检索结果-南通市图书馆

作者：张瑞娜大连理工大学

学位级别：硕士

近年来,以水体富营养化为主要标志的水环境污染日益严重。因此,采取有效的措施控制和治理水体富营养化就显得尤为重要。其中,由于氮磷等营养物质的过量排放是形成水体富营养化的主要因素,所以,含氮污水的处理具有重要的意义。目前,低强... 详细信息

近年来,以水体富营养化为主要标志的水环境污染日益严重。因此,采取有效的措施控制和治理水体富营养化就显得尤为重要。其中,由于氮磷等营养物质的过量排放是形成水体富营养化的主要因素,所以,含氮污水的处理具有重要的意义。目前,低强度超声波辐射提高生物细胞或酶活性的作用效应已被大量研究所证实,从而开辟了超声波应用的新领域。本文利用低强度超声波强化序批式活性污泥法(SBR)工艺处理含氮污水,通过优化工艺条件和超声参数,考察了超声波强化作用下对污水中COD、N的去除效果,并利用现代分子生态学技术(变形梯度凝胶电泳和荧光原位杂交技术)分析反应器中微生物群落及其结构变化的情况。主要研究成果如下：①不同超声参数组合对强化SBR工艺处理含氮污水效能影响较大,研究结果发现,低强度超声波辐射可以改变污泥活性和反应体系的性质,强化含氮污水的生物处理过程。本实验中确定的最佳超声强化参数组合为：35 KHz、0.15 W cm-2、10 min。②超声参数优化过程中,超声波辐射对污泥的基本性质也产生了一定的影响：超声破碎了污泥颗粒,导致污泥粒径变小、沉降性能降低;对污泥浓度影响不大。③在最佳工艺条件和最佳参数超声作用下,稳定运行过程中,污水中不同的C/N对COD、NH4+-N的去除效果也存在差异。其中,在C/N为15：1和10：1时,超声对COD有机去除负荷的提高没有明显的效果。但在C/N为5：1时,强化组中COD有机去除负荷和NH4+-N去除负荷分别比对照组(350 mg COD (g MLSS·d)-1,18.2 mg NH4+-N (g MLSS·d)-1)高44.6%、50%。④调整进水中的C/N(由15：1降低为5：1),强化组中微生物群落多样性先减少后增加,最终形成以Nitrosomonas europaea ATCC 19718为主的简单微生物群落结构,且微生物的数量基本趋于稳定。⑤调整进水中的C/N(由15：1降低为5：1),强化组中氨氧化菌占总菌数的百分比由18%升高到35%,亚硝酸盐氧化菌由8%降低至2%;同条件下,对照组中氨氧化菌占总菌数的百分比由20%升高到26%,亚硝酸盐氧化菌由5%降低至1%。主要是由于超声作用影响氨氧化菌和亚硝酸盐氧化菌的活性及其种群分布。

关键词：低强度超声波含氮污水生物强化 C/N

低强度超声波体外促进成骨细胞及人工骨骨改建作用机理的研究

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低强度超声波体外促进成骨细胞及人工骨骨改建作用机理的研究

作者：翟婧捷吉林大学

学位级别：硕士

低强度超声波(low intensity ultrasound,LIUS)近年来被广泛应用于临床,具有方向性好、穿透力强、易于获得较集中的声能等物理特性,可以在医学的诊断和治疗方面发挥巨大作用。LIUS具有缓解肌肉痉挛、减轻疼痛、改善关节和肌肉活动等优... 详细信息

