SRT对富集高聚PHA能力嗜盐MMC的影响

调控菌群富集过程的工艺参数,富集具有高PHA积累能力的混合菌(MMC)是发酵生产PHA的第一步也是最重要的一步。采用批式培养条件,集中研究了污泥停留时间(SRT)对PHA积累菌群的富集作用。研究结果表明SRT影响富集MMC的底物降解速率(qS),微生物积累PHA的速率(qP)和PHA积累能力。长SRT(SRT=4 d)导致了较低的qS,qP和PHA细胞含量;过短的SRT(SRT=1 d)则降低了MMC的PHA转化率(YPHA/S)和PHA积累能力,刺激了非PHA积累菌群的快速增殖。研究确定的最佳SRT为2 d,在此条件下富集的MMC最大PHA积累量可达细胞干重的56%。研究证明了SRT在选择嗜盐MMC中的重要作用,为快速富集PHA积累能力MMC奠定基础。     

F/F对嗜盐污泥以乙酸钠为底物生产PHB能力的影响

嗜盐混合菌生产PHB具有较好的成本优势。本研究接种入海口底泥发展嗜盐活性污泥,利用嗜盐活性污泥以两步法工艺生产PHB。在连续300 d的试验中从长期试验、发酵生产PHB以及表观动力学等方面探索了不同盛宴期/饥饿期(F/F)下筛选菌群的PHB积累能力。研究发现F/F作为重要的参数直接影响嗜盐活性污泥的PHB积累能力。在高F/F下非PHB积累菌群成为优势菌,而低F/F下促进高聚PHB嗜盐菌的选择和富集。在F/F≤0.33条件下筛选的嗜盐活性污泥最大PHB含量可以达到细胞干重的46.7%,PHB产率为0.358 mg PHB·(mg Ac)^-1。研究结果将对进一步实现嗜盐污泥生产PHB提供有益的指导。     

pH对嗜盐混合菌发酵挥发性有机酸混合物合成PHA的影响

嗜盐混合菌发酵生产聚羟基脂肪酸酯(polyhydroxyalkanoate,PHA)具有免灭菌程序、产量高、易提取等优势而被广泛关注。集中考察了p H对嗜盐混合菌(MMCs)发酵混合挥发性有机酸(VFA)生产PHA的影响。研究结果表明,在6.5~8.2范围内p H对PHA合成没有明显影响,过高或者过低的p H都会降低PHA合成速率和VFA的吸收速率。发酵体系的p H影响了嗜盐MMC的PHA产量,但是在酸性和碱性条件下却存在不同的影响机制。碱性环境增大了VFA的解离程度,导致MMC对底物的吸收耗费大量的能量,造成VFA吸收速率的下降。这一作用在p H升高至9.2以上时表现显著。酸性环境下,分子态VFA进入细胞后改变了胞内的p H,降低了相关酶和蛋白质的活性,从而影响了底物的利用。当p H?5.2时微生物代谢及底物利用能耗量降低,导致PHA胞内降解利用率降低,刺激了PHA合成量的提高。PHA组分受p H影响不大,初始p H?5.2~10.2时羟基脂肪酸戊酯(hydroxyvalerate,HV)所占比例维持在34.9%~38.3%范围内。本研究对于进一步利用嗜盐MMC发酵含有混合VFA的废弃物生产PHA具有重要的指导意义。     

