温度/pH双响应硝化菌凝胶球的制备及特性研究

采用包埋法制备了粒径均匀的海藻酸钙(CA)硝化菌小球,并用不同浓度的NaCl溶液处理CA硝化菌小球来改善其扩散传质性能,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAAm)、丙烯酸(AA)为单体材料,形成温度/pH响应层,制得一种新型温度/pH双响应硝化菌凝胶小球。以NH4+?N为指示物考察不同制备条件下硝化菌凝胶小球的氨氮去除性能及对温度、pH的敏感特性,并将其应用于实际废水的脱氮处理。结果表明,经浓度为0.3%的NaCl溶液改性后的CA硝化菌小球的扩散传质性能最佳;15 mL温度响应溶液中NIPAAm为200 mg、MBA为4 mg,10 mL pH响应溶液中AA为200 mg、MBA为4 mg时双响应硝化菌小球的氨氮去除性能最好;当温度低至4℃时,氨氮去除率可达29.45%,当pH为9时,氨氮去除率仍可达35.48%。双响应硝化菌凝胶小球具有良好的温度、pH敏感特性,对实际废水中氨氮的去除也具有良好效果,有利于提高低温及碱性条件下硝化菌的硝化效果。     

固定化菌藻小球去除猪场废水中氨氮的研究

菌藻共生体系对猪场废水中的氨氮去除效果良好,但游离的菌藻易流失,将菌藻进行有效粘附是目前该体系的研究热点。以聚乙烯醇—海藻酸钠为载体,采用包埋法将光合细菌和混合藻液制备成固定化菌藻小球,考察其物理特性及最优制备条件,并探讨其对猪场废水中氨氮的去除效果。实验结果表明,固定化菌藻小球的最佳制备条件为：海藻酸钠投加量0.14%(m/V)、光合细菌包埋量1.18×10¹⁰ cfu/mL、包埋时间3.46 h。对于初始氨氮浓度为500mg/L的猪场废水,在不调节废水pH的条件下,经过10 g/L的固定化菌藻小球处理12 d后,氨氮去除率高达93.3%。     

复合固定硝化细菌降解小型景观水体中的氨氮

以壳聚糖和聚乙烯醇(PVA)共混材料为基质,添加少量二氧化硅,包埋硝化菌制备固定化小球并通过正交实验探索得出其优化制备条件;探究了固定化硝化菌小球对模拟景观水中氨氮降解效果的影响,并对比游离菌的降解效果。结果表明,固定化硝化菌处理NH_4~+-N的质量浓度10 mg/L的模拟景观水中12 h,降解率在初次及重复使用1次的情况下均可达到94%以上。固定化菌株对温度、pH变化有着优良的耐受性且明显优于游离菌,其优化的固定化硝化菌小球质量与模拟景观水体积比为2 mg/100 mL,在温度30℃、pH为7、COD/ρ(TN)为2的条件下处理效果最好。测得其反应动力学符合Monod方程,其最大比降解速率为2.965μg/(L·s),饱和常数为60.49 mg/L。     

PVA-SA固定化小球性能和生物脱氮特性研究

采用聚乙烯醇(PVA)-海藻酸钠(SA)制备固定化小球,对固定化小球的成球性、粘连性、机械强度、稳定性和传质性能进行测试,加入复合微生物菌株制备固定化微生物小球,采用L_9(3~4)正交实验分析不同条件下其生物脱氮效果。结果表明,制备固定化小球的最佳条件为8%PVA、5%SA和3%CaCl_2,在包菌量20%、投加量0.5 g/L、温度30℃、pH=8的条件下,人工废水中NH_3-N、NO_2-N和NO_3-N的降解率最高,分别达到94.52%、98.93%和99.31%。PVA-SA固定化复合微生物小球脱氮效率高,在水体氮源污染治理和生态修复方面有很好的应用前景。     

生物活性炭纤维小球对养殖池塘处理及除氮优势菌的鉴定研究

采用生物活性炭纤维小球处理养殖池塘水体中氨氮,研究了不同浓度的氨氮去除情况。结果表明:在1～7 d,5、25、50 mg/L的氨氮去除效果均呈上升趋势,最佳去除率分别达到了85.4%、79.5%、76.7%;在8～14 d,对氨氮的去除效果均处于一个波动过程,但在14 d内,去除率分别保持在74%、65%、63%以上;在15～21 d对氨氮的去除效果均呈下降趋势。生物活性炭纤维小球在处理氨氮过程中亚硝酸盐氮和硝酸盐氮也是处于变化的动态过程。通过多次反复筛选,从生物活性炭纤维小球中筛选出对氨氮具有较强去除效能的优势菌。通过对菌株的个体形态特征、菌落形态特征进行观察,最终确定2种优势菌为硝化菌和恶臭假单胞菌。对2种优势菌的生态影响因子研究表明,最适宜的温度为25～35℃,适宜的pH为中性及偏碱性。在相同的环境条件下,硝化菌对氨氮的去除效果优于恶臭假单胞菌。     