低强度超声波(low intensity ultrasound,LIUS)近年来被广泛应用于临床,具有方向性好、穿透力强、易于获得较集中的声能等物理特性,可以在医学的诊断和治疗方面发挥巨大作用。LIUS具有缓解肌肉痉挛、减轻疼痛、改善关节和肌肉活动等优点。目前,有大量的文献研究证实了LIUS可以促进成骨细胞的增殖、分化和骨组织的愈合,但将LIUS应用于口腔种植领域的研究较少。本研究尝试将LIUS应用于口腔种植领域,并验证LIUS是否能够有效地促进成骨细胞的增殖和促进成骨细胞与人工骨块的结合,为其应用于临床提供理论依据。本研究采用MTT、细胞化学钙钴法检测人成骨样细胞MG-63的增殖活力和碱性磷酸酶(alkaline phosphatase,ALP)的表达,观察了LIUS对MG-63细胞生物学特性的影响。此外,本研究还观察了LIUS对MG-63细胞与人工骨块结合的作用。结果表明,超声强度为30Mw/cm2的LIUS可以促进体外人成骨样细胞MG-63的增殖,促进MG-63细胞分泌成骨细胞早期标志物ALP,促进MG-63细胞在人工骨块上的附着。综上所述,本研究证实了LIUS可以促进成骨细胞增殖,促进成骨细胞在人工骨块的附着;将LIUS应用于种植术后,可能对骨愈合会有促进作用,这具有临床意义,并为LIUS应用于口腔种植领域打下了坚实的实验基础。

关键词：低强度超声波 MG-63细胞纳米羟基磷灰石

低强度超声波干预固定化细胞降解直链十二烷基苯磺酸钠的研究

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低强度超声波干预固定化细胞降解直链十二烷基苯磺酸钠的研究

作者：向丽君重庆大学

学位级别：硕士

本文利用低强度超声波具有促进传质等特点,将超声波作为外界环境因子引入固定化细胞降解污水过程中,以阴离子表面活性剂中主要成分直链十二烷基苯磺酸钠(简称LAS)为对象,研究超声波与固定化铜绿色假单孢菌相结合对LAS的降解,探索高效降... 详细信息

本文利用低强度超声波具有促进传质等特点,将超声波作为外界环境因子引入固定化细胞降解污水过程中,以阴离子表面活性剂中主要成分直链十二烷基苯磺酸钠(简称LAS)为对象,研究超声波与固定化铜绿色假单孢菌相结合对LAS的降解,探索高效降解LAS的最优参数条件,并建立了超声干预固定化细胞降解LAS的动力学模型,为超声波在固定化细胞技术上的应用提供参考。本文的主要研究内容和结果如下: 1.对四种较常用的包埋法固定化铜绿色假单孢菌(AS1.860)进行了比较研究。第一种是海藻酸钠-氯化钙型, 第二种是海藻酸钠,碳酸钙-氯化钙型,第三种是常规的聚乙烯醇(PVA)硼酸法,第四种海藻酸钠-聚乙烯醇包埋法(采用了成分较复杂的聚乙烯醇硼酸加石英、铁粉和少许海藻酸钙、碳酸钙的处理方法)。结果表明:第二种方法制备的小球不但硬度和强度最好,操作简单可行,原料成分少、廉价易得,而且对LAS的降解活性较高,是最适宜的方法(见表2-3,图2.4)。 2.研究各因素(包括LAS初始浓度、溶液初始pH值、通氧量以及菌体接种量等)对低强度超声波干预固定化AS1.860降解LAS的影响。超声波干预条件为:频率24kHz,功率2W,超声间歇时间与超声刺激时间分别为30s和30s,超声全程时间20min。结果表明:1)LAS浓度在116mg/L 以下时,超声波加载固定化细胞能够较好促进LAS的去除;2)溶液pH值在5～9时对LAS的去除率较稳定且去除效果较好;3)通氧量(以摇床转速计)控制在200～250 r/min较适宜;4)菌体接种量(以载体包埋量计)控制在2～4g湿菌体/100mL载体溶液较适宜(见图3.13.3,表3-4)。 3.在各最适影响参数条件下(即LAS初浓度50mg/L,pH值中性,通氧200 r/min,菌体接入量2g/100mL),对超声波加载固定化铜绿色假单孢菌降解LAS的参数条件进行了优化。通过正交实验研究了超声波频率(A)、强度(B)、超声时间/间歇时间(C)和超声全程时间(D)对LAS降解的影响,结果表明:1)各因素对LAS的降解有不同的影响,其影响降解的趋势为C>D>B>A;2)超声波干预固定化细胞的最优条件:超声波频率24kHz,强度8W,超声时间/间隙时间10s/30s,超声全程时间20min。此时超声组比固定组的LAS降解率提高约14%(见表3-6,图3.5)。 4. 在各最适影响参数和优化超声条件下,对固定化细胞降解LAS的动力学模型进行了推导,并对动力学模型参数进行估计,得到LAS浓度在30～100mg/L范围内,超声波干预固定化细胞降解LAS的动力学方程:-rs=4.05s/(158.21+s)。通过相关系数及F检验表明该动力学模型是相当显著的,即两个主要参数的取值是可信的(见表4-3,图4.2)。 5. 在最适条件下,对比研究了固定化细胞和超声波干预下固定化细胞对LAS的降解。结果表明:超声波加载组比固定化组的降解率提高10%以上(见表5-4,图5.1)。

