不同微生物菌剂用于SBR处理校园生活污水的研究

采用高效微生物菌剂结合传统SBR法处理校园生活污水,考察微生物菌剂对污水处理和污泥减量效果。结果表明：在相同反应条件下,投加混合菌剂的SBR系统对污水的处理和污泥减量效果,好于投加FM菌剂的SBR系统和传统SBR系统。与传统SBR法相比,投加高效微生物菌剂能够在降低SBR污泥浓度的同时,有效地保证污水处理效果。混合菌SBR处理校园生活污水对CODCr、NH3-N、TP的平均去除率分别为92.5%、78.7%、66.5%,污泥减量6%,出水CODCr、NH3-N、TP质量浓度达到GB 18918—2002《城镇污水处理厂污染物排放标准》二级标准。     

生物炭固定低温混合菌在人工湿地中的应用

为有效解决我国北方冬季污水处理效率低的问题,以低温混合菌为研究对象、以聚乙烯醇(PVA)和海藻酸钠(SA)复合材料为包埋载体、700℃条件下制备的污泥生物炭为吸附载体,在6～8℃,通过正交实验设计,探索优化的固定化条件;探索污泥生物炭对低温混合菌吸附固定化、人工湿地水体中污染物去除效率的影响。结果表明,PVA、SA、污泥生物炭载体的质量分数分别为6%、2%、1.4%,交联时间4 h时,小球的固定化效果、对污水中污染物的去除率最好。在冬季人工湿地中,固定化小球适宜含菌量为15 m L,此时对污水中COD、TN、NH4+-N和TP有较高的去除率,且去除性能较稳定。生物炭固定化混合菌小球对人工湿地水体中污染物的吸附降解过程符合一级反应动力学模型。     

羊粪生物炭对SBR系统污水处理性能的影响

在450、550、650℃热解温度下分别制得羊粪生物炭BC450、BC550、BC650,投加至序批式反应器(SBR)中,考察了其对SBR系统污水处理效果和污泥沉降性能的影响。结果表明,投加羊粪生物炭后,SBR系统对COD、NH_4~+-N、TN、TP的去除效果均有所提高,且羊粪生物炭的热解温度越高,对污染物去除效果的提升作用越明显。当BC650投加量为0.8 g/L时,COD、NH_4~+-N、TN、TP的平均去除率分别为93.1%、96.2%、87.7%、90.7%,比未投加生物炭分别提高了10.7、26.0、43.6、15.9百分点,启动时间缩短了52.4%。其中BC650拥有更大的比表面积和更丰富的孔隙结构,稳定运行期生物炭载膜量达163.5 mg/g,有效改善了污泥的沉降性能,为强化SBR系统的污水处理性能提供了有利条件。     

固定化微生物技术对坑塘黑臭水体的净化研究

通过改变固定化生物工程菌的投加量、曝气量、投加碳源种类、碳氮比及菌剂组合方式,考察了固定化生物工程菌对坑塘黑臭水体中COD、NH_3-N、TP的去除效果。结果表明:常温条件下,固定化生物工程菌净化坑塘黑臭水体的最佳操作条件为:投加量为4‰、DO为2~3 mg/L、碳氮比为15:1(以乙酸钠作为碳源),反应时间108 h。在此条件下,COD、NH_3-N、TP浓度分别由800(未投加碳源时是83 mg/L)、37、2.44 mg/L降至53、0、1.33 mg/L,去除率分别为93.38%、100%、45.49%。通过分析可知,采用"固定化生物工程菌+液态菌"组合工艺进行处理,可提高污染物去除效果。该试验对固定化微生物技术工程实践具有一定的指导意义。     

竹炭固定化假单胞菌处理含酚废水的研究

以竹炭为载体,将假单胞菌固定在竹炭上,用竹炭固定化假单胞菌降解苯酚,研究竹炭固定化假单胞菌对苯酚的降解.考察了固定化微生物添加量、pH、重金属离子等对苯酚降解的影响以及进水浓度随反应时间的变化关系;研究了竹炭固定化假单胞菌降解苯酚的反应动力学.通过对比试验,分析了竹炭固定化微生物法相对于活性污泥法的优势.结果表明:竹炭固定化假单胞菌能有效地降解水样中苯酚.在pH 5～8范围内、200 mL水样中固定化假单胞菌添加量为20 g时,竹炭固定化假单胞菌对苯酚的降解效率最高.各种重金属离子对竹炭固定化假单胞菌的生物活性均有抑制作用,抑制程度由高至低依次为:Ag 、Cu2 、Cd2 、Co2 、Cr6 、Mn2 、Zn2 .竹炭固定化假单胞菌降解低浓度苯酚达到浓度变化相对稳定态所需时间比降解高浓度苯酚短,对低浓度苯酚的降解效率、降解速率明显高于高浓度苯酚.苯酚的降解过程可分为两阶段,两阶段均符合一级反应动力学模式.竹炭固定化假单胞菌对苯酚的降解相对于活性污泥法,不需污泥回流,固液易于分离,污泥量少,对高浓度苯酚的降解率更高、处理量更大.     

