Characteristics of Pb<Superscript>2+</Superscript> biosorption with aerobic granular biomass

Experimental studies were conducted on the feasibility of aerobic granular biomass as a novel type of biosorbent for Pb^2＋ removal. The results show that the initial pH, Pb^2＋ concentration （Co） and biomass concentration （X0） affected the biosorption process significantly. Both the Freundlich and Langmuir isotherm models describe the biosorption process accurately, with correlation coefficients of 0.932 and 0.959 respectively. The Pb^2＋ biosorpUon kinetics is interpreted as having two stages, with the second stage described reasonably well by a Lagergren pseudo-second order model. Moreover, the surface change of granular biomass after the Pb^2＋ biosorption process appears to be caused by ion exchange and metal chelation according to the analysis results of Environmental Scanning Electron Microscopy （ESEM） and Energy Dispersive X-ray Spectroscopy （EDX）.     

酿酒酵母吸附Zn~(2 )和Cd~(2 )的动力学

为了去除废水中的重金属离子,研究了用酿酒酵母吸附金属离子Zn2 和Cd2 的生物吸附动力学。实验结果表明,当Zn2 和Cd2 初始浓度为1mmol/L时,Zn2 和Cd2 在酿酒酵母上的吸附过程进行得很快,在3h内即可达到吸附平衡。用准二级动力学方程式描述Zn2 和Cd2 在酿酒酵母上的吸附动力学行为(R2>0.99)。经计算得出,酿酒酵母吸附Zn2 和Cd2 的动力学参数k2分别为48mg/(mg·min)和19mg/(mg·min);平衡吸附量qe分别为6.974mg/g和12.77mg/g。酿酒酵母废菌体可用于处理低浓度含Cu2 和Cd2 的废水。     

Cu2+对好氧颗粒污泥理化特性的影响分析

以普通活性污泥为接种污泥,葡萄糖和乙酸钠为碳源,在SBR反应器中培养好氧颗粒污泥,考察不同质量浓度Cu2+(0 mg/L、1 mg/L、3 mg/L、5 mg/L和10 mg/L)冲击作用对好氧颗粒污泥理化特性的影响。结果表明,随着Cu2+质量浓度从0 mg/L上升至10 mg/L,好氧颗粒污泥的理化特性均受到不同程度的影响。质量浓度为1 mg/L和3 mg/L的Cu2+对COD和NH+4-N的去除率影响较小,而质量浓度为5 mg/L和10 mg/L的Cu2+对COD和NH+4-N的去除率影响较大。随着Cu2+质量浓度的增加,好氧颗粒污泥的丝状菌逐渐增多,污泥浓度不断下降,沉降性能急剧恶化;密实度降低,结构越来越松散,粒径出现两极分化的现象,而且在质量浓度为10 mg/L的Cu2+作用下颗粒污泥解体。     

好氧颗粒污泥的培养及其性能

为探讨好氧污泥颗粒化过程及其性能,在气升式间歇反应器中培养好氧颗粒污泥,并对模拟生活污水的处理效果进行连续监测.实验表明,成熟好氧颗粒污泥性能良好,沉降速度最高为33.85m/h,SVI降到了32.24L/g,颗粒强度达到82.63%,颗粒污泥的耗氧速率(OURw)为1.20mg/(g·min)-1.这些理化指标均优于普通的活性污泥,所形成的好氧污泥颗粒长期稳定存在.好氧颗粒污泥对污染物的去除能力较强,COD去除率高达96.10%,氨氮和总磷的去除率也高达80%,且出水水质稳定.     