关键词：低强度超声波固定化细胞铜绿色假单孢菌 LAS模拟废水

低强度超声波促进ABR启动及运行稳定性研究

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低强度超声波促进ABR启动及运行稳定性研究

作者：朱彦辉江西理工大学

学位级别：硕士

当前,我国城镇污水处理以好氧生物处理技术为主,高能耗与高产泥量等问题使人们将目光转向了能耗低、剩余污泥量少和清洁的厌氧生物处理技术,但厌氧菌世代周期长、生存条件苛刻等问题严重影响了反应器运行的稳定性以及污水处理效果。因此... 详细信息

当前,我国城镇污水处理以好氧生物处理技术为主,高能耗与高产泥量等问题使人们将目光转向了能耗低、剩余污泥量少和清洁的厌氧生物处理技术,但厌氧菌世代周期长、生存条件苛刻等问题严重影响了反应器运行的稳定性以及污水处理效果。因此,维持污水厌氧生物处理过程运行稳定至关重要。低强度超声波能够提高细胞酶活性、促进传质、加速细胞新陈代谢已被广泛证实。本论文研究了低强度超声波对厌氧折流板反应器(ABR)启动运行稳定性的影响以及低强度超声波强化下污泥的特性变化,并探究了低强度超声波对不同进水有机底物浓度、温度、重金属离子冲击因素下ABR稳定运行特征的影响,通过对污泥特性变化以及基质降解速率进行系统分析,以揭示低强度超声波对污水厌氧生物处理的强化机制。主要研究内容及结论如下:在ABR启动运行过程中,采用频率20 k Hz、声能密度0.1 W/m L、辐照时间10min、周期24 h,辐照污泥比例10%等超声参数对ABR各隔室污泥进行辐照处理。实验结果表明超声组ABR出水化学需氧量(COD)浓度于第40 d后保持稳定,COD去除率约为91%。对照组出水COD浓度于第46 d后保持稳定,COD去除率约为86%。超声组ABR成功缩短了6 d的启动时间,并且COD去除率高于对照组5%。挥发性脂肪酸(VFA)组分以乙酸和丙酸为主并且其浓度随隔室推移逐渐降低,驯化阶段低强度超声波促进1、2隔室产生了更多的乙酸,3、4隔室产生了更多的丙酸,稳定阶段超声组四个隔室VFA浓度分别为139.71、62.49、25.66、6.49 mg/L,对照组四个隔室VFA含量分别为60.44、31.49、8.79、4.72 mg/L,低强度超声波能够促进了VFA含量的增加,为后续产甲烷菌提供更多的反应基质。稳定阶段超声组氧化还原电位(ORP)隔室1～4(-214.26、-225.61、-232.11、-248.66 m V)均低于对照组(-209.53、-215.36、-224.21、-234.87 m V),隔室1～4逐渐降低,低强度超声波能够促进ABR各隔室氧化态物质的消耗,降低反应体系ORP,为甲烷菌提供更适宜的生存环境。因此,低强度超声波能够强化ABR启动与运行稳定性。其次,通过对ABR启动过程中各隔室污泥特性进行研究,以探索低强度超声波对ABR稳定运行的促进机理。启动过程中超声组ABR各隔室污泥EPS总量增多,其中稳定阶段对照组蛋白质(PN)含量隔室1～4分别为34.16、22.96、21.06、18.26mg/g·VSS,超声组分别为46.24、29.87、28.92、22.74 mg/g·VSS,超声促进PN含量增多。对照组多糖(PS)含量隔室1～4含量分别为54.38、43.68、42.72、35.89 mg/g·VSS,超声组分别为47.66、39.26、36.84、32.46 mg/g·VSS,超声促进PS含量减少。超声波能够显著促进脱氢酶(DHA)和辅酶F的活性,稳定阶段DHA相比对照组分别提高了42.47%、28.13%、27.42%、31.7%,辅酶F分别提高了23.91%、19.74%、14.81%、6.12%。对污泥絮体结构进行观察发现,低强度超声波使污泥絮体更加分散,比表面积增大,有利于增强污泥与底物的传质效果。最后,在ABR运行稳定后,进一步分析了低强度超声波在温度、重金属Cu(Ⅱ)、有机底物浓度冲击负荷下对ABR运行稳定性的影响。结果表明:当温度从34℃降至15℃后,COD去除率降至最低点时超声组比对照组提高了9.06%,比34℃下低强度超声波促进效果更佳。将底物浓度从900 mg/L提高至1800 mg/L后,超声组在运行第10天COD去除率已降至最低81.48%,高于对照组的76.36%。进行Cu(Ⅱ)冲击试验时,利用线性回归方程对Cu(Ⅱ)浓度和基质降解速率抑制百分比之间的关系进行拟合得出超声组和对照组污泥Cu(Ⅱ)半抑制浓度IC分别为94.62 mg/L和88.85 mg/L,低强度超声波能够提高污泥中Cu(Ⅱ)半抑制浓度IC,增强污泥对Cu(Ⅱ)的耐受性,对污泥进行EPS总量检测发现超声组污泥分泌了更多的EPS,降低了进水Cu(Ⅱ)的生物毒性。

