收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

可渗透固定化硫酸盐还原菌反应墙的碳源缓释规律与可利用性研究

杨茜  
【摘要】:根据硫循环原理利用生物法处理酸性矿山废水(Acidic Mine Drainage,简称AMD)是当前的研究热点,其中利用硫酸盐还原菌(Sulfate reducing bacteria,简称SRB)对酸性矿山废水进行厌氧生物处理和可渗透反应墙原位治理备受人们关注。碳源作为SRB生长的能源和电子供体,是影响硫酸盐还原菌处理酸性硫酸盐废水的一个重要的经济因素,国内外很多学者大量研究了廉价易得的污泥和生物质作为SRB营养源的可行性。但利用生物质固定化SRB技术处理酸性矿山废水及生物质在PRB系统中的缓释规律;污泥与生物质填充在可渗透反应墙(PRB)系统中,污染地下水的温度、pH、水力停留时间等因素对污泥和生物质作为碳源被利用率的影响;及生物质固载产品活性评价、固态发酵条件优化、可渗透反应墙生化性能评估等却鲜有报道。 本课题研究可渗透固定化硫酸盐还原菌反应墙以固废(生活污水处理厂的污泥、生物质如玉米芯、木屑等)为缓释碳源,探寻污泥预处理方法,优化污泥发酵参数,建立以SiR酶活评价生物质固载SRB产品活性等指标体系研究生物质在模拟废水中的转化或缓释规律,建立固废转化为SRB可利用优质碳源和均衡营养的新工艺体系,以期提高固废的利用效率和可渗透反应墙固定化硫酸盐还原菌生化性能。主要实验过程及结果如下: (1)建立生物质固载SRB生物量检测方法:研究固态发酵产品粗酶液制备条件:浸泡介质、浸泡时间、超声功率、超声时间、预处理方式等对酶活的影响,确定了亚硫酸盐还原酶(SiR)作为SRB胞外酶表征其生物活性具有可行性。实验结果表明,先浸提后超声处理的酶活值显著高于单一超声或浸提,但超声升温影响难以控制。由正交实验确定粗酶液制备条件为:2g固态发酵产品经磷酸盐缓冲液25mL、浸提60min,酶活值为1.0799U/g。生物质固载SRB酶活检测方法的建立为固态发酵产品活性评价、可渗透反应墙生化性能评估提供了方法。 (2)污泥预处理及厌氧发酵产酸优化:研究四种预处理方法(机械搅拌、调pH、加表面活性剂、超声破壁)对污泥的溶胞作用。以优化后预处理污泥为底物接入厌氧菌进行污泥厌氧发酵,研究不同因素对污泥发酵产物的影响、SRB对VFAs的利用率。实验结果表明:酸性或偏中性(pH2-3、pH6)利于甲酸积累,pH2-5的范围利于乙酸积累;而常温(10℃~20℃)适于丙酸的积累,偏高温(20℃~35℃)更适合丁酸积累;根据SRB利用短链脂肪酸(VFAs)进行代谢生长的酶活值、对S042-处理效率等表明SRB对VFAs的利用率大小排列为:丙酸丁酸乙酸,符合任南琪等人研究结果。 (3)生物质类载体缓释降解规律及影响因素:选取三种生物质(玉米芯、木屑、甘蔗渣)研究其缓释规律,建立生物质水解动力学模型。实验结果表明:玉米芯浸提液COD值与还原糖值呈近似线性关系,溶解COD值与还原糖值的比值大约在240左右;还原糖浓度与投加量关系为y=0.0425x+0.1491,可用于实际运行计算C/S。根据玉米芯水解实验数据建立了玉米芯在中低温条件下的水解动力学模型,产糖率CG=k1·(e-klt-e-k2t)/(k2-k1),mg/g;确定不同温度下还原糖生成速率以及降解速率常数,还原糖水解活化能Ea为33342.213kJ/mol;指前因子为3.068×105,说明玉米芯作为缓释碳源在中低温条件下易水解,为以玉米芯为介质固载SRB构建PRB原位治理酸性矿山废水提供了理论依据。 (4)硫酸盐还原菌(SRB)固定化产品制备:为解决PRB中菌种接种、扩大培养问题,研究固态发酵法固载SRB。