微生物菌剂的构建及其在城市污水处理中的应用

为了提高污水处理的效果,分别利用葡萄糖、可溶性淀粉、乙酸钠、食用油、甘氨酸和牛血清白蛋白作为唯一碳源和能源,分离筛选优势功能菌,在对优势功能菌复配的基础上构建微生物菌剂,并采用SBR装置考察了微生物菌剂的生物强化效能。结果表明,分离筛选得到的优势功能菌分别为：葡萄糖代谢功能菌P1和P3,可溶性淀粉代谢功能菌K2和K4,乙酸钠代谢功能菌C2和C3,食用油代谢功能菌Z1和Z2,牛血清白蛋白代谢功能菌N1和N3,甘氨酸代谢功能菌G1和G4;功能菌群最佳复配质量比例为Z∶P∶G∶K∶N∶C=2∶3∶5∶1∶4∶2。与未投加微生物菌剂的SBR系统相比,投加微生物菌剂的生物强化系统对城市污水中COD、TOC、NH4+-N、TN的去除率分别提高了31.82%、16.71%、56.06%和70.56%。通过微生物菌剂的投加,生物强化技术显著改善了生化处理系统的运行效果和稳定性,使系统中菌群的生物多样性增加,抗冲击负荷能力增强。     

复合菌剂生物处理生态型污水的实验研究

采用4种单一菌种通过正交实验优化组合微生物复合菌剂,并对河道污水进行污染物降解实验研究,主要验证复合微生物菌剂对水体中COD_(Mn)、TN、NH_4~+-N、TP的去除率。结果表明,复合菌剂对河道污水中的有机物具有显著的去除效果,当恶臭假单胞菌、铜绿假单胞菌、地衣芽孢杆菌、土生克雷伯氏菌添加量分别为2.0‰、3.0‰、0.75‰、0.75‰时,对生态河道污水TN、NH_4~+-N、TP、CODMn有最高的去除效果,去除率分别达到78.32%、82.83%、86.62%、83.87%。     

固定化生物吸附剂处理含铜电镀废水的研究

通过平板涂布法,从电镀污泥中筛选得到1株吸附Cu~(2+)性能优良的菌株,鉴定其为假单胞菌,并将其制成固定化生物吸附剂。研究了包埋比、吸附时间、温度、Cu~(2+)初始质量浓度、pH值、投加量对固定化生物吸附剂去除Cu~(2+)的影响。结果表明:当包埋比为1∶5、吸附时间为60min、温度为35℃、Cu~(2+)初始质量浓度为100mg/L、pH值为6、投加量为10g/L时,固定化生物吸附剂对Cu~(2+)的去除率可达到85.2%。     

复合菌剂生物强化SBR降解芳香烃及其衍生物的研究

筛选了针对甲苯、乙苯、对二甲苯、苯并噻唑和邻苯二甲酸二丁酯的高效降解菌.将这5种高效菌制成复合微生物菌剂,投加到序批式反应池中进行生物强化.比较了强化系统与非强化系统的处理效果,研究了强化投菌对系统的影响.结果表明,投加复合菌剂能够缩短系统达到稳定的时间,增强耐负荷冲击的能力,有效提高COD去除率.10%投菌量的强化系统10 h即可达到稳定出水,COD去除率最高可达96%,COD的最大耐负荷冲击能力达到1.020 kg·m-3·d-1.     

EM菌与物理溶胞耦合对SBR系统污泥减量研究

实验通过有效微生物群(EM菌)投加与物理溶胞耦合对序批式活性污泥法(SBR)系统实现污泥减量化。实验表明,在投加EM菌与物理溶胞耦合下,系统出水水质提高,污泥沉降性能良好,污泥表观产率有明显的下降。投加0.005%EM菌剂与物理溶胞耦合工况下,COD去除率达到95%,污泥体积指数上升至100 m L/g,污泥表观产率下降60%,在提高出水水质的情况下同时具有显著的污泥减量效果。     