关键词：低强度超声波厌氧污泥重金属离子污水处理污泥活性

低强度超声波促进短程硝化动力学及其作用机理研究

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低强度超声波促进短程硝化动力学及其作用机理研究

作者：黄书昌江西理工大学

学位级别：硕士

短程硝化能够节省曝气量和减少剩余污泥产量,对促进污水处理节能降耗和高效生物脱氮具有积极意义。然而,短程硝化启动慢和不稳定的问题限制了其进一步应用。近年来发现低强度超声波具有促进微生物活性,筛选菌群的特性,能够快速启动短程... 详细信息

短程硝化能够节省曝气量和减少剩余污泥产量,对促进污水处理节能降耗和高效生物脱氮具有积极意义。然而,短程硝化启动慢和不稳定的问题限制了其进一步应用。近年来发现低强度超声波具有促进微生物活性,筛选菌群的特性,能够快速启动短程硝化及提高系统稳定性,其促进短程硝化的作用机理仍需深入探究。因此,论文通过研究低强度超声波对短程硝化动力学、启动特性、稳定性、微生物特性和反应器运行特性的影响,以期揭示低强度超声波促进短程硝化的作用机理。主要内容及结果如下:为探究不同声能密度的超声波对短程硝化启动的影响,在序批式生物反应器(SBR)中采用不同声能密度超声波辐照污泥进行短程硝化启动性能研究,考察了启动时间、氮素转化、污泥性能、生物活性的差异,并研究了短程硝化动力学参数的变化。结果表明,超声组(0.10、0.15、0.20、0.25、0.30 W/mL)均缩短了短程硝化的启动时间,显著提高了亚硝酸盐积累能力。不同声能密度下超声处理均促进氨氧化菌(AOB)活性的同时降低了亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性。此外,超声组AOB基质半饱和常数(K)显著小于对照组,NOB的K不同程度的增大。因此,超声处理促进AOB的活性的同时抑制NOB活性,使AOB优先获得基质并实现增殖,从而实现短程硝化。为进一步研究低强度超声波对短程硝化快速启动及其稳定性的影响,考察了低强度超声波对短程硝化快速启动和抗温度冲击负荷能力的影响。结果表明,在低温条件下(18℃),超声组(声能密度0.25 W/mL,辐照时间10 min)快速启动短程硝化(18 d),NAR超过80%。当温度升高到28℃时,对照组短程硝化消失,超声组NAR仍维持在80%以上,实现了稳定的短程硝化。周期性的超声波辐照使得污泥菌群中的短杆菌和球菌数量增多,有效抑制了NOB的活性。因此,低强度超声波实现了短程硝化在低温条件下的快速启动,改变了系统微生物群落结构,改善了其抗冲击负荷能力,提高了短程硝化稳定性。在上述基础上,进一步研究了低强度超声处理对短程硝化系统的NAR和微生物特性的影响。