选取生物质粒径、初始含水率、接种量三因素,响应面法确定各生物质载体固态发酵的最优条件并验证,结果表明:以玉米芯为载体最佳发酵条件为:粒径8~20目、含水率70%、接种量10%,优化后SiR酶活为2.7385U/g;木屑:粒径1~8目、含水率80%、接种5%,优化后SiR酶活为2.4863U/g;甘蔗渣:8-20目、含水率75%、接种10%,优化后SiR酶活为4.2960U/g。用固载产品处理模拟酸性矿井水S042-,以1/v对1/[s]作图,建立玉米芯固载SRB菌的处理S042-动力学方程为V=1.657[s]/(1950.45+[s])。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 王明义;梁小兵;郑娅萍;赵由之;魏中青;;硫酸盐还原菌鉴定和检测方法的研究进展[J];微生物学杂志;2005年06期
2 周彪;谭志琼;;硫酸盐还原菌落活性的研究[J];污染防治技术;2008年03期
3 蔡靖;郑平;张蕾;;硫酸盐还原菌及其代谢途径[J];科技通报;2009年04期
4 李建军;叶广运;陈进林;孙国萍;梁世中;;一株硫酸盐还原菌的分离鉴定和系统发育分析[J];微生物学通报;2009年10期
5 张金钟;匡飞;周雄;彭宇光;文韵豪;;嗜热硫酸盐还原菌研究进展[J];化学工程与装备;2009年10期
6 周洪波;李莹;张新;梅航菲;胡培磊;邱冠周;;一株硫酸盐还原菌的分离鉴定及生物学特性研究(英文)[J];微生物学杂志;2009年05期
7 袁琦;崔玉雪;陈庆强;吕宝一;谢冰;;崇明东滩潮间带硫酸盐还原菌及有机质含量的初步研究[J];环境科学;2010年09期
8 赵波;贺承祖;李冬菊;;硫酸盐还原菌的微生物防治[J];科技导报;2012年23期
9 罗亚楠;蔡昌凤;黄志;;耐酸性硫酸盐还原菌的驯化及处理硫酸盐的研究[J];安徽工程大学学报;2013年01期
10 吕人豪;苗桂时;扈芝香;;几种土壤的硫酸盐还原菌(Desulfovibrio desulfuricans)的研究[J];微生物学报;1973年01期
11 吕人豪;李栋;刘琦;;土壤腐蚀网站硫酸盐还原菌的研究[J];微生物学报;1992年01期
12 赵宇华,叶央芳,刘学东;硫酸盐还原菌及其影响因子[J];环境污染与防治;1997年05期
13 陈效;孙立苹;徐盈;杨方星;;硫酸盐还原菌的分离和生理特性研究[J];环境科学与技术;2006年09期
14 魏利;马放;王继华;赵立军;;油田硫酸盐还原菌快速定量检测方法[J];环境科学;2007年02期
15 马放;魏利;山丹;周皓;可宝庆;;硫酸盐还原菌Anaerofilum pentosovorans A9鉴定及其生长因子研究[J];哈尔滨工业大学学报;2007年02期
16 潘嘉川;邵宗泽;曹宏斌;盛宇星;;硫酸盐还原菌的分离纯化方法[J];微生物学杂志;2007年05期
17 马保国;胡振琪;张明亮;陈胜华;王萍;黄晓燕;;高效硫酸盐还原菌的分离鉴定及其特性研究[J];农业环境科学学报;2008年02期
18 何帅;毛学强;唐重莉;孟祥娟;王碧清;冯玉军;;硫酸盐还原菌在油田中的防治方法及研究进展[J];油气田环境保护;2011年03期
19 谢日彬;李锋;于亮;向安;万钢;;硫酸盐还原菌对油田的腐蚀状况及其微生物防控机理[J];山东化工;2011年07期
20 周波;;新肇油田硫酸盐还原菌的产生原因及处理方法探讨[J];化学工程与装备;2012年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 阿丽娜;王黎;严巧凤;张皓;关婷;;硫酸盐还原菌的分离及其生理特性研究[A];科技创新与产业发展(A卷)——第七届沈阳科学学术年会暨浑南高新技术产业发展论坛文集[C];2010年
2 刘常宏;;海岸潮间带盐沼湿地硫酸盐还原菌及氧化菌的特性及分布[A];第二届全国微生物资源学术暨国家微生物资源平台运行服务研讨会论文摘要集[C];2010年
3 戚鹏;张盾;;基于氧化锌/硫化锌阵列转化检测硫酸盐还原菌[A];中国海洋湖沼学会第十次会员代表大会2012海洋腐蚀与生物污损学术研讨会摘要集[C];2012年