醇水体系制备纳米Pd/Fe颗粒去除水中2,4-DCP

为了提高纳米铁的活性和分散性,在醇水体系下制备出纳米钯铁(Pd/Fe)双金属颗粒并表征,将制得的纳米Pd/Fe颗粒应用于水中2,4-二氯苯酚(2,4-DCP)的去除,考察了材料投加量、反应温度、初始pH值、2,4-二氯苯酚初始浓度等因素对2,4-DCP去除的影响,分析了2,4-DCP的去除机理并进行动力学拟合。结果表明,在醇水体系中制备纳米铁有利于纳米颗粒的稳定分散;钯的加入将脱氯途径转变为催化加氢,极大改善了2,4-DCP的去除效果;当2,4-DCP初始浓度为20 mg/L、反应温度30℃、纳米Pd/Fe颗粒投加量为2 g/L时,2,4-DCP可在5 h内去除99.9%;反应过程符合修正的一级反应动力学方程。     

基于纳米零价铁的类芬顿体系降解土霉素的研究

通过FeSO_4与NaBH_4在碱性条件下反应,制备纳米零价铁颗粒。X射线衍射表明产物是α-Fe~0,扫描电子显微镜得到纳米零价铁的粒径大约为20nm,氮吸附比表面积为19.607m~2·g~(-1),等电点为7.2。研究该纳米零价铁对水溶液中的土霉素的去除作用,发现纳米零价铁的投加量、土霉素初始浓度和溶液的pH值均对其去除效果产生影响。在纳米零价铁投加量为1.0g·L~(-1),pH值为6.5的条件下,在4h内将质量浓度为100mg·L~(-1)的土霉素基本完全降解,去除率为98.8%。该研究结果表明,纳米零价铁对水溶液中的土霉素有很好的去除效果。     

固定化SRB污泥处理含镉离子废水

利用聚乙烯醇-硫酸铵包埋法制备了硫酸盐还原菌(SRB)污泥固定化小球,考察了反应时间、初始镉浓度、球液配比量、初始pH值、温度等因素对处理含镉废水效果的影响,阐明了其去镉机理。结果表明,在Cd2+的质量浓度为100 mg/L,球液比为1∶5,初始pH为7.0,温度为30℃,反应时间为24 h的条件下处理含镉废水,镉离子去除率达到99.2%;镉离子主要与SRB的代谢产物S2-形成CdS沉淀,从废水中去除。     

粘土负载纳米零价铁去除水中的Cr(Ⅵ)

采用NaBH_4还原FeCl_3制备纳米铁(nZVI),利用标准粘土为载体制备了负载纳米铁(C-nZVI),用于去除水体中的重金属Cr(Ⅵ),考察起始pH、Cr(Ⅵ)初始浓度、C-nZVI的量对Cr(Ⅵ)去除率的影响。结果表明,Cr(Ⅵ)的去除随着起始pH和Cr(Ⅵ)初始浓度的降低及纳米铁剂量的增加而增加,当起始pH为4.14,Cr(Ⅵ)初始浓度为10mg/L,纳米铁投加量为30g/L时,Cr(Ⅵ)的去除率达到95%。并对C-nZVI去除Cr(Ⅵ)的机理进行了推测,表明其涉及还原和共沉淀历程。     

粘土负载纳米零价铁去除水中的Cr(Ⅵ)

采用NaBH_4还原FeCl_3制备纳米铁(nZVI),利用标准粘土为载体制备了负载纳米铁(C-nZVI),用于去除水体中的重金属Cr(Ⅵ),考察起始pH、Cr(Ⅵ)初始浓度、C-nZVI的量对Cr(Ⅵ)去除率的影响。结果表明,Cr(Ⅵ)的去除随着起始pH和Cr(Ⅵ)初始浓度的降低及纳米铁剂量的增加而增加,当起始pH为4.14,Cr(Ⅵ)初始浓度为10mg/L,纳米铁投加量为30g/L时,Cr(Ⅵ)的去除率达到95%。并对C-nZVI去除Cr(Ⅵ)的机理进行了推测,表明其涉及还原和共沉淀历程。