在室温条件下,超声组(声能密度0.25 W/mL,辐照时间10 min)短程硝化稳定运行73 d,NAR维持在85%以上。超声处理促进AOB和好氧反硝化菌的活性,提高了其氧气利用率,使反应器内产生有利于实现短程硝化的低溶解氧(DO)条件。此外,长期超声处理使AOB中Nitrosomonas优势地位增强,而NOB中Nitrospira被抑制。同时,超声处理提高好氧反硝化菌Thauera、Terrimonas、Defluviimonas和Thermomonas的相对丰度。结果表明,低强度超声波处理可以改变微生物特性,从而影响反应器的运行特性,有利于实现短程硝化。综上所述,通过探索低强度超声波促进短程硝化的作用机理,为超声波技术在短程硝化工艺的应用奠定理论基础,对强化污水生物脱氮效率具有重要意义。

关键词：低强度超声波短程硝化动力学快速启动稳定性微生物群落

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低强度超声波治疗尺桡骨骨折

低强度超声波治疗尺桡骨骨折

作者：杜靖宇浙江大学

学位级别：硕士

目的探讨低强度超声波对尺桡骨骨折愈合的促进作用。方法在尺桡骨骨折行手术内固定的患者中,随机选取25例作为超声治疗组,其中男性18人,女性7人,年龄18～75岁,平均38.5±13.8岁;另外25例作为对照组,其中男性16人,女性9人,年龄16-72岁... 详细信息

目的探讨低强度超声波对尺桡骨骨折愈合的促进作用。方法在尺桡骨骨折行手术内固定的患者中,随机选取25例作为超声治疗组,其中男性18人,女性7人,年龄18～75岁,平均38.5±13.8岁;另外25例作为对照组,其中男性16人,女性9人,年龄16-72岁,平均42.3±14.1岁。所有病人每两周摄片一次,比较两组的功能恢复情况及骨折愈合时间。结果治疗组骨折愈合时间68～128天,平均86.5天,对照组骨折愈合时间80～201天,平均107天,P超声治疗组骨折愈合时间明显缩短。两组患者在功能恢复上无明显差别。结论低强度超声波治疗能够有效促进尺桡骨骨折的愈合,同时不影响功能的恢复。

关键词：低强度超声波尺桡骨骨折骨折愈合治疗

低强度超声波强化SBR处理低温生活污水试验研究

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低强度超声波强化SBR处理低温生活污水试验研究

作者：王金林郑州大学

学位级别：硕士

低温会降低微生物活性,因此,我国活性污泥工艺污水厂在冬季经常面临处理效果低、出水难以达标的问题。近年来,低强度超声波因其可以提高微生物活性认为可应用于水处理领域。但是,低强度超声波强化污水生化处理方法调控及微生物学机制已... 详细信息