4 邱廷省;彭艳平;;硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水的研究与应用[A];合作 发展 创新——2008(太原)首届中西部十二省市自治区有色金属工业发展论坛论文集[C];2008年
5 何世梅;田剑临;余伟明;易绍金;;测试瓶法快速检测循环水中硫酸盐还原菌[A];’2004全国水处理技术研讨会暨第24届年会论文集[C];2004年
6 李相波;王佳;李文军;严莉;;硫酸盐还原菌生长曲线与低碳钢腐蚀行为之间的相关性[A];第十三次全国电化学会议论文摘要集(下集)[C];2005年
7 赵毅;陈诚;;硫酸盐还原菌处理湿法烟气脱硫产物的实验研究[A];第十届中国科协年会论文集(二)[C];2008年
8 苏宇;陈天虎;吕剑;王进;金杰;彭书传;;稻草为碳源硫酸盐还原菌处理强酸性矿山排水的实验研究[A];中国矿物岩石地球化学学会第12届学术年会论文集[C];2009年
9 刘艳;党志;;DSRBa处理水中重金属镉的实验研究[A];全国危险物质与安全应急技术研讨会论文集(下)[C];2011年
10 罗婷;景传勇;;硫酸盐还原菌对纳米二氧化钛表面吸附态As(V)的影响[A];中国化学会第28届学术年会第2分会场摘要集[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 匡飞;硫酸盐还原菌对海洋腐蚀行为的影响[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2008年
2 陈悟;硫酸盐还原菌多相分类系统与综合防治方法研究[D];华中科技大学;2006年
3 戚鹏;硫酸盐还原菌的快速检测技术研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2014年
4 马保国;硫酸盐还原菌与固体废物协同修复煤矸石污染的研究[D];中国矿业大学(北京);2009年
5 赵晓栋;硫酸盐还原菌对海洋用钢腐蚀行为的影响及其控制[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2007年
6 韩雅琼;厌氧微生物法同步脱除混合气体中二氧化硫和一氧化氮的工艺研究[D];天津大学;2011年
7 鲍祺;硫酸盐还原菌腐蚀机理及复合杀菌剂的研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 万泰力;油田硫酸盐还原菌腐蚀防护技术研究[D];大庆石油学院;2008年
2 万里;嗜热硫酸盐还原菌的分离鉴定及其生长抑制研究[D];武汉理工大学;2010年
3 徐燕;硫酸盐还原菌抑制剂的研制及抑制效果现场试验[D];西安建筑科技大学;2009年
4 马锦民;硫酸盐还原菌处理含铬(Ⅵ)废水的基础研究[D];华东师范大学;2005年
5 陈涛;硫酸盐还原菌的分离纯化和筛选及其去除重金属铬的研究[D];四川大学;2006年
6 张超;耐高盐高碱硫酸盐还原菌的选育[D];河南工业大学;2011年
7 刘辰雷;肠道内硫酸盐还原菌的多样性分析[D];上海交通大学;2013年
8 周帅;固定化硫酸盐还原菌微球的制备及其去除U(Ⅵ)的性能研究[D];南华大学;2013年
9 刘怀群;硫酸盐还原菌代谢产物对海水中溶解氧电化学还原反应的影响[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2010年
10 王博;生态抑制硫酸盐还原菌活性研究[D];哈尔滨工业大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 潘石;美绘出腐蚀油气管细菌基因组图谱[N];中国石化报;2004年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978