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关键词： 酸性矿山废水   硫酸盐还原菌   去除机理   影响因素   生物反应器  

摘要： 酸性矿山废水的处理对环境可持续性至关重要。目前,利用硫酸盐还原菌修复酸性矿山废水因高效经济、环境友好、绿色安全等优势,备受国内外研究学者的关注。因此,本文通过对有关硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水文献进行梳理,综述了酸性矿山废水的来源及危害,总结了硫酸盐还原菌去除酸性矿山废水中高硫酸盐和金属的机理,详细介绍了影响硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水的主要因素,阐述了基于硫酸盐还原的生物反应器系统。最后,对硫酸盐还原菌处理酸性矿山废水的研究进行展望并提出建议。

关键词： 反硝化细菌   筛选   扩增培养   脱氮性能   固定化   生物反应器  

摘要： 为探寻高效经济的反硝化细菌工业化筛选与扩增方法,本研究使用工业级生物反应器完成反硝化细菌的筛选与扩增培养,然后以此为基础制成包埋填料进行污泥活性验证试验。结果表明,污泥的脱氮性能能够实现快速提高,最大脱氮速率为534.7 mg/(L·h),最大比反硝化速率为41.7 mg N/(g MLSS·h),最大污泥增长量为696.5 mg/(L·d),证明反硝化细菌能够实现工业化筛选与生产。结合试验数据,实际生产中,初始污泥浓度的建议值取5 500 mg/L。包埋填料脱氮表现良好,最大脱氮速率为220.6 mg/(L·h)。

关键词： 碳中和   微藻   光生物反应器   生物固碳   废水处理  

摘要： 在碳达峰、碳中和的背景下,我国将逐渐从高碳经济转向低碳经济,并最终实现零碳经济社会体系。微藻既可以通过生产生物质能源的方式实现碳减排,又能以生物固碳的途径助力碳中和,展现出巨大的市场发展潜力与社会环境效应。在实现微藻规模化培养以及高效固碳的过程中,微藻光生物反应器(PBR)发挥着至关重要的作用。目前,虽有大量不同结构的微藻PBR已被研发出来,但能真正高效固碳和微藻规模化培养的PBR并不多,其主要挑战在于如何同时降低微藻PBR的制造、培养、采收成本以及提高微藻固碳能力和生物质产量。综述了不同微藻PBR的基本结构及其优缺点,同时对该领域最新发展及未来发展趋势进行简述,以期为微藻的废水处理和高效固碳提供参考借鉴。

关键词： 红霉素发酵   生物反应器设计   计算流体力学模拟   耗氧速率   时间常数法  

摘要： 红霉素(erythromycin)是由绛红色糖多胞菌(Saccharopolyspora erythraea)发酵生产的次级代谢产物,其生产水平不仅受发酵工艺的影响,也受反应器结构影响。为解决红霉素发酵过程放大问题,本研究采用时间常数法和计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)数值模拟验证相结合的方法设计了500 m^(3)超大规模红霉素耗氧发酵生物反应器。首先,通过对50 L反应器红霉素发酵过程研究,发现溶氧是关键性限制因素,通过氧消耗速率(oxygen uptake rate,OUR)等参数分析计算得到设备的氧供应时间常数t_(mt)需小于6.25s。然后,基于时间常数法和经验关联式理性设计500 m^(3)反应器搅拌桨叶组合方式,即底层BDT8桨叶+两层MSX4桨叶的搅拌桨组合,并通过经验公式及CFD方法对设计结果进行了模拟验证。两种验证方法结果均表明500 m^(3)反应器采取底层BDT8桨叶+两层MSX4桨叶的组合方式时设备的氧供应时间常数小于6.25 s,且反应器内流场特性(如持气率、剪切率和速度矢量等)均能满足红霉素大规模发酵的需要。经实际发酵验证,设计的生物反应器能够满足红霉素的工业规模发酵应用。

关键词： 膜蒸馏生物反应器(MDBR)   污水处理   污水资源化   膜污染  

摘要： 由于水资源污染,水资源危机已越来越严重,人类生产活动中产生的污水逐渐被作为清洁水源和资源物质的来源。在众多的污水处理工艺中,膜蒸馏生物反应器(MDBR)作为一种新型的无水处理工艺被提出,在相关的研究中,MDBR表现出了优秀的处理效能,同时具备了污水资源化利用的潜力,但存在膜污染、膜润湿和盐度积累的问题。