温度对4-氯酚在厌氧颗粒污泥上吸附性能的影响

为考察温度对生物吸附性能的影响,采用传统的静态试验方法,以4-氯酚为吸附质,厌氧颗粒污泥为吸附剂,研究了温度对4-氯酚在厌氧颗粒污泥上吸附性能的影响。实验结果表明:不同温度下4-氯酚在厌氧颗粒污泥上的吸附可以很好地用Langmuir吸附等温方程(L方程)和Freundlich吸附等温方程(F方程)进行描述。L方程和F方程的相关系数R2分别在0.92～0.99和0.82～0.97之间,25℃时达到最高,分别为0.97(L方程)和0.99(F方程)。结果还表明,温度是影响4-氯酚在厌氧颗粒污泥上吸附的重要因素,随着温度的增高,平衡吸附量降低,4-氯酚在厌氧颗粒污泥上的吸附过程为放热过程。     

温度对4-氯酚在厌氧颗粒污泥上吸附性能的影响

为考察温度对生物吸附性能的影响,采用传统的静态试验方法,以4-氯酚为吸附质,厌氧颗粒污泥为吸附剂,研究了温度对4-氯酚在厌氧颗粒污泥上吸附性能的影响。实验结果表明,不同温度下4-氯酚在厌氧颗粒污泥上的吸附可以很好地用Langmuir吸附等温方程(L方程)和Freundlich吸附等温方程(F方程)进行描述。L方程和F方程的相关系数R2分别在0.92～0.99和0.82～0.97之间,25℃时达到最高,分别为0.97(L方程)和0.99(F方程)。结果还表明,温度是影响4-氯酚在厌氧颗粒污泥上吸附的重要因素,随着温度的增高,平衡吸附量降低,4-氯酚在厌氧颗粒污泥上的吸附过程为放热过程。     

岩石对Zn^2＋、Pb^2＋的竞争吸附特征

采用紫外一可见分光光度法以及原子吸收分光光度法,对岩石静态吸附Pb^2 、Zn^2 的特征进行了研究,结果表明,砂岩从含Zn^2 的溶液中吸附Zn^2 、从Pb^2 和Zn^2 混合溶液中吸附Pb^2 和Zn^2 以及角砾岩从Pb^2 和Zn^2 混合溶液中吸附Pb^2 的过程均是类分形的;角砾岩和砂岩对铅的吸附速率大于锌,在铅存在的情况下锌的吸附能力减弱;角砾岩和砂岩对铅离子的吸附量相差不大,但角砾岩对锌离子的吸附能力强于砂岩。     

污泥负荷对好氧颗粒污泥运行稳定性的影响

为实现好氧颗粒污泥的工业化应用,以絮状活性污泥为接种污泥,在气升式间歇反应器(SBAR)中培养好氧颗粒污泥,探讨在颗粒污泥成熟后,不同的污泥负荷对好氧颗粒污泥运行稳定性的影响。结果表明:污泥负荷过高或过低都会对好氧颗粒污泥的稳定性有所影响。在SBAR中,污泥负荷为1 kg/(kg.d)时,好氧颗粒污泥的沉降性能和降解效果均好于污泥负荷为0.6和1.4 kg/(kg.d)时,其SVI平均为28.04 mL/g,COD、氨氮的去除率分别为91.37%和86.04%。当反应器运行77 d时粒径大于0.6 mm的颗粒仍占6.13%。     

SBR反应器中好氧颗粒污泥培养及其除污性能

以普通絮状活性污泥为种泥,采用人工配水,在SBR反应器成功培养出好氧颗粒污泥.反应器运行7 d后已有部分污泥颗粒化,20 d后颗粒污泥大部分已经形成并处于稳定状态.研究表明,稳定后的好氧颗粒污泥平均直径5~6 mm,沉降速度29~72 m/h.COD的平均去除率为92.5%,NH3-N的平均去除率可达75.5%, TP的平均去除率为95%,表明该好氧颗粒污泥具有很好的除污能力.     