固定化EM菌处理炼油废水的研究

探讨了两种固定EM菌的方法及两种固定化微生物小球的物理性质,通过正交实验,研究炼油废水的pH、投菌量、处理时间3个因素对石油类物质,氨氮去除率的影响。结果表明:①白球在pH为5、小球投加量(投菌量)为40个、处理时间为2 d时,固定化EM菌对炼油废水的石油类物质和氨氮的去除率分别为40.17%和49.51%;②黑球在pH为6、小球投加量为40个、处理时间为3 d的条件下,固定化EM菌对炼油废水的石油类物质和氨氮的去除率分别为52.26%和46.97%。     

秸秆生物炭吸附废水中Ni(Ⅱ)的实验研究

在300、500、700℃条件下制备玉米秸秆生物炭(BC300、BC500、BC700),研究了吸附时间、生物炭投加量、溶液初始pH值对Ni(Ⅱ)去除效果的影响.结果表明:玉米秸秆生物炭对溶液中Ni2+的去除率随着吸附时间的增加而增加,在120 min时,BC300、BC500、BC700去除率分别达到76.1％、81.4％和92.8％,此时生物炭的吸附量分别为9.51、10.18、11.6 mg·g-1,Ni2+的去除率随生物炭投加量以及pH的升高均不断增加,且高温热解的生物炭,其吸附效果更好.正交实验表明,4个因素中pH值对镍的去除率影响最大,其次分别为生物炭投加量、吸附时间和生物炭的制备温度.     

固定化硝化菌去除污水中氨氮工艺参数优化

为优化固定化硝化菌去除氨氮的工艺条件,采用正交试验方法,考察了固定化微球投加量、通气速率、反应温度和pH值4个因素对氨氮去除效果的影响,获得固定化细菌对模拟废水中氨氮的最优去除条件。结果表明:当固定化微球投加量为200 g/L,反应温度为40℃,体系pH值为9.0,通入空气表观气速为1.5 L/(min·L)时,氨氮去除率最高。4种因素的影响程度依次为pH值固定化微球投加量反应温度表观气速。在此最优条件下,当初始氨氮质量浓度为100 mg/L时,可使其去除率达97%以上。     

超声改性生物炭对染料废水的吸附特性

以马铃薯秸秆为原料制备生物炭,对其进行超声改性得到改性生物炭。探究了改性生物炭对亚甲基蓝的吸附特性以及pH、投加量和离子含量对吸附效果的影响。结果表明,改性后的生物炭与原生物炭相比,吸附能力有所增强。准2级动力学模型(R~20.99)能更好的拟合动力学数据,颗粒内扩散方程拟合结果进一步表明,改性生物炭对亚甲基蓝的吸附受表面吸附和颗粒内扩散共同控制。Langmiur方程能较好的描述该吸附过程。热力学研究表明,改性生物炭吸附亚甲基蓝是自发、熵增的吸热过程。碱性环境有利于吸附反应的进行,在pH=2～11时,碱性越强,吸附效果越好。生物炭投加量为10 g/L时,对亚甲基蓝的去除率较为理想,离子含量的变化对吸附量无明显影响。     

流化床固定化沼泽红假单胞菌处理废水的研究

沼泽红假单胞菌是研究和应用较为广泛的一种光合细菌,可以净化水质。而采用固定化技术对细胞进行包埋后,既能使废水处理装置内维持较高浓度的生物量,提高处理负荷,又能选择地使光合细菌成为优势菌群,提高水质净化效率和延长细菌使用时间。本实验以海藻酸钙为载体包埋沼泽红假单胞菌,研究了不同浓度的海藻酸钠和氯化钙对固定化小球的机械强度、传质速率等指标的影响,确定适合沼泽红假单胞菌包埋的海藻酸钠和氯化钙浓度分别为：2％-2．5％和5％。另外,本实验还研究了水力停留时间（HRT）、温度、pH值、曝气对模拟废水COD去除率的影响,得出最佳处理条件为：HRT=6h,温度=30-35℃,pH值=7,曝气。     

固定化铜绿假单胞菌GF31对氯氰菊酯降解的强化作用

研究了沸石固定化铜绿假单胞菌GF31的氯氰菊酯降解特性及强化修复效果。综合考虑氯氰菊酯特性及其传质等因素,选择沸石为载体进行固定化,电镜扫描结果显示,菌株GF31能较好地生长于沸石载体孔隙中。固定化后菌株GF31的去除率和比降解速率提高,6 d对100 mg·L^-1氯氰菊酯的去除率由37%提高至61.4%,游离细胞和固定化细胞对于300 mg·L^-1的氯氰菊酯的平均比降解速率分别为487和917 mg·[L·d·(g细胞干重)]^-1。固定化细胞对pH和高浓度氯氰菊酯的耐受性显著增强,在pH 10或者菊酯浓度为800 mg·L^-1时仍能保持一定的降解活力。投加固定化细胞对实际土壤进行生物强化修复,其降解过程可用一级动力学方程来描述。与自然降解相比,氯氰菊酯的半衰期t_1/2由34.3 d缩短至8.02 d,显示出固定化细胞良好的强化修复效果。     