pH对嗜盐混合菌发酵挥发性有机酸混合物合成PHA的影响

嗜盐混合菌发酵生产聚羟基脂肪酸酯（polyhydroxyalkanoate,PHA）具有免灭菌程序、产量高、易提取等优势而被广泛关注。集中考察了pH对嗜盐混合菌（MMCs）发酵混合挥发性有机酸（VFA）生产PHA的影响。研究结果表明,在6.5～8.2范围内pH对PHA合成没有明显影响,过高或者过低的pH都会降低PHA合成速率和VFA的吸收速率。发酵体系的pH影响了嗜盐MMC的PHA产量,但是在酸性和碱性条件下却存在不同的影响机制。碱性环境增大了VFA的解离程度,导致MMC对底物的吸收耗费大量的能量,造成VFA吸收速率的下降。这一作用在pH升高至9.2以上时表现显著。酸性环境下,分子态VFA进入细胞后改变了胞内的pH,降低了相关酶和蛋白质的活性,从而影响了底物的利用。当pH=5.2时微生物代谢及底物利用能耗量降低,导致PHA胞内降解利用率降低,刺激了PHA合成量的提高。PHA组分受pH影响不大,初始pH=5.2～10.2时羟基脂肪酸戊酯（hydroxyvalerate,HV）所占比例维持在34.9%～38.3%范围内。本研究对于进一步利用嗜盐MMC发酵含有混合VFA的废弃物生产PHA具有重要的指导意义。     

新型后置缺氧工艺处理农村低C/N废水的影响探究

本研究在序批式活性污泥反应器中探究了污泥停留时间（SRT）对新型后置反硝化工艺脱氮除磷的影响。结果表明SRT能影响新型后置反硝化工艺污泥特征，脱氮除磷效率及微生物种群相对丰度。当SRT为15 d时，挥发性悬浮固体/总悬浮固体为0.74，污泥体积指数为106.2 mL/g。营养盐去除分析表明当SRT为15 d，化学需氧量（COD）、总氮（TN）、溶解性磷酸盐（SOP）去除效率为91.2%、78.5%和91.2%，显著高于其他组别。SRT能影响胞内聚合物聚羟基脂肪酸酯（PHA）的合成，当SRT为15 d时，PHA合成量最大为1.68 mmol/g。微生物群落结构分析表明SRT为15 d时，Protebacteria及Bacteroidetes的相对丰度最大且分别为42.3%和12.3%。     

亚硝酸盐对聚磷菌反硝化除磷代谢及N2O产生的影响

以乙酸钠/丙酸交替为碳源的强化生物除磷(enhance biological phosphorus removal, EBPR)系统为研究对象,母反应器内种泥在厌氧/好氧的运行条件下已培养340 d,聚磷菌富集纯度达到92%±3%,考察了不同浓度亚硝酸盐氮(44.64、70.3、94.33、112.36 mg NO₂^--N·L^-1)为电子受体对聚磷菌缺氧吸磷代谢的影响。结果表明,从未经缺氧驯化的高纯度聚磷菌也可以进行反硝化除磷代谢。在缺氧反应过程中NO₂^--N还原速率、PO₄^3--P吸收速率、PHA降解速率随着亚硝酸浓度升高呈下降趋势,但是在初始亚硝酸盐氮浓度最高为112.36 mg NO₂^--N·L^-1条件下,代谢并未停止,此时亚硝酸盐还原速率与磷酸盐吸收速率仍可以分别达到2.61 mg NO₂^--N·(g MLSS)^-1·h^-1和3.0 mg PO₄^3--P·(g MLSS)^-1·h^-1。聚磷菌在以细胞内PHA作为碳源以NO₂^--N作为电子受体反硝化除磷代谢过程中,由于初始亚硝酸盐的抑制作用使NO₂^--N还原速率大于N₂O还原速率,从而产生大量的N₂O积累。初始投加NO₂^--N浓度为44.64、70.3、94.33、112.36 mg NO₂^--N·L^-1时,产生的N₂O占TN的比例分别为63.5%、49.0%、30.2%、24.0%。在底物充足的条件下,代谢中积累的N₂O可以通过延长缺氧搅拌时间,使其转化为N₂。     

以葡萄糖为基质的消化污泥厌氧发酵产氢气的研究

进行了用消化污泥对以葡萄糖为基质的厌氧发酵系统产氢的研究。表明在厌氧产酸阶段 ,通过控制体系的pH值和污泥停留时间 (SRT) ,可以得到较高的产氢量。在 pH值为 5 0、SRT为 6h的条件下 ,产氢能力达到 2 2 98L/L·d ,日均处理葡萄糖COD负荷 8 7kg/m3     