啤酒酵母对废水中Cu~(2+)的生物吸附特性

为了用生物吸附法去除废水中铜离子,实验了用工业废弃酿酒酵母吸附Cu2+离子的生物吸附特性。结果表明:酵母吸附Cu2+的吸附平衡时间为3h,最佳条件为初始pH 4~5之间,温度20~30℃。在初始质量浓度为5.0~63.5mg/L,Cu2+去除率达到56%~22%。Langmuir方程比Freundlich方程更好地描述酵母对Cu2+平衡吸附行为。啤酒酵母吸附Cu2+为自发过程。利用废弃啤酒酵母去除废水中Cu2+是可行的。     

好氧颗粒污泥的快速培养与污泥特性分析

为研究不同沉淀时间对污泥颗粒化过程的影响,采用序批式反应器,通过逐步缩短沉淀时间快速培养出好氧颗粒污泥.研究结果表明:在此过程中,污泥浓度逐渐降低,沉降性逐渐改善,污泥中无机质含量逐渐增加;不同沉淀时间所培养的污泥粒径不同,且污泥平均粒径与沉淀时间具有很好的负相关性;只有沉淀时间小于5min,才能形成颗粒污泥.污泥胞外聚合物(EPS)含量分析结果表明多糖在污泥颗粒化过程中起主要作用;在沉淀时间从7 min缩短至5 min的污泥颗粒化过程中,胞外聚合物中多糖的含量(以VSS计)由(140.98±19.54) mg/g增加到(310.79±50.86) mg/g;缩短沉淀时间是序批式反应器中快速培养好氧颗粒污泥的有效策略,且污泥快速好氧颗粒化要求的沉淀时间不能长于5 min.     

生物絮凝剂对好氧污泥颗粒化性能及其种群结构的影响

为了加速好氧污泥的颗粒化进程,在好氧颗粒污泥培养的过程中投加生物絮凝剂,研究其对颗粒污泥理化性能的影响。利用分子生物学手段分析颗粒污泥的种群结构,探讨生物絮凝剂促进污泥颗粒化的作用机理。结果表明,生物絮凝剂的投加使污泥颗粒化的时间由56 d缩短为28 d,形成的颗粒具有良好的疏水性能和沉降性能。DGGE分析显示颗粒污泥的群落多样性十分丰富,总共测序的28个OTUs中,存在较多的是Actinobacteria和Proteobacteria的α和γ亚群,大约占OTUs总数的64.3%。而且投加的能分泌胞外多糖黏液的菌种Devosia hwasunensis strain HST2-16T、Tetrasphaera elongate在颗粒形成和维持其稳定性方面起到了重要的作用。     

SBR反应器中好氧颗粒污泥形成过程中对氮磷的降解特性

以葡萄糖为主要碳源,采用城市污水处理厂曝气池絮状活性污泥为接种污泥,在自制的序批式反应器(sequence batch reactor,SBR)中持续培养45 d,通过提高SBR反应器中水力剪切力、增加污泥沉降速度和提高活性污泥的有机负荷等手段不断改变SBR反应器的运行条件,发现当化学需氧量(chemical oxygen demand,COD)负荷为3.97 kg/(m3·d),SBR反应器中表面上升气体流速为0.021 8 m/s时,培养出的好氧颗粒污泥直径可达2～5 mm,污泥浓度值和污泥容积指数(sludge volume index,SVI)分别为4 200 mg/L和50 mL/g,SBR反应器中培养出的好氧颗粒污泥对COD,总氮(total nitrogen,TN),总磷(total phosphorus,TP)的去除率分别可达到93％,82％和82％.本实验通过对污泥颗粒化转化过程的研究表明:从絮状活性污泥向颗粒污泥转化是一种逐步形成的过程,整个45 d的培养过程可划分为4个不同阶段,即接种活性污泥微生物相互黏附阶段、细菌聚集体的稳定阶段、细菌集合体的成熟阶段和好氧颗粒污泥最终形成4个阶段.     

壳聚糖-沸石杂化膜的制备及其对pb2+吸附性能的研究

制备了壳聚糖-沸石杂化膜,对其进行热重和扫描电镜表征,就壳聚糖-沸石杂化膜对pb2+的吸附行为进行了探讨.沸石的加入使壳聚糖膜产生了孔穴,增大了比表面积,提高了吸附性能.实验结果还表明沸石与壳聚糖质量比4∶5为最佳配比,吸附的最佳溶液pH为5.0,温度对吸附作用的影响比较小.壳聚糖沸石杂化膜对pb2+的吸附符合Lang...     