SBR反应阶段污染物去除规律及有机污染物降解动力学分析

通过考察序批式间歇活性污泥法(SBR)工艺反应阶段COD和NH_3-N、TN含量随曝气时间的变化趋势,研究SBR反应阶段污染物的降解规律。结果表明,曝气0.5 h,COD去除率达到80%;曝气3 h,COD和NH_3-N去除率分别达到96%和99%以上,达到了GB 18918-2002一级A标准。TN去除率由初始的29%提高到曝气3 h的61.1%,随后其去除率稳定在60%。曝气池内DO含量、ORP、p H的变化能够反映污染物降解程度。动力学模型分析表明,有机污染物降解过程符合1级反应动力学关系S_r=(142.6 mg/L)(1-10~(-0.6t/h)),去除的COD实验值与回归模型拟合值相对误差和相关系数分别为4.02%和0.969。因此该1级反应动力学模型能够预测SBR反应阶段有机污染物的降解规律。     

不同制备温度下水生植物生物炭吸附Cd~(2+)研究

选用水生植物为生物质原料在不同热解温度下(300、500、700℃)制备生物炭,分析3种生物炭理化性质差异,研究吸附影响因子对生物炭吸附Cd~(2+)的影响以及吸附机理。结果表明,随着热解温度的升高,官能团数量减少,灰分增加,pH增大。3种生物炭的吸附过程可用Langmuir等温线较好的拟合,饱和吸附量B500B700B300。吸附动力学过程符合准2级动力学方程,说明以化学吸附为主。pH在2～6时,生物炭的吸附量随pH增加而增大。随着投加量的增加平衡吸附量减小,去除率增大。水生植物生物炭去除Cd~(2+)的机理可能是阳离子-π作用、离子交换、沉淀、络合反应。水生植物生物炭是一种能有效去除水中Cd~(2+)的吸附剂。     

耐低温复合菌剂制备及在寒区人工湿地应用

针对低温条件下人工湿地系统中微生物活性下降,导致处理效果明显下降的问题,进行了低温人工湿地生物强化试验研究。在低温4℃条件下进行复合菌剂制备并投加入潜流人工湿地中进行生物强化。结果表明:脱氮菌剂构建实验中,复配比例为氨化菌∶亚硝化菌∶硝化菌∶反硝化菌=2∶3∶1∶2时氨氮及总氮降解效率最佳,去除率分别为16.59%和17.86%。复合菌剂构建实验中,除碳菌和脱氮菌剂体积比为4∶1氨氮、总氮的去除率两方面来看效果最佳,去除率分别为21.34%,18.59%。应用于潜流低温人工湿地模拟装置中,可使氨氮去除率提高5.78%,总氮去除率提高7.69%,并且总氮出水达到一级A标准。但投加10 d后各指标出水浓度均上升,因此需以10 d为周期反复投加。     

稻壳生物炭/过硫酸盐降解水中四环素的研究

以稻壳为原料,制备了稻壳生物炭,并运用FTIR、XRD等进行表征,详细研究了稻壳生物炭/过硫酸盐体系对水中四环素的去除效果和机制,并对四环素降解过程进行了动力学分析。结果表明,制备的稻壳生物炭对过硫酸盐具有良好的活化性能,能协同过硫酸盐实现四环素的高效去除。稻壳生物炭/过硫酸盐体系对四环素的去除率显著高于单一生物炭、过硫酸盐体系和活性炭/过硫酸盐体系。稻壳生物炭/过硫酸盐体系降解100 mL浓度10 mg/L四环素的最佳工艺条件为：生物炭投加量3 g/L,过硫酸盐投加量12 mmol/L,反应温度60℃,初始溶液pH为5.5,反应时间为120 min。该条件下,四环素的去除率达93.9%。FTIR证实,制备的稻壳生物炭表面富含羟基、羧基等含氧官能团,可活化过硫酸盐产生更多硫酸根自由基。此外,水中共存阴离子对降解过程存在不同程度的抑制作用。动力学分析表明,四环素降解过程符合一级反应动力学模型;自由基猝灭实验证实,反应体系主导自由基为硫酸根自由基。