收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

溶解氧和铵微电极的研制及在生物膜中的应用研究

孟千秋  
【摘要】: 目前国内对生物膜的研究较多集中在载体选择、反应器传质特征、优化控制等宏观领域,由于缺乏有效的测定工具,难以实现生物膜微观领域的系统研究,不能进一步解析生物膜内微环境的反应机理,微电极技术能够量化生物膜内部微观环境中的物质变化,对建立微观理论、指导实践具有重要的意义。 本文制作了溶解氧和铵微电极,并对微电极的线性范围、响应时间、稳定性、使用寿命等性能进行了检测。在研制出性能良好的微电极的基础上,通过测定生物滤池和流化床反应器中生物膜内微观环境中各种物质浓度的变化,验证了微电极在生物膜微观环境测定中的适用性,并研究了生物膜内部各种物质的反应特征。得出如下主要结论: (1)溶解氧微电极的检测下限为7.2×10~(-4)mol/L,线性回归性较好,回归系数达到0.9999,回归曲线基本上成一条直线,标准曲线斜率为0.0788,使用寿命在一个月以上。 (2)铵微电极的线性响应范围为10~(-1)~10~(-5)mol/L,标准曲线斜率为-59.2mV/log[NH_4~+],比较接近理论值-59mV/log[NH_4~+],回归系数达到0.9991,电极响应时间t_(90)≤5s,使用寿命因制作上的差异而略有差别,一般为3天左右。 (3)利用微电极对生物滤池反应器中生物膜内的硝化反应进行了测定。结果表明:当NH_4~+的浓度从15 mg/L增加到30 mg/L时,NH_3-N的去除率略有降低,但当培养半个月后去除率增加到75.1%。五种微电极测定的结果与宏观结果测定基本吻合。NH_4~+的浓度为30 mg/L时,用分光光度法测定出水并没有检测出硝酸盐和亚硝酸盐。利用微电极从微观角度分析溶液中NH_4~+浓度的降低有两方面原因,一方面是因为生物膜的吸附作用,使铵传质到生物膜内;另一方面是微生物将液相中的有机物通过铵化作用转化为氨氮。 (4)利用微电极对生物流化床反应器中生物膜内的硝化反应进行了测定。结果表明:当C/N=20和C/N=5时,溶解氧在整个生物膜内均未被耗尽,两种情况下都有硝化反应发生。与C/N=20相比,C/N=5时NH_3-N的去除率提高5.1%,这说明保持COD浓度不变时,NH_3-N浓度的适量增大有助于提高NH_3-N的去除效率。当C/N=2时,溶解氧到达生物膜内部时被完全耗尽,但却没有发生硝化反硝化作用。与前两个条件相比NH_3-N的去除率显著降低,只有68.5%。这是因为保持COD浓度不变时,铵浓度的不断增加导致溶解氧消耗殆尽,溶解氧成为硝化反应的限制因素。 (5)微电极从微观角度验证了生物膜中发生的硝化反应,并量化了内部DO、NO_3~-、NO_2~-和NH_4~+的浓度变化。测定结果表明微电极作为微观测定工具在生物膜中应用的可行性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 杨造燕;短暂时间内污水水膜流过生物膜表面时的净化研究[J];天津大学学报;1983年04期
2 刘雨,王岐东;生物膜增长动力学模型[J];北京轻工业学院学报;1997年02期
3 张震元;日本创立工业应用生物膜功能研究会[J];中国生物工程杂志;1987年06期
4 孙佩石,黄若华,杨显万,杨海燕;有机废气的生化处理实验研究[J];云南化工;1995年04期
5 蒋锋,吴建元;生物流化床处理含硫污水净化水的探讨[J];石油化工环境保护;1996年02期
6 徐元勤,韩月玲;好氧生物膜滤床去除COD及NH_3-N的研究[J];大连水产学院学报;1997年01期
7 孙润广,王永昌;生物膜分子的液晶态构象与运动[J];原子与分子物理学报;1998年S1期
8 孙岩,陈怡,林涛,李庆凤,杨秀琴;烷基糖苷与生物膜的相互作用及其溶血活性[J];表面活性剂工业;1998年02期
9 李天成,李鑫钢,王大为,袁绍军,冯霞;一种处理含重金属离子有机废水的新工艺[J];化工进展;2002年08期
10 肖文胜,徐文国,杨桔才;曝气生物滤池中生物膜的活性研究[J];北京理工大学学报;2003年05期
11 高丹,王英刚,夏永旭;生物膜填料塔净化二氧化硫烟气初步实验研究[J];沈阳大学学报;2003年04期
12 康春莉,苏春彦,董德明,郭平,赵宇侠;自然水体生物膜胞外多糖吸附铅和镉的研究[J];吉林大学学报(理学版);2005年01期
13 曾二丽,孙珮石,束嘉秀,王洁;生物膜填料塔净化二氧化硫废气初探[J];云南化工;2005年01期
14 张鹏,苏宏;生物膜系统同时硝化和反硝化的实验研究[J];环境科学与技术;2005年03期
15 于萍,崔小强,杨帆,黎拒难,杨秀荣;表面等离子体共振技术研究生物膜的进展[J];分析化学;2005年04期
16 ;机械、仪表工业废物处理与综合利用[J];环境科学文摘;2005年04期
17 王磊,杨永哲,张开龙,王旭东,王志盈,佐藤久,福士宪一;生物膜氨氧化及对硫酸盐还原的影响[J];中国给水排水;2005年09期
18 花修艺,董德明,费珊珊,郑娜,李鱼;自然水体生物膜各组分吸附铅和镉时共存铅、镉的相互影响[J];环境化学;2005年06期
19 尹疆,李小明,吴永明,廖德祥,金科,董远湘;限氧亚硝化-厌氧氨氧化新工艺评述[J];净水技术;2005年05期
