1株海洋石油降解菌的筛选鉴定及其固定化研究

从受石油污染的海洋沉积物中分离得到1株能以柴油为唯一碳源生长的菌株LHOD-2,通过形态特征、生理生化及16SrDNA序列分析,初步鉴定菌株LHOD-2属于埃氏假交替单胞菌(Pseudoalteromonas espejiana).利用聚氨酯泡沫为载体制备固定化菌,并对其降解特性进行考察.实验结果表明,菌株LHOD-2的最佳生长降解条件为温度25~30℃,pH 7.0~8.0,盐度(体积分数)3%~3.5%,转速150r/min.在最佳条件下,LHOD-2对800mg/L柴油在120h内的降解率达到85%(质量分数).聚氨酯泡沫载体具有大孔网状结构,利于菌株生长和传质,固定化菌降解柴油的速率明显高于游离菌.     

固定化复合耐冷菌特性和效能研究

通过活性污泥在低温(4-8℃)下的驯化、培养和分离,得到6株低温耐冷菌.采用固定化技术将其固定在聚氨酯填料上.提高了生物法处理低温生活污水的效率,COD去除率提高了30%.同时解决了常规固定化颗粒易破碎而无法实现工程应用的问题.通过对耐冷菌生物膜生物量和酶活性分析,探讨了固定化混合耐冷菌处理低温废水的机理.     

泡沫陶瓷的制作及其吸附和脱色作用探讨

以膨润土、陶土，滑石粉和稀土氧化物为主要原料，用聚氨酯泡沫塑料作载体，制作成一种泡沫陶瓷吸附剂，其比表面达７．８５×１０４ｃｍ２／ｇ，对溶液中铬的吸附和对污水的脱色处理作了初步试验，结果表明能使含铬浓度由１０００μｇ／Ｌ降至４００μｇ／Ｌ，能使污水色度降低１／８倍     

煤系硅藻土-海藻酸钙协同固定化光合细菌去除废水氮磷实验

以煤系硅藻土和海藻酸钙为复合载体材料,采用微流控方法,通过煤系硅藻土的亚微米连通多孔结构和海藻酸钙三维凝胶网络结构的协同作用,将光合细菌的沼泽红假单胞菌固定化,以提高固定化光合细菌去除废水氮磷的降解效能。选取化学需氧量(COD)、氨氮(NH_3-N)和总磷(TP)为污水的定量分析指标,探讨温度、光照强度、投放频率和投放量等环境因素对复合固定化光合细菌颗粒处理污水中氮磷的去除效能的影响。实验结果表明,煤系硅藻土-海藻酸钙协同固定化光合细菌去除废水氮磷的最优实验工艺条件为:温度30℃,光照强度为30×10~3lx,投加频率1/2 d~(-1),投加量20 g·L~(-1)。当复合固化颗粒处理废水6 d后,对废水氮磷的COD,NH_3-N和TP的去除率分别达到78.2%,78.7%和79.8%。     

藻菌固定化用于市政污水深度脱氮除磷及藻体产油研究

 污水再生利用是解决水资源与能源危机的重要途径,采用微藻深度处理污水并生产生物质能源是一大热点。针对市政污水深度处理,以活性污泥为固定化细菌,采用小球藻和栅藻,分别比较了固定化藻菌、固定化微藻,以及悬浮态微藻在藻体生长、污水脱氮除磷和微藻产油方面的差异,拟实现对市政污水深度脱氮除磷的同时实现微藻油脂的诱导富集。结果表明,固定化藻菌对氮磷的去除效果优于固定化微藻和悬浮态微藻,且固定化藻菌中微藻油脂质量分数最高。当市政污水NH₄⁺-N 和PO₄^3--P 的初始质量浓度分别为25 和3 mg/L 时,固定化栅藻菌培养4 d 后能够完全去除水体中的氮磷,而固定化藻菌中小球藻的油脂质量分数可达到16.5%。     

深海锰结核作生物固定化载体处理染料废水

用深海锰结核作生物固定化载体,在气升式反应器内进行了对比实验.结果表明:结核作固定化载体处理废水,可有效地降低废水中的化学耗氧量(COD)、生物耗氧量(BOD)、固体悬浮物(SS)、色度等,并可打开难降解的苯环.固定化微生物脱色机理是载体吸附和细菌降解双重作用.处理后的污水可作为J13菌的有效营养和碳源,作为微生物浸出深海锰结核中有价金属的培养基.固定化微生物在染料废水处理中有实用价值.     

