(Av)及嗜酸乳杆菌(La)的抑菌效果。结果CASBi对三种细菌都有明显的抑菌作用;氢氧化钙糊剂对3种实验菌有一定抑菌作用,但其抑菌环直径明显小于CASBi抑菌环直径(P<0.05);Dycal对变形链球菌无抑菌作用,对粘性放线菌和乳酸杆菌有较轻微的抑菌作用;CPC对3种细菌均无抑菌作用。结论CASBi对致龋菌有较强的抑菌作用。

4种磷酸钙陶瓷颗粒的细胞毒性

目的 :为了研究和开发磷酸钙陶瓷混悬液可注射骨 ,对合作生产的 4种磷酸钙陶瓷颗粒细胞毒性进行了研究。方法 :将 4种磷酸钙陶瓷颗粒的浸提液与L92 9细胞接触 1、3、5d后 ,用酶联免疫仪在4 90nm波长下测定各孔光吸收值 ,计算细胞相对增值率 ,用六级毒性分类法评级 ,并进行形态学观察。结果 :培养期 4种浸提液培养的细胞均大量增殖 ,形态正常 ,毒性级为 0～ 1级。结论

阴极旋转电沉积生物陶瓷涂层的工艺研究

采用一种电化学沉积磷酸钙生物陶瓷涂层的新方法———阴极旋转电沉积工艺。通过测定涂层的XRD、界面结合强度、SEM观察表面与断面,研究了工艺的沉积特性及机理。在该工艺中,作为金属基体的阴极始终处于旋转状态,制备出比普通电沉积工艺更致密、均匀、尺寸更小的磷酸钙生物活性涂层,通过控制旋转速度制备出内部致密、外部多孔的梯度涂层,经后处理转化为羟基磷灰石涂层。通过控制旋转速度获得的梯度涂层,界面结合强度优于普通电沉积生物涂层。模拟体液浸泡后,在涂层表面先析出纳米粒子,之后成长为针状、网状,最后连接成一层。阴级旋转电沉积生物陶瓷梯度涂层具有较高的抗溶解性和生物活性。

Beagle犬骨髓基质细胞复合A-PCPC裸鼠皮下成骨的实验研究

目的:观察支架材料活性磷酸钙骨水泥(active porous calcium phosphate cement,A-PCPC)及其与Beagle犬骨髓基质细胞(bone marrow stromal cells,BMSCs)复合体在裸鼠体内的成骨性能。方法:抽取Beagle犬骨髓,体外分离培养、成骨诱导、扩增BMSCs并通过细胞化学方法检测其成骨表型。体外构建BMSCs/A-PCPC复合体,并行扫描电镜超微结构观察。将复合体植于裸鼠背部皮下,同期植入单纯A-PCPC作为对照组。术后2、4、8周取材,HE染色,进行组织学及组织形态计量学分析。结果:ALP染色阳性,VonKossa染色可见钙结节形成。扫描电镜可见细胞贴附于材料表面及孔隙表面生长。HE染色显示,2周时,复合体组可见少量编织骨,单纯材料组成骨较少。4周时,复合体组可见编织骨向小梁骨转化,单纯材料组可见大量骨样组织。8周时,复合体组新骨趋于成熟,单纯材料组骨成熟度较差。结论:A-PCPC支架接种BMSCs后显示良好的成骨活性,能够促进未成熟骨矿化,可以作为骨组织工程支架材料。

废水中回收磷技术研究进展

重点介绍和分析了目前国内外已开始研究和应用的三种从废水中回收磷的方法,即磷酸钙法,铁盐、铝盐沉淀法及鸟粪石法的技术原理、主要工艺影响因素及其研究进展。