CO2养护压力对植生混凝土碱度及力学性能的影响

本文研究了植生混凝土的碱度及力学性能随CO₂养护压力的变化规律，并结合X射线衍射定量相分析(XRD-QPA)、热重分析(TGA)及扫描电子显微镜(SEM)等方法，探讨了CO₂养护压力对反应速率及产物生成的影响。结果表明：增大CO₂养护压力可提高硅酸三钙(C₃S)、硅酸二钙(C₂S)及氢氧化钙(CH)的碳化速率，同时可快速生成碳化致密层，有利于延缓CH的生成与溶出；碳化反应生成的碳酸钙(CaCO₃)及水化硅酸钙(C-S-H)凝胶增大了水泥石密实度，可有效提升植生混凝土的抗压强度。与常压CO₂养护相比，在CO₂养护压力为0.3 MPa的条件下养护1 h,植生混凝土3 d抗压强度提高了72.8%,28 d抗压强度提高了4.8%,28 d的pH值由11.4降低至8.2。适度提高CO₂养护压力对植生混凝土降碱和增强效果良好。     

污泥龄对复合式膜生物反应器运行特性的影响

在不同污泥龄(SRT)条件下同时运行5套复合式膜生物反应器(HMBR)处理生活污水,进行实验室小试,研究了SRT对HMBR运行特性的影响。试验结果表明,SRT对有机物和营养物质的去除有重要影响,COD、NH3-N、TN和TP平均去除率最高时对应的SRT分别为30、20、30、20 d。此外,过长和过短的SRT均会加剧膜污染,最佳SRT为30 d,对应的膜组件运行周期为117 d。     

SRT对酪蛋白水解物为碳源的EPBR系统的影响

为了探究污泥龄（SRT）对以酪蛋白水解物（Cas aa）为唯一碳源的强化生物除磷（EPBR）系统性能的影响，采用序批式反应器（SBR），在低温条件下考察了SRT对Cas aa为碳源的EPBR中微生物菌群的变化及其污染物去除性能的影响。结果表明，SRT为15 d时，系统除磷性能最佳，除磷率可达95%以上，显著高于其他SRT条件。系统运行典型周期分析表明：当SRT为15 d时，系统的厌氧释磷质量浓度最大，为34.03 mg/L，好氧吸磷质量浓度最大，为48.45 mg/L，除磷效果最优。高通量测序分析结果表明，系统内聚磷菌（PAOs）的组成和结构会随着SRT的变化而变化，SRT为15 d时，系统内全体PAOs相对丰度最高。     

Start up of biological sequencing batch reactor (SBR) and short‐term biomass acclimation for polyhydroxyalkanoates production

BACKGROUND: The adaptation/selection of mixed microbial cultures under feast/famine conditions is an essential step for polyhydroxyalkanoates (PHA) production. This study investigated the short‐term adaptation of a mixed microbial culture (activated sludge) during the start up of a sequencing batch reactor (SBR). RESULTS: Four different SBR runs were performed starting from different inocula and operated at the same organic load rate (8.5 gCOD L^?1 d^?1) and hydraulic retention time (1 day). At 3–7 days from SBR start up, the selected biomass was able to store PHA at comparable rate and yield with those obtained after long‐term acclimation. Independently from the time passed, a short feast phase was the key parameter to obtain PHA storage at high rate and yield in the following accumulation stage (244 mgCOD g^?1CODnonPolym h^?1 for specific storage rate and 48% COD COD^?1 as PHA content in the biomass). The DGGE profiles showed that the good storage performance and the structure of the microbial community were not fully correlated. CONCLUSIONS: The results suggest a new strategy for operating the PHA accumulation stage directly in the SBR, after very short biomass adaptation, instead of using two separate reactors for biomass enrichment and PHA accumulation, respectively. © 2012 Society of Chemical Industry     