不同载体填充率下一体化A/O生物膜反应器的启动特性

以聚氨酯泡沫和聚丙烯空心环为生物膜载体,考察不同载体填充率下采用一体化缺氧/好氧(A/O)生物膜反应系统R1和R2处理低C与N质量浓度之比(ρ(C)/ρ(N))生活污水的启动特性.系统R1中,缺氧、好氧区载体填充率分别为45％和20％;系统R2中,缺氧区和好氧区载体填充率分别为60％和30％.研究结果表明:R1和R2系统启动周期分别为27 d和24d,R1更宜进行实际应用;启动完成后,R1和R2好氧区内生物膜含量分别为87.8％和79.5％,为减小一体化反应器的沉淀区体积和在后续运行中取消污泥回流提供了可能;缺氧区中,聚氨酯泡沫填充率60％时较45％时更有利于前置反硝化对有机物的利用.载体流化加强了好氧区生物膜的同步硝化反硝化(SND)能力和水力负荷适应性,但延长了启动周期,SND效果可模糊反映生物膜的形成过程;固定载体缩短了好氧区的启动周期,但形成的生物膜易受水力负荷冲击.     

污水高效处理和资源化的固定化微生物技术研究

采用功能化大孔载体FPUFS并以载体结合法固定化高效微生物菌群B350，所得固定化B350置于曝气池中构成一个有效容积为1500L的固定化微生物-曝气生物滤池（I-BAF）污水处理系统。通过对进水与出水氨氮（NH4^ -N）、挥发酚及化学耗氧量（COD）的检测分析，以煤气厂焦化污水的现场连续运转处理为例对I-BAF系统的处理效果进行了系统研究。研究了I-BAF系统对实际工业污水的处理性能，得出了I-BAF系统的去除COD、挥发酚和氨氮的效果曲线。结果表明：I-BAF系统对煤气厂焦化污水具有较好的处理效果，在进水COD为3450mg/L，NH4^ -N为451mg/L，挥发酚177mg/L，色度120倍时，处理出水COD为57.5mg/L，NH4^ -N.285mg/L，挥发酚0.498mg/L，色度为12。这一处理效果是现行其他方法难以达到的，因此本研究对污水的高效处理和资源化具有重要的意义。     

大孔径载体固定化微生物复合高级催化氧化法处理城镇污水研究

研究了用大孔径载体固定化生物复合高级催化氧化法处理城镇污水的方法。实验表明,大孔径载体固定化微生物复合高级催化氧化法处理城镇污水效果显著。在反应时间为6h,p H=7,H2O2=0.02ml/L的条件下,COD、NH3-N和SS的去除率分别达到93%、70%和92%,出水水质达到中水回用标准。该催化剂是以一定粒度的活性炭为载体,加入Fe SO4,Mn O2,Al203和Si O2多种活性组份复合而成,不易失活,可重复利用。     

包埋法固定化微生物技术中的载体选择及在污水生物处理中的应用

较详细介绍了包埋法固定化微生物技术中不同种类包埋载体的特点,比较分析了不同载体的使用对污水生物处理效果的影响,指出了包埋法的应用范围.     

多孔载体存在下生物脱氮技术

为有效去除污水中的含氮物质 ,在体积为 3.5 L 的鼓泡曝气塔内使用模拟污水 ,研究了同时硝化和反硝化过程。实验过程中 ,在鼓泡曝气塔中投入占总体积 10 %的多孔聚氨酯载体 ,以实现微生物的固定化。实验表明 ,投加载体后 ,实验体系中含氮物质的去除效率明显提高 ;在 16～ 6 4L /h气体体积流量范围内可以在 3h内得到接近于 10 0 %的NH+ 4- N去除率 ;证明了采用补充碳源的方法可以有效提高NH+ 4- N去除率。     

脱色菌藻聚生体系代谢组及固定化分析

以曲霉Aspergillus sp.XJ-2和小球藻C.sorokiniana XJK构建的聚生体系相对单一微藻具有更好的染料降解效果,利用靶向代谢组学技术分析比较单一小球藻与聚生体系中小球藻的代谢水平差异,结果显示聚生体系中小球藻有129种代谢产物显著上调,65种代谢产物显著下调,通过代谢产物分析推测真菌可促进小球藻糖、脂代谢水平,从而加速菌藻体系对染料的降解。为提高聚生体系的稳定性及重复利用率,选择聚氨酯泡沫固定化菌藻聚生体系,当菌藻接种比例为1∶2,固定化载体投加量为0.8 g·L^-1,菌藻接种同时投加载体,pH值为6,温度为25℃,转速为160 r·min^-1的条件下,4 d固定化菌藻共生体系对分散红的脱色率可达98.8%。该体系可耐受较高的盐浓度,且能耐受一定染料浓度的波动。该聚生体系还可同时有效去除废水中氮磷,可多次重复使用,具有工业化应用潜力。     

固定化反硝化菌的脱氮性能

利用聚乙烯醇等通过包埋方式固定化反硝化菌,制备了一种微生物载体,对其生物传质性能进行了验证,碳酸氢钠溶液最适体积分数为0.6%.利用所制备微生物载体对金属表面处理废水进行脱氮处理,考察了处理过程中碳氮质量浓度比、载体填充率等因素对水中氨氮、硝态氮、亚硝态氮、总氮的影响,结果表明当碳氮质量浓度比为2.0,载体填充率为20%时,污水中氨氮质量浓度低于0.1 mg/L,硝态氮、亚硝态氮、总氮处理效率均高于95%.固定化反硝化菌为微生物水处理技术提供了更广阔的应用空间.     