20 黄理辉;马鲁铭;王红武;;催化铁内电解法对胞外聚合物形成的影响[J];中国环境科学;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘源;杨燃;李继遥;周学东;;植物凝集素对口腔细菌凝集粘附和生物膜形成的作用[A];全国第八次牙体牙髓病学学术会议论文汇编[C];2011年
2 叶淼;赵芸;Matt Goering;Gary Eldridge;胡金锋;;大红钓钟柳抑制生物膜活性成分的研究[A];第七届全国天然有机化学学术研讨会论文集[C];2008年
3 隋森芳;;从分子到细胞——生物膜研究发展的动力[A];第七届全国生物膜学术讨论会论文摘要汇编[C];1999年
4 叶晓敏;陆春;;解脲脲原体生物膜与多重耐药[A];中华医学会第16次全国皮肤性病学术年会摘要集[C];2010年
5 殷雅俊;;生物膜纳米管网络中的力学[A];2008年全国生物流变学与生物力学学术会议论文摘要集[C];2008年
6 江文;杨继君;陈兴平;;白念珠菌生物膜的形成及其耐药机制的研究进展[A];湖北省暨武汉微生物学会真菌专业委员会2007年学术年会大会报告集[C];2007年
7 徐瑞宏;廖万清;;新生隐球菌生物膜动物模型构建及PMT4对生物膜的影响[A];2009全国中西医结合皮肤性病学术会议论文汇编[C];2009年
8 陈佺;;生物膜与后基因组时代[A];后基因组时代的基因功能研究——青年科学家论坛第八十次活动论文集[C];2003年
9 董德明;花修艺;郑娜;费姗姗;李鱼;;自然水体生物膜各组分吸附铅镉时共存铅镉间影响研究[A];第二届全国环境化学学术报告会论文集[C];2004年
10 吴骏逸;陆维昌;陈邦林;;新型悬浮材料上的生物膜降解氮的研究[A];中国化学会第十届胶体与界面化学会议论文摘要集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李双阳;生物膜的结构与性质关系的模拟研究[D];北京化工大学;2010年
2 于林;硫酸盐还原菌生物膜电活性及腐蚀机理研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2011年
3 刘倩;丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶Stk在表皮葡萄球菌生物膜形成中的作用及其机制研究[D];复旦大学;2011年
4 孙凤军;大肠杆菌生物膜的形成及其耐药质粒传递和调控的研究[D];第三军医大学;2009年
5 李华林;表皮葡萄球菌细胞间粘附素基因功能及表达调控的研究[D];复旦大学;2004年
6 李敏;附属基因调节系统(agr)-Ⅰ型对表皮葡萄球菌生物膜形成调节关系的研究[D];复旦大学;2005年
7 李天成;重金属有机废水电生物修复及生物膜结构与生物吸附模拟[D];天津大学;2003年
8 梁丽华;藻菌共生生物膜系统修复煤炭矿区污染水体的研究[D];西北大学;2012年
9 张志勇;气动内循环反应器及反硝化除磷特性研究[D];大连理工大学;2006年
10 徐瑞宏;PMT4在新生隐球菌生物膜形成及其耐药中的作用[D];第二军医大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 孟千秋;溶解氧和铵微电极的研制及在生物膜中的应用研究[D];西安建筑科技大学;2008年
2 陈蓉;生物膜滴滤床内两相流动与传输特性[D];重庆大学;2003年
3 赵宇侠;自然水体生物膜有机组分对铅、镉吸附特征研究[D];吉林大学;2004年
4 闫萍;大鼠铜绿假单胞菌慢性肺部感染生物膜的致病作用研究[D];广西医科大学;2004年
5 何振坤;好氧BACF膜的形成机制与水处理应用[D];北京化工大学;2002年
6 葛剑平;粘性放线菌在生物膜和浮游状态合成胞外多糖的比较研究[D];四川大学;2004年
7 宁美芝;变形链球菌单菌种早期生物膜的结构和胞外多糖作用的初步探讨[D];四川大学;2006年
8 黄弘;Ni~(2+)对变异链球菌单菌种生物膜影响的研究[D];四川大学;2007年
9 徐琛;谷氨酰胺合成酶对Escherichia coli和Pseudomonas putida生物膜形成的影响[D];山东大学;2009年
10 冯春华;SBBR工艺脱氮除磷性能的研究[D];北京化工大学;2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 孙琪;顶级专家聚蓉 研讨防治“生物膜”[N];四川日报;2011年
2 辽君;生物膜让“老慢支”久治不愈[N];卫生与生活报;2003年
3 田建军;生物膜为污水处理提供新模式[N];经济参考报;2004年
4 建轩;生物膜:污水处理新技术应用的先锋[N];中国房地产报;2004年
5 岭;解除细菌感染的武装[N];医药经济报;2002年
6 记者 毛黎;美科学家设计出硅半导体膜[N];科技日报;2007年
7 本报记者 李颖;生物膜+微孔曝气 净化水体初战告捷[N];中国花卉报;2006年
8 陈喜军 雷剑;精确定“靶” 一枪毙“敌”[N];医药经济报;2002年
9 记者 缪琴 李凌翌;薄如蝉翼生物膜 让坏死细胞“起死回生”[N];成都日报;2006年
10 张海龙 陈茂樑;治疗烧烫伤新型生物膜诞生[N];健康报;2006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