生物淋滤法对污泥中Zn Cu的去除效果及污泥养分损失研究

采用序批式摇床培养，在污泥中分别接种10％的氧化亚铁硫杆菌菌液与氧化硫硫杆菌菌液，研究了不同菌种对生物淋滤法去除城市污泥中重金属Zn和Cu效果的影响。结果表明，氧化亚铁硫杆菌能够较快速启动生物淋滤，使污泥系统中的Zn在第2d就有了97．8％的去除，并保持到结束；Cu在第4d有了37％的去除并持续升高。而氧化硫硫杆菌则在第6d才对Zn和Cu有了较好的去除。2种金属的溶出与pH值有一定的相关性，zn在pH值3．0～4，0时就有很高的去除率，而Cu在pH〈3．0时才有较好的去除。在去除重金属的同时，污泥中营养成分（TN、TP、TK、有机质）的损失也较高，特别是TP的损失量最高可达到70％。以氧化亚铁硫杆菌为优势的生物淋滤系统中污泥的营养损失大于氧化硫硫杆菌为优势的系统。     

土壤中嗜酸性氧化亚铁硫杆菌的分离鉴定及其性能研究

采用改进型Leathen培养基直接从辽宁省抚顺市红透山铜矿附近的土壤中分离到了一株高度嗜酸的氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)菌株(暂命名为R2).鉴定表明,该菌株为革兰氏阴性细菌,在扫描电镜下观察该菌株为短杆状,菌体大小为(0.4±0.2)μm×(1.6±0.4)μm.最适pH值2.0,化能自养型,能利用亚铁、单质硫和硫代硫酸钠生长,不能利用葡萄糖、蛋白胨生长.并且以16S rDNA序列同源性为基础构建了17株已报道菌种在内的系统发育树,将16S rDNA测序结果输入Genebank以Blast软件进行序列同源性比较,结果显示与氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans)的多株细菌具有较高的同源性(>99%),其中与Acidithiobacillus.ferrooxidans strain TGS的相似性达到100%,与标准株Acidithiobacillus ferrooxidans strain ATCC33020相似性为99.3%,结合其生理生化特性可以确定该菌为氧化亚铁硫杆菌种.序批式试验法研究表明.接种该株菌可有效溶出土壤中重金属,经过5 d的生物淋滤,Cu、Cr、Zn、Cd的最高去除率分别达到30.6%、16.3%、58.4%和72%.     

氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)对重金属富集植物腐蚀作用研究

为了获得重金属富集植物生物法预处理的最佳工艺条件,实现其资源化利用,以黑麦草(Lolium perenne)为材料,探究氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans,T.f)在不同接种量和不同浓度底物添加剂(S0、Na2S2O_3、Fe SO4、Fe S和Fe0)条件下对黑麦草的腐蚀作用,通过扫描电镜进一步观察其对细胞壁的破坏情况。结果表明:氧化亚铁硫杆菌对黑麦草具有较好的腐蚀作用,各接种量(5%~15%)之间差异较小,反应第10 d,10%接种量处理组中黑麦草的纤维素降解率达40.97%,半纤维素降解率达77.49%,木质素降解率达19.33%。投加底物添加剂后,氧化亚铁硫杆菌对纤维素降解率有明显提高。总体来看,添加14 g·L~(-1)的S0对黑麦草的降解效果较好,纤维素、半纤维素及木质素的降解率分别达到81.31%、82.29%、26.02%,此条件下铀、铬、镉的浸出效率均较高。在氧化亚铁硫杆菌及底物添加剂的作用下,除Fe S、Fe0处理组外,其他各处理组的pH值均呈下降趋势,反应10 d后,pH值最低降至1.0左右,pH值的降低能有效提高半纤维素降解率,但与纤维素及木质素的降解率无明显关系。扫描电镜结果表明氧化亚铁硫杆菌对黑麦草细胞壁有较强的破坏作用。氧化亚铁硫杆菌对黑麦草具有很好的腐蚀效果,并且能充分利用底物添加剂提高黑麦草中纤维素降解率。后期需进一步考虑提高氧化亚铁硫杆菌对木质素的降解效率及黑麦草中重金属的回收率。     