SDS对甲烷水合物生成动力学和微观结构的影响

表面活性剂是促进水合物生成的有效手段之一。在高压反应釜中研究了十二烷基硫酸钠（SDS）对水合物生成过程的动力学影响,利用XRD和拉曼光谱探究了SDS存在条件下水合物的微观结构。宏观结果表明SDS缩短了诱导时间,加快了水合物生长速率。微观结果表明SDS没有影响sI型水合物的晶型结构,晶面间距与理想sI型水合物及纯水甲烷对比误差在千分之几。水合物中甲烷在大笼小笼中的拉曼位移分别为2904和2915 cm^-1,SDS没有改变大笼小笼结构。大笼绝对占有率（q_L）接近饱和时,SDS可以进一步提高小笼绝对占有率（q_S）,从微观角度证明了SDS可以减少水合数,提高储气率。     

污泥固体停留时间对实时控制生物脱氮SBR中亚硝酸盐积累的影响

In this study,four sequencing batch reactors(SBR),with the sludge retention time(SRT)of 5,10,20 and 40 d,were used to treat domestic wastewater,and the effect of SRT on nitrite accumulation in the biological nitrogen removal SBR was investigated.The real-time control strategy based on online parameters,such as pH,dissolved oxygen(DO)and oxidation reduction potential(ORP),was used to regulate the nitrite accumulation in SBR. The model-based simulation and experimental results showed that with the increase of SRT,longer time was needed to achieve high level of nitritation.In addition,the nitrite accumulation rate(NAR)was higher when the SRT was relatively shorter during a 112-day operation.When the SRT was 5 d,the system was unstable with the mixed liquor suspended solids(MLSS)decreased day after day.When the SRT was 40 d,the nitrification process was significantly inhibited.SRT of 10 to 20 d was more suitable in this study.The real-time control strategy combined with SRT control in SBR is an effective method for biological nitrogen removal via nitrite from wastewater.     

季节变化对悬浮填料强化硝化效果的影响

为探讨季节变化对典型工程中悬浮填料强化硝化的影响,以青岛市某采用改良A²/O-MBBR工艺的污水处理厂为研究对象,采用静态烧杯试验方法和高通量测序技术,对秋冬两季活性污泥系统与悬浮填料-活性污泥复合系统的硝化反应速率变化以及硝化菌构成进行研究。结果表明：活性污泥系统的比氨氧化速率（K_A）普遍大于其比硝化速率（K_N）,悬浮填料-活性污泥复合系统的K_A与K_N则大体相当;无论是活性污泥系统还是悬浮填料-活性污泥复合系统,其K_A与K_N值均随秋冬季节温度下降而下降,且K_A下降幅度均大于K_N;与活性污泥系统相比,悬浮填料-活性污泥复合系统在秋冬季节能够在相当程度上提高活性污泥系统的K_A和K_N值,尤其在冬季,对K_N的提高程度更加明显;悬浮填料对AOB和NOB均有极强的富集作用,且对NOB的富集效果更好。     

Multifunctional catalysts for de-NOx processes: The case of H3PW12O40·6H2O-metal supported on mixed oxides