低温会降低微生物活性,因此,我国活性污泥工艺污水厂在冬季经常面临处理效果低、出水难以达标的问题。近年来,低强度超声波因其可以提高微生物活性认为可应用于水处理领域。但是,低强度超声波强化污水生化处理方法调控及微生物学机制已成为推动该技术应用的重要障碍,因此,建立优化方法、阐明低强度超声波增强微生物学机制已成为研究的热点和难点。本课题创新性提出低强度超声波强化SBR处理低温生活污水,通过探明其方法调控与强化机制为推动该技术应用提供一定的理论依据。主要研究内容与结果如下:(1)探究低强度超声波不同声能密度、作用时间与辐照脉冲比(作用时间:间隔时间)对SBR运行过程中对出水水质、污泥性状、微生物群落结构的影响。在低强度超声波声能密度9.68W/L,作用时间10min,间隔时间24h条件下,COD、氨氮和总磷的去除率分别为94%、75%和96%,较空白组分别提升13%、7%、15%。通过MLVSS、SVI、分型维数、扫描电镜、高通量测序分析表明,该参数条件低强度超声波可以促进微生物增殖,絮体紧密性、污泥沉降性保持较好状态。超声波作用导致微生物产生皱褶变形、丝状菌断裂、微生物分泌物增加及污泥内氮磷元素比重增加。同时低强度超声波作用提高SBR微生物群落结构多样性与物种丰度,较空白组优势功能菌属Terrimonas相对丰度提升12.71%,Ottowia菌属相对丰度提升16.68%。(2)探明低强度超声波下SBR最佳DO浓度、曝气方式、C/N及p H值。在超声波强化条件下,SBR最佳DO浓度为3 mg/L,曝气方式O/A为5 h:5 h,C/N为5,p H为9。SBR微生物增殖率与沉降效果会随DO浓度下降而降低,DO最佳参数下SBR中优势功能菌属为Pseudomonas,占比2.55%;微生物增殖率间歇曝气高于连续曝气,污泥沉降性连续曝气更好,曝气方式最佳参数下SBR中优势功能菌属为Chitinophagaceae,占比18.66%;SBR微生物增殖率与沉降性效果会随C/N增加而增加,C/N最佳参数下SBR中优势功能菌属为Saprospiracea,占比为7.35%;SBR微生物增殖率在p H为11最高,沉降性效果在p H为9最好,p H最佳参数下SBR中优势功能菌属为Acidobacteria Gp4,占比1.46%。(3)基于单次低强度超声波作用和低强度超声波耦合SBR连续运行揭示低强度超声波强化机制。从好氧生物活性、缺氧生物活性、污泥结构、胞外聚合物EPS浓度、生物膜通透性以及超声波作用产生自由基影响,探明低强度超声波作用对污泥微生物作用效应。研究发现低强度超声波空化效应产生的自由基对微生物活性影响甚微,但是会降低溶解态EPS、剥离松散附着型EPS,无法有效影响紧密粘附型EPS,导致扫描电镜显示超声作用后细菌表面大多都有胶粘状物质,同时还会诱导损伤细胞分泌酶蛋白,并且干扰微生物糖类物质转换和合成。研究还发现SBR稳定后,低强度超声波不会对大量微生物产生致死损伤,但会导致细胞膜通透性与物质交换速率提升,且损伤可恢复。此外试验还发现曝气状态下,低强度超声波作用下SBR中微生物恢复更快,潜力更强,氨氧化细菌活性最高提升176%。缺氧状态下,脱氢酶活性最高提高52%。综上所述,通过探索低强度超声波强化SBR工艺处理低温生活污水作用机制,为超声波技术在处理低温污水领域奠定理论基础,同时该技术环境效益大于成本效益,为其实际应用提供了理论依据。

关键词： SBR工艺低强度超声波低温生活污水污染物强化去除微生物群落结构

低强度超声波辐射强化偶氮染料酸性橙7（AO7）的生物降解研究

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低强度超声波辐射强化偶氮染料酸性橙7（AO7）的生物降解研究

作者：沈政赢厦门大学

学位级别：硕士

将低强度超声波应用于生物工程技术是一研究热点,近年来在发酵工程和食品工程领域有了很大的发展。但将其应用于污染物防治,目前还鲜有报道。本论文对低强度超声波辐射强化偶氮染料酸性橙7(Acid Orange 7,AO7)的生物降解过程进行了研究... 详细信息