利用土著硫杆菌生物沥浸去除猪粪中重金属的研究

为探讨利用土著硫杆菌去除猪粪中重金属的可行性,通过摇瓶实验探究了初始pH值、初始接种量和温度对生物沥浸去除猪粪中重金属效果的影响,并研究了采用气提式反应器生物沥浸处理猪粪的效果。摇瓶实验研究结果表明,接种土著氧化硫硫杆菌后,28℃下180 r·min^-1摇床培养6 d,锥形瓶中猪粪的pH值下降至2左右。生物沥浸10 d,猪粪中Cu、Zn、Mn的浸出率均可达到90%以上。采用气提式反应器进行生物沥浸,初始接种量5%,系统温度30℃±2℃,曝气量2 L·min^-1,Cu、Zn、Mn、Cd的最终浸出率分别为91.9%、94.8%、97.9%、92.5%。研究表明,利用土著硫杆菌可以在不进行预酸化的条件下有效去除猪粪中的重金属。     

微波处理对氧化亚铁硫杆菌浸铜效果的影响

利用不同功率的微波对蒸馏水进行不同时间的处理,并配成培养基研究微波对氧化亚铁硫杆菌浸出铜的影响。试验结果表明,微波处理水对细菌浸矿有促进作用,10 min处理的效果最好。随着微波辐射强度的增加,金属的浸出率也相应增加。用微波700 W处理3min,铜浸出率达28.01%。     

异亮氨酸对嗜酸氧化亚铁硫杆菌胞外多聚物的影响

为提高生物冶金效率,研究了添加异亮氨酸对嗜酸氧化亚铁硫杆菌胞外多聚物组分、嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长和吸附能力的影响。结果表明:与对照相比,添加异亮氨酸的嗜酸氧化亚铁硫杆菌生长周期明显缩短,Fe2+的耗尽时间缩短,培养后期Fe2+剩余量明显降低。最高菌密度提高17%,环境pH降低20.45%,胞外多聚物中蛋白质组分提高16.84%,多糖组分提高5.05%。培养时间为72h时,添加异亮氨酸的嗜酸氧化亚铁硫杆菌菌液EPS吸附量为54.520 8μg·mL-1,比对照提高了44.05%。整个生长周期中,异亮氨酸对菌液中游离EPS含量影响不大。     

氧化亚铁硫杆菌的磁性及铁源种类对磁小体合成的影响

氧化亚铁硫杆菌,通过氧化二价铁或还原态无机硫化物获得能量,在细胞内能合成磁性纳米颗粒。通过扫描电镜和透射电镜对氧化亚铁硫杆菌菌体进行分析。探讨了该菌的趋磁性以及不同铁源对菌体生长和磁小体合成的影响。结果表明:生长于9K培养基的细菌能够合成磁小体,单个细胞的磁小体数目大概为2个;干燥菌体和湿菌体都能被磁铁吸附;当有外加磁场时,细菌在半固体平板和光学显微镜下均可见趋磁性;氧化亚铁硫杆菌生长和磁小体合成的最佳铁源均为硫酸亚铁。     

生物滴滤塔脱除SO2工艺的影响因素试验研究

将分离得到的氧化亚铁硫杆菌固定在以"竹炭 陶粒"组合填料的生物滴滤塔中,分析了挂膜过程中生物量的变化,研究了进气SO2质量浓度、空塔停留时间和喷淋液密度等因素对脱硫率的影响.结果表明,以"竹炭 陶粒"组合填料的生物滴滤塔,对氧化亚铁硫杆菌固定化效果良好,可以有效去除SO2.在进气SO2质量浓度≤6 000 mg.m-3范围内,喷淋液密度为0.306~1.834 m3.m-2.h-1,停留时间≥39.2 s时,滴滤塔可获得较好的SO2去除效果,去除效率均在85%以上;对该滴滤塔,在停留时间为45.2 s,喷淋液密度为0.917 m3.m-2.h-1时,相应的临界体积负荷为159.18 g.m-3.h-1.     

黑曲霉菌对污泥中重金属的淋滤效果

[目的]研究黑曲霉菌对污泥中重金属的淋滤效果。[方法]采用分批摇床培养,研究了淋滤时间、污泥含量、接种量、初始pH以及碳源浓度对污泥中重金属去除率的影响。[结果]淋滤体系控温30℃、碳源含量8%、接种量为2×106个(孢子)/L、污泥含量1.0%的条件下,经过12 d的淋滤处理,黑曲霉对污泥中Zn、Cd、Cu、Pb的去除率分别可达到83.6%、87.8%、70.4%和75.6%。[结论]黑曲霉淋滤法可有效去除污泥中的重金属。     

光合细菌和枯草芽孢杆菌在污水处理中的应用

分别利用光合细菌和枯草芽孢杆菌及它们的混合菌对污水进行处理,并通过各个指标比较各种处理对污水的净化修复情况,结果表明,试验组与对照组都能明显净化水质,试验组中,亚硝酸盐氮都有大幅度下降,其中混合菌效果最好,去除率达到71.96%;氨氮也有不同程度下降,混合菌效果最好,去除率为86.13%;活性磷酸盐也有下降,其中枯草芽孢杆菌降解效果最好,去除率为87.08%;化学需氧量(COD)也有不同程度下降,混合菌和枯草芽孢杆菌降解效果最好,去除率为58.73%;溶解氧有大幅度上升,其中混合菌的溶氧增加率为87.75%。     