The role of a multifunctional catalyst for de-NO_x process has been investigated. The NO_x storage capacity of H₃PW₁₂O₄₀·6H₂O (HPW) was improved by the presence of a noble metal (Pt, Rh or Pd). Both HPW and noble metal were deposited on a specific support (based on Zr–Ce or Zr–Ti). The presence of noble metal in several oxidation states, as evidenced by TPR and IR, involves the possibility of forming different catalytic sites: (i) M⁰ (zero-valent metal) and perhaps (ii) (metal–H)^δ+ from specific interactions between noble metal and the HPW proton. Supports were also able to adsorb and activate NO_x and to generate cationic catalytic sites (M^x+). These cationic sites seem to be the clue for their important activity toward NO_x reduction. This catalyst presents an outstanding resistance to SO₂ poisoning which can be related to NO and NO₂ absorption mechanism in HPW. The use of alternating short cycles of lean/rich mixtures allows us optimising the performance of this catalytic system in terms of both NO_x reduction capacity and NO_x storage efficiency: up to 48 and 84%, respectively (with a 2% CO + 1% H₂ mixture for reducing). Experimental results sustain two hypotheses: first, HPW-metal-support catalyst includes several (independent) catalytic functions required for a de-NO_x process to occur and second, the formation of oxygenate active species must be indispensable for NO_x reduction into nitrogen.     

添加纳米MgO和SiO2颗粒对二元碳酸盐(Li2CO3-K2CO3)比热容的影响

熔盐作为一种新型传热工质,由于其液体使用范围宽,比热容相对较高,蓄热能力强,已被广泛应用于聚热太阳能电站的储热传热介质,而通过增强熔盐的比热容可以显著提高其储热密度。将纳米SiO₂和MgO颗粒分别均匀分散到二元共晶碳酸盐（Li₂CO₃-K₂CO₃）中,制备出两种稳定的纳米流体,采用差式扫描量热法（DSC）分析纳米颗粒对熔盐比热容的影响。实验结果显示,添加20 nm的纳米颗粒对碳酸盐的比热容有显著影响：通过添加纳米MgO和SiO₂颗粒,纳米熔盐比热容相比基盐分别平均提高了27.5%～34.1%,11%～20.7%。经过多个固-液循环后,测得两种纳米流体的比热容变化率均低于4.31%,且具有良好的热稳定性。采用电子扫描显微镜表征纳米流体的微观结构,纳米流体在固态时的SEM图像显示在熔盐表面形成了特殊的纳米结构。     

活性氧化铝基质新型复合吸附剂的制备和储热性能

研制了一种以活性氧化铝为基质、CaCl₂为吸湿盐的新型复合吸附剂,可用于以水为吸附质的热化学吸附储热系统,并对其内部结构、吸附性能和储热性能进行了研究。利用恒温恒湿箱确定出现溶液泄漏现象的最大含盐量,并对30℃和多种相对湿度工况下的动态和平衡吸附特性进行测量,研究了含盐量和相对湿度对吸附剂的吸附特性的影响,结果表明含盐量和相对湿度越大,复合吸附剂的吸水能力越强。利用全自动比表面积与孔隙度分析仪测量材料的比表面积和孔体积,利用同步热分析仪测试了复合吸附剂的储热密度,其中含盐量最高的复合吸附剂的储热密度最高,质量和体积储热密度分别达到0.51 kW·h/kg和610.2 kW·h/m³,具有良好的储热性能。     

纳米粒子对熔盐复合蓄热材料热物性的影响

为了得到SiO₂纳米粒子含量对SiO₂/NaNO₃-KNO₃/EG复合蓄热材料比热容和热导率的影响，通过机械分散法，采用NaNO₃-KNO₃和不同质量分数（0.1%，0.5%，1%，2%，3%）的SiO₂纳米粒子所形成的熔盐纳米材料作为蓄热材料，膨胀石墨（EG）作为基体材料，制备出纳米SiO₂/NaNO₃-KNO₃/EG复合材料。对复合材料的比热容和热导率进行了测量，同时用扫描电镜对其微观结构特征进行了分析。结果表明，SiO₂纳米粒子的质量分数为1%时，复合材料的平均比热容和热导率分别为3.92 J/(g·K)和8.47 W/(m·K)，与其他纳米SiO₂添加比例相比，其比热容和热导率分别提高了1.37～2.17倍和1.7～3.2倍。这是由于复合材料表面会形成高密度的网状结构，这种具有较大比表面积和高表面能的特殊纳米结构可以提高复合材料的比热容和热导率。