关键词： 蒙古黄芪   种苗   基质   营养液  

摘要： 以蒙古黄芪种子为材料,采用两因素裂区的试验设计和响应面分析等方法,探究不同基质比例(100%泥炭土、75%泥炭土和25%蛭石、50%泥炭土和50%蛭石、25%泥炭土和75%蛭石、100%蛭石)和营养液浓度(1、2、3倍)对蒙古黄芪种苗产质量的影响,并确定最佳的基质比例和营养液浓度,为蒙古黄芪优质种苗的繁育提供参考。结果表明:当基质比例为75%泥炭土和25%蛭石、霍格兰营养液浓度为2倍(R2H2处理)和3倍(R2H3处理)时,蒙古黄芪种苗有着最高的产质量和总收入,种苗重量分别达324.9和321.5 g/50株,优质种苗率均达78.0%,总收入分别达723和715元/万株。因此,说明R2H2处理可认为是最佳的蒙古黄芪基质育苗处理。

关键词： 酶活性   米氏方程   作用曲线   诱导契合学说  

摘要： 通过阐述酶结构和推导米氏方程,从酶的结构本质和数理逻辑推理层面,讲述了酶活性及其相应变化。并利用相应原理分析了经典题目,帮助学生深入理解有关酶的知识。

关键词： 厌氧膜生物反应器   垃圾渗滤液   运行性能   膜过滤性能  

摘要： 厌氧消化是垃圾渗滤液处理的重要技术,常规厌氧工艺在处理过程中存在微生物易流失和出水水质较差等问题。采用厌氧膜生物反应器在中温条件下处理垃圾渗滤液,考察了废水降解性能和膜过滤性能。连续100 d的反应器运行实验表明:在水力停留时间为10 d,COD容积负荷平均为5.63 kg/(m^(3)·d)的条件下,系统运行稳定,平均COD去除率达到92%,膜出水总挥发性脂肪酸浓度低于200 mg/L,pH稳定在7.95左右。在膜通量为6 L/(m^(2)·h)下,连续62 d内的膜压增长缓慢,未出现明显的膜污染。批次产甲烷试验结果表明:渗滤液产甲烷潜能达到305 mL/g TS,与连续运行实验296 mL/g TS的产气效果接近,沼气中甲烷浓度可高达70%~80%。产气达到90%和95%的潜能分别用时2.5,3.1 d,说明反应器有进一步缩短水力停留时间的可能性。反应器驯化的厌氧活性污泥对乙酸有较好的耐受性,在乙酸浓度为10000 mg/L时,产气迟滞期仅为1.4 d。综合来看,长期运行厌氧膜生物反应器处理垃圾渗滤液具有较好的COD去除效果、运行稳定性和膜过滤性。

关键词： 多效能生物反应器(MFBR)   乡村河道   污水处理   COD_(Cr)   氨氮  

摘要： 我国很多乡村河道污染严重,整治黑臭水体及污水治理是我国人居环境整治的基础工程。文中为乡村河道污染水体的治理提出一种分级多效能生物反应器(multi-functional biological reactor,MFBR),并给出了其结构组成和采用的污水处理工艺;通过该分级MFBR在乡村河道污水治理的实践应用,展示了生物填料的挂膜效果,并分别测量了应用过程中该分级MFBR的进出水中COD_(Cr)、氨氮和总磷含量的变化过程,以反映其污水处理的实时效果以及处理能力。实际应用证明,该分级MFBR可为乡村河道污水的有效治理提供方案。

关键词： COMSOL软件   枸杞多糖   超滤膜   生物反应器   膜阻塞  

摘要： 基于聚砜中空纤维超滤膜分离技术精制枸杞多糖(Lycium barbarum polysaccharide),通过COMSOL软件对枸杞多糖膜阻塞逆流提取及超声设备参数进行修正,获得更优的纯化工艺。采用微波-超声法提取枸杞多糖,并利用聚砜中空纤维超滤膜对枸杞多糖进行分离,采用单因素分析及正交实验考察枸杞多糖提取和分离过程中的重要参数,通过COMSOL软件对重要膜阻塞参数进行修正。结果表明,枸杞多糖提取较优工艺条件为:提取温度50~70℃之间,超声功率50 W,固液比例1∶8~1∶12(mg∶mL),提取时间40~60 min;当超滤膜截留相对分子质量为1×10~4时,膜通量较好;正交实验结果表明,膜通量与料液温度关系最大,其次是膜pH值和分离操作压;COMSOL软件对枸杞多糖连续逆流提取设备进行仿真计算,结果发现与全封闭叶片相比,开孔叶片能够显著降低溶剂短路现象,使得最低流速提升高达65倍。基于COMSOL软件数据修订,枸杞多糖分离效率得到大幅度提升,为枸杞多糖工业化生产提供必要的数据积累。