MTBE高效降解菌的分离鉴定及降解特性研究

通过对取白天津大港油田的土著菌进行培养驯化，分离筛选得到适宜MTBE（甲基叔丁基醚）降解的优势菌种，经生理生化实验结果、菌落特征、菌体形态以及16S rDNA测序结果，鉴定出该菌种为蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus，利用间歇反应实验确定了MTBE降解的适宜条件：温度为25℃，pH值为8．5，接种量30％。     

不同条件下黄铁矿氧化行为的研究

研究了淹水、湿润和干燥条件下有无氧化亚铁硫杆菌参与对淋溶柱中黄铁矿氧化行为的影响。结果表明 :在淹水和干燥条件下 ,黄铁矿氧化十分缓慢 ,氧化亚铁硫杆菌不能加速黄铁矿的氧化 ;而在湿润条件下 ,氧化亚铁硫杆菌能显著加速黄铁矿的氧化速度。 30℃恒温 ,经 143d培养后 ,5 0 0mL循环淋洗收集液中SO2 -4 的累积释放量为 46 90mg ,为未接菌对照的 2 6倍 ,pH从初始的 6 8降至 2 8。有氧化亚铁硫杆菌参与作用的矿石样品经扫描电子显微镜观察 ,表面多洞穴 ,而未接菌的矿石表面仍较平整。黄铁矿的氧化速率与Eh有关 ,Eh >0 6 0V时 ,矿石氧化作用强烈 ;而Eh <0 6 0V时 ,矿石氧化作用微弱。     

猪用发酵床菌种优化组合的研究

【目的】筛选适用于西北地区猪用发酵床的最佳使用菌种,比较分析不同菌种配比对发酵效果的影响.【方法】以兰州当地的土著菌种、实验室保存的纤维分解菌群和购买的商业菌种为供试材料,共设7个处理,分别为:100%土著菌种(A1)、100%纤维分解菌群(A2)、100%商业菌种(A3)、30%土著菌种+70%纤维分解菌群(B1)、70%土著菌种+30%纤维分解菌群(B2)、50%土著菌种+50%纤维分解菌群(),不添加任何发酵菌种的处理组(CK).在模拟发酵床条件下,通过测定床体20cm处温度、垫料含水率、氨气浓度、硫化氢浓度、孔隙度等指标,选择最佳菌种配比.【结果】A3处理20cm处平均温度最高(36.23±2.24)℃,显著高于A2和CK处理(P0.05),但与A1、B1、B2和B3处理差异不显著(P0.05);B2、B3和A3处理氨气平均浓度相对较低;B1、B2和A3处理硫化氢平均浓度相对较低;A3处理垫料孔隙度平均值最高(87.91±0.91%),CK处理垫料含水率平均值最高(61.12±0.78)%,与其他处理差异不显著(P0.05).【结论】B2、B3和A3处理发酵效果均较理想.     

净化SO_2气体的固定化微生物性能研究

利用SO2气体对某污水处理厂氧化沟采集的微生物进行诱导驯化,得到以氧化亚铁硫杆菌为优势菌的脱硫菌,研究了该固定化微生物脱硫菌在不同环境条件下的性能。结果表明,固定化后的微生物对热、pH等的稳定性提高,对金属等有毒物质的毒性抵抗力增强。     

豆粕固态发酵生产优质高蛋白饲料的菌种筛选试验

[目的]为筛选生产优质高蛋白饲料的菌种研究提供依据。[方法]选择4个菌种,通过平板培养、单菌和混菌发酵试验,对豆粕固态发酵生产优质高蛋白饲料的菌种进行筛选。[结果]结果表明:酵母菌和枯草芽孢杆菌混合菌种作用于豆粕可以提高其粗蛋白含量;枯草芽孢杆菌M5094与热带假丝酵母C3161混菌发酵豆粕效果最好,发酵反应48h后,豆粕的粗蛋白含量增加了11.50%,增加率为36.43%。[结论]选择酵母菌和枯草芽孢杆菌2种菌作为豆粕固态发酵生产优质高蛋白饲料的复合菌种。     