接种污泥对好氧污泥颗粒化影响的实验研究

为了加快污泥颗粒化进程,在气升式内循环序批反应器中,取普通絮状活性污泥和在絮状污泥中添加一定比例的好氧颗粒污泥分别为接种污泥,进行好氧颗粒污泥的培养,探讨其对污泥颗粒化速度及生物降解性能的影响。结果表明,接种污泥中适量添加颗粒污泥能使颗粒成熟时间由35 d缩短为28 d,缩短了反应器启动时间,培养的成熟颗粒污泥具有较好的沉降性能和降解性能,SVI稳定在36 mL/g左右,沉降速度达36.23 m/h,COD、氨氮和总磷的去除率分别达到97.86%、90.23%、89.60%。     

酿酒酵母吸附Zn2+的特性及其动力学研究

为利用啤酒酵母生物吸附去除重金属离子,以酿酒酵母为例,研究了无缓冲溶液体系对Zn离子的吸附特性和动力学。结果表明,当Zn2 的初始浓度是5.23~52.32 m g.L-1,酵母浓度约1.0 g.L-1时,初始pH值约5.6,反应38 h时,酵母对Zn2 吸附量为2.57~42.82 m g.g-1,去除率达到76.4%~92.8%,pH值升高0.55~1.28。酵母吸附Zn2 的动力学过程复杂,高浓度条件下脱附现象严重,仅部分反应时段符合准二级动力学方程。Zn2 初始浓度越高,准二级速率方程的常数越低,初始反应速率越快。酿酒酵母可以用于吸附除去水体中的Zn离子。     

铅对沉水植物龙须眼子菜光合作用的影响

采用实验室内植物块茎培养沉水植物的实验方法,研究了不同质量浓度Pb2+胁迫下龙须眼子菜的生长状况及光合作用参数的变化.结果表明:随着Pb2+浓度的提高,植株高度受到抑制、叶片黄化、植株根部部分变灰腐烂;叶绿素含量显著降低且与铅浓度呈现显著负相关;核酮糖二磷酸羧化酶活性先升高后降低,酶活性与Pb2+浓度呈显著负相关;磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶活性变化小;碳酸酐酶活性先降低后上升.     

大连驯化生物膜对水体铅吸附的研究

通过对比不同浓度铅离子存在条件下生物膜菌群的生长量,判断其对铅离子的耐受性;挑选吸附性强的菌群扩大培养,进一步作菌群驯化和铅的吸附试验;通过驯化前后吸附曲线和膜菌群的镜检观察对比,了解生物膜菌群在铅污染过程中的自净机制,为驯化生物膜处理含铅污染水体作了基础研究.     

氨基磺酸铵-细菌纤维素对Pb~(2+)的吸附性能及机理

为了提高细菌纤维素(BC)对重金属离子的吸附性能,以细菌纤维素为原料通过化学修饰的方法对其进行改性,制备了新型的重金属离子吸附剂氨基磺酸铵-细菌纤维素(ASBC).同时将制得的ASBC用于吸附重金属Pb2+,考察了其对Pb2+吸附性能,并对吸附机理进行了初步研究.结果表明:pH值是影响氨基磺酸铵-细菌纤维素对Pb2+吸附效果的重要参数,对Pb2+的吸附符合二级反应动力学特征和Langmuir吸附等温方程,并具有良好的线性,说明ASBC对Pb2+是典型的单分子层吸附;静电吸引和螯合作用是吸附的主要机理之一.     

灭活大肠杆菌吸附铅离子的实验研究

研究了反应条件对灭活大肠杆菌吸附铅离子的影响，实验结果表明，在起始浓度ρ(Pb^2 )为10～100mg／L范围内，吸附量为1．832～21．248mg／g(干生物体)，反应在10分钟内达到吸附平衡，最佳反应温度和pH值分别为30℃和6，离子浓度与吸附量之间的关系符合Freundlich等温吸附方程，K值为2．3281，n值为1．7668。