将低强度超声波应用于生物工程技术是一研究热点,近年来在发酵工程和食品工程领域有了很大的发展。但将其应用于污染物防治,目前还鲜有报道。本论文对低强度超声波辐射强化偶氮染料酸性橙7(Acid Orange 7,AO7)的生物降解过程进行了研究,主要内容包括以下3个部分: (1)对超声波-生物法联合技术的操作参数做了优化研究。结果表明,当超声波强度为6.4 W L,超声波频率为25 kHz,进水葡萄糖浓度为2000 mg L,超声波辐射间隔为5 min,曝气流量为0.4 mL min时,超声波的强化作用效果最明显,表现出AO7的脱色速率达到最大。实验结果同时表明,超声波辐射作用还可以增加活性污泥对葡萄糖和AO7降解脱色产物ABS进一步降解的速率。 (2)对高浓度NH-N抑制AO7的好氧降解过程进行了研究。结果表明,高浓度NH-N导致活性污泥对AO7的降解脱色、AO7降解中间产物ABS的进一步降解及COD去除速率的降低。根据Michaelis-Menten方程,计算不同NH-N浓度下的Km和Vmax,发现当NH-N初始浓度在33.6 mg L到134.6 mg L范围内,NH-N对AO7的降解抑制比较接近非竞争-反竞争混合抑制模型。超声波辐射可以减轻NH-N对活性污泥产生的生物抑制作用,但随着NH-N浓度的增加,这种减轻抑制作用的效果不明显。 (3)为了探讨低强度超声波辐射提高AO7降解速率的机理,研究了优化条件下,低强度(6.4 W L)超声波产生的生物效应。研究结果表明,低强度超声波辐射对生物降解的有利作用表现在以下几方

关键词：低强度超声波 AO7 好氧生物降解生物效应

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低强度超声波对啤酒酵母生物效应的实验研究

低强度超声波对啤酒酵母生物效应的实验研究

作者：时兰春重庆大学

学位级别：硕士

超声波应用于生物技术是一个比较新的研究热点，特别是近年来在基因工程领域有了很大发展。许多研究还发现，低强度超声波可以改善细胞膜的通透性、提高酶活性、加速细胞的新陈代谢、促进细胞生长......。这些发现使超声波在酶工程和发... 详细信息

超声波应用于生物技术是一个比较新的研究热点，特别是近年来在基因工程领域有了很大发展。许多研究还发现，低强度超声波可以改善细胞膜的通透性、提高酶活性、加速细胞的新陈代谢、促进细胞生长......。这些发现使超声波在酶工程和发酵工程中具有广阔的应用前景。因此，开展超声波在相关领域的基础研究具有重要的理论和实践意义。本文以啤酒酵母为研究对象，检测了低强度超声波对其生长和生理的影响，并对超声波刺激影响酵母生长的机理做了初步探讨。本文的主要研究内容和结果：1、实验采用CY-5D型超声波生物促进生长仪产生低强度超声波，以正交实验法检测了超声波对处于不同生长时期的啤酒酵母细胞的生长刺激效果，结果发现：（1）低强度超声波辐照在适当条件下对滞缓期和对数期的啤酒酵母生长有促进作用，可提高其生长速率，而对平衡期的酵母生长基本没影响。滞缓期酵母超声刺激的最佳参数组合为：30 KHz、功率6W、超声间隔30s、超声时间1s、超声全程15min。对数期酵母超声刺激的最佳参数组合为：24KHz、功率2W、超声间隔15s、超声时间1s、超声全程30min;（2）低强度超声波辐照培养液引起的温度变化很小，可忽略不计，而低强度超声波辐照对数期培养液可引起pH值略有上升和一定泡沫产生。2、在啤酒酵母生长的对数期引入低强度超声波刺激并传代培养，检测超声波对酵母细胞的损伤状况以及对酵母发酵性能和生理特性的影响，结果表明：（1）适宜的低强度超声波没有对啤酒酵母的细胞造成损伤;（2）在低强度超声波刺激条件下啤酒酵母的发酵力暂时增加，但超声刺激传代的菌株发酵力没有改变;（3）低强度超声刺激后的子代酵母细胞的凝集性降低但子囊孢子的产生情况没有变化;（4）低强度超声刺激增加了酵母培养液中的蛋白酶活性。3、以适宜的低强度超声波刺激对数期的啤酒酵母，并传代培养，研究超声刺激对啤酒酵母的保护酶－超氧化物歧化酶和发酵酶－乙醇脱氢酶活性的影响，结果表明：（1）低强度超声刺激能够提高SOD和ADH的酶活性;（2）超声刺激后的子代啤酒酵母的SOD酶活性高于对照组，低于超声刺激组,而ADH酶活性与对照组相当。4、为初步探索低强度超声波促进啤酒酵母增殖的机理，本实验还研究了Ca2+对啤酒酵母增殖的作用，并用等离子发射光谱仪检测了低强度超声刺激对酵母细胞