玻璃微珠表面改性方法及其对硬质聚氨酯泡沫性能的影响

研究了用偶联剂处理玻璃微珠的方法及其对全水发泡硬质聚氨酯泡沫的微观形貌和压缩性能的影响.试验结果表明,通过适当的方法可以将偶联剂以氢键或化学键的方式连接到玻璃微珠表面,经过偶联剂处理的玻璃微珠与硬质聚氨酯泡沫基体具有较好的相容性和界面强度.并且用玻璃微珠K46(偶联剂KH550处理)增强的聚氨酯泡沫压缩强度和压缩模量有提高.     

浸渍工艺制备网眼多孔陶瓷载体研究

选用普通陶瓷原料利用聚氨酯泡沫体成型制备出了一种性能优良的多孔陶瓷催化剂载体。并对如何改善有机泡沫体的挂浆量和造孔工艺之于载体性能的影响作了深入探讨,为优化网眼多孔陶瓷载体提供重要参考。     

利用游离和固定化米根霉发酵生产L（＋）—乳酸的动力学研究

利用间歇动态发酵法，研究了游离米根霉和聚胺脂泡沫固定化米根霉发酵生产Ｌ（＋）－乳酸过程的动力学行为，结果表明葡萄糖浓度对Ｌ（＋）－乳酸的生成具有明显的抑制作用，聚胺脂泡沫是较好的米根霉固定化载体。     

蒙脱石K-10固定糖化酶研究

蒙脱石是一种优良的吸附剂,采用吸附法将其作为固定化糖化酶的载体研究固定化糖化酶的性质,结果表明:每克固定化酶的活力3442U;固定化酶的最适pH值是4.8,比游离酶增加了0.2个单位;固定化酶反应的最适温度是60℃,比游离酶升高了5℃;固定化酶的半衰期为12d;固定化酶的Km=14.3g/L,为游离酶的1.47倍.     

地方成果

固定化微生物曝气生物滤池废水处理技术固定化微生物曝气生物滤池(IBAF技术)新型废水处理技术经过对化工污水、炼化污水、焦化污水及生化污水等高难度生产污水的处理研究,处理出水皆可达到国家一级排放标准。与传统生化处理技术相比,IBAF技术具有处理容积负荷高、水力停留时间短、处理效率高、耐冲击性能强、运行稳定、占地面积小、管理方便等优点,并可使运行成本降低约30％,对工业污水和城市污水,尤其是高难度有机污水的处理与传统生物法污水处理技术相比具有不可替代的技术优势。     

污水处理的固定化微生物与游离微生物性能的比较

固定化微生物技术在污水处理中的应用已经引起越来越多的重视.本文重点研究固定化微生物处理焦化污水时的主要性能.通过对进水与出水氨氮(NH4+-N)、挥发酚及化学耗氧量(COD)的检测分析,考察了温度、pH值、氨氮和有机负荷等对固定化微生物性能产生的影响,采用电镜和光镜观察了固定化微生物的形态,并通过克氏定氮法测定了高效微生物菌群在FPUFS载体上的生物负载量,得出了固定化微生物系统去除COD、挥发酚和氨氮的工艺设计参数.结果表明:固定化微生物在温度为10-55℃、pH值4-11范围内具有较好的活性,200mg/L以上的NH4+-N以及150mg/L以上的NH3对硝化菌及亚硝化菌没有抑制.在有机负荷较高的情况下,仍具有较好的硝化作用.在满足出水中COD≤100mg/L,及NH1+-N≤15mg/L时,相应的容积负荷分别为:COD容积负荷最大为8.91kg/m3·d,NH4+-N容积负荷最大为1.16kg/m3·d.在固定化微生物系统中,生物负载量为32g/L,好氧、兼性和厌氧菌同时存,硝化和反硝化同时进行,丝状微生物较为发达,这为高浓度、难降解有机物及高氨氮污水降解奠定了基础.本文还在相同条件下与游离微生物性能进行了比较,说明固定化微生物技术在各个方面所表现出的性能都较后者具有明显的优势.     

根霉脂肪酶催化合成单甘酯的研究

采用聚氨酯类材料为载体固定化根霉BUCT-11发酵生产脂肪酶.对根霉BUCT-11游离脂肪酶催化反应的工艺条件进行了优化,采用双温程等手段以后,产物中单甘酯质量分数可达47.5%.固定化细胞简单处理后,用于甘油解反应,在最佳条件下双温程后,单甘酯质量分数达到35.5%.文中实现了根霉BUCT-11发酵产物的综合利用,降低了单甘酯合成中酶的成本,因而具有良好的工业应用前景.