客土改良铜尾矿对香根草生理特征及重金属吸收的影响

为了探究不同客土改良方式对尾矿修复的效果,将香根草盆栽试验分别在尾矿掺土(掺土10%和20%)和覆土(覆土5 cm和10 cm)改良条件下进行,并对改良后基质的性质以及植物的生理生态特征和重金属含量进行测定。结果表明:客土加入铜尾矿后,提高了基质营养元素含量,降低了有效态重金属含量(Mn、Cu、Zn、Cd和Pb),改善了铜尾矿基质环境。客土改良后,香根草生物量和光合色素含量都出现不同程度提高,其中覆土10 cm对促进植物生长的作用效果最显著。同时,4种改良方式都能降低植物体中MDA含量和抗氧化酶(SOD、CAT和POD)活性,有效缓解重金属的生物毒性。两种掺土改良处理对香根草体内重金属含量没有较大影响,覆土改良促进了植物根对重金属的吸收,香根草根部Mn、Cu、Zn、Cd和Pb含量在覆土10 cm处理中分别比对照(不加土壤的铜尾矿)增加104.71%、47.47%、103.13%、61.54%和47.82%,掺土改良不改变香根草体内重金属的转运特征,香根草仍将重金属积累在根部以维持较高的重金属抗性,覆土改良可以增加香根草根部重金属的富集,有效固定尾矿中的重金属。研究表明,客土改良方式能够有效改善铜尾矿理化性质,促进植物生长,缓解重金属胁迫。     

碱渣废水微生物处理研究初探

为研究混合菌在厌氧及好氧条件下对碱渣废水的处理效果,筛选高效的降解菌株,以进一步提高碱渣废水的生物处理效率,将混合菌加入到含有环己酮作为唯一碳源的基础培养基中进行活化,活化后的菌种先在厌氧条件下处理污水,出水再进行好处理,最后从混合菌剂中筛选CODCr处理效率高的微生物。混合菌在厌氧处理过程中CODCr最高去除率达到70%,出水后经好氧处理去除率可以达到60%~70%。从混合菌中筛选得到了一株好氧菌,处理效果较稳定,去除率为60%~65%,该菌株经初步鉴定为Nocardia(诺卡氏菌属)。     

土壤重金属生物淋滤修复过程中廉价碳源的筛选研究

在室内模拟实验条件下,重点研究了一步和二步生物淋滤过程中黑曲霉利用各种廉价碳源替代蔗糖产酸修复重金属污染土壤的效果.结果发现,杨树叶、桃树叶、土豆皮去除重金属效果较好.其中杨树叶对冶炼厂土壤中重金属去除率分别为Cu 63.5%、Cd 100%、Pb 16.8%和Zn 27%;桃树叶去除效果分别为Cu 61.8%、Cd 100%、Pb 14.6%和zn 28.5%;土豆皮去除效果分别为Cu 61%、Cd 100%、Pb 10.6%和Zn 34%.廉价碳源的使用可降低污染土壤生物淋滤修复成本.     

一株具有抑菌活性的凝结芽孢杆菌的筛选、鉴定及其抗逆性研究

研究采用MRS培养基平板钙溶圈法结合琼脂扩散牛津杯法进行抑菌性能评估,获得一株具有产酸和抑菌活性的芽孢杆菌菌株CA04121。该菌株对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌均具有明显抑制作用,在模拟胃液中处理180 min存活率达到72.7%,在0.6%的胆盐溶液中处理6 h存活率达到54.5%。通过形态特征、生理生化特征以及gyrB基因进化分析结果,鉴定为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans),该菌种保藏于中国普通微生物菌种保藏中心,保藏编号为CGMCC NO.16244。     

生物沥浸对城市污泥中重金属去除研究

重金属是污泥农用的主要障碍,将氧化硫硫杆菌作为去除重金属的功能微生物,对贵州省贵阳市7个污水处理厂的污泥样品分别进行15 d的生物沥浸处理,对整个生物系统中的pH值、污泥中所含的Pb、Cd、Cr、Zn、Cu等重金属物质的去除效果以及所含有的有机质、全氮、全磷、全钾等营养物质含量的损失率进行分析。结果表明,体系中pH值在沥浸后160 h开始下降; pH值的下降增强了重金属物质的迁移,有利于重金属物质的去除,也有利于除去污泥中的病菌,同时体系中S0的生物转化率缓慢提高,生物沥浸结束后,样品中Pb、Cd、Cr、Zn、Cu的去除率分别为45. 31%～65. 11%、58. 57%～78. 67%、64. 28%～84. 41%、85. 78%～91. 64%、21. 20%～61. 87%,而污泥有机质、全氮、全磷、全钾的含量平均损失率分别为8. 63%、7. 02%、40. 14%、12. 78%,污泥剩余养分含量和重金属含量满足CJ/T 309—2009《城镇污水处理厂污泥处置农用泥质》标准的标准值。