关键词：低强度超声波啤酒酵母生物效应钙离子

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低强度超声波促进短程硝化及其稳定性研究

低强度超声波促进短程硝化及其稳定性研究

作者：王佳琪江西理工大学

学位级别：硕士

短程硝化难以在气温变化的条件下较难维持稳定,限制了其在实际工程的推广。适当能量的低强度超声波可有效抑制亚硝酸盐氧化细菌(NOB)活性的同时促进氨氧化细菌(AOB)活性,是促进短程硝化的新方法,其优势有待进一步探究。论文采用SBR反应... 详细信息

短程硝化难以在气温变化的条件下较难维持稳定,限制了其在实际工程的推广。适当能量的低强度超声波可有效抑制亚硝酸盐氧化细菌(NOB)活性的同时促进氨氧化细菌(AOB)活性,是促进短程硝化的新方法,其优势有待进一步探究。论文采用SBR反应器处理低碳氮比模拟生活污水,室温运行,考察了不同超声条件与SBR运行方式下低强度超声波促进短程硝化的有效性及其稳定性,主要内容及结果如下:(1)超声条件是影响低强度超声波生物强化效果的重要因素。实验在多个SBR反应器并联运行过程中考查了超声参数、辐照污泥比例与曝气超声处理对短程硝化的影响。在高溶解氧浓度(平均值3.4 mg/L)的不利条件下,声能密度0.05 W/m L、辐照时间20min的超声波可有效促进短程硝化,反应器平均亚硝酸盐积累率(NAR)达到59.1%。此时AOB活性达到最高,比未超声组提高114%,同时NOB活性比未超声组降低了36.1%。气温升高后上述超声参数很难维持短程硝化,采用超声时对污泥曝气的方法强化超声稳态空化效应,可有效促进短程硝化,NAR可达60.3%。NOB活性随超声波辐照污泥比例的升高而显著降低,AOB活性受超声波辐照污泥比例的影响较小,辐照污泥比例为100%时NOB活性仅为未超声组的21.6%,同时AOB活性达到最高。(2)多种方法联用更有利于维持短程硝化。实验联合低强度超声波技术与交替缺氧好氧运行维持短程硝化稳定性,通过考察四种间歇曝气条件下超声组与对照组SBR的氮素转化及AOB与NOB的活性变化,发现交替缺氧好氧运行可协同低强度超声波抑制NOB活性,但缺氧段时间过长(45 min)时超声辐照会抑制AOB活性,缺氧/好氧时间为15 min/30 min时,低强度超声波维持短程硝化效果较好,此时超声组AOB活性比对照组提高了189.9%,同时NOB活性被抑制了38.2%。气温升高后低强度超声波联合交替缺氧好氧运行维持短程硝化效果较差,平均DO达到2.2 mg/L便会破坏短程硝化。在低DO条件下(超声处理并适当提高超声波声能密度至0.75 W/mL的策略,可在5天内快速恢复短程硝化,恢复后NAR维持在94%以上。在低强度超声波周期性的长期辐照过程中,污泥中NOB数量不断减少,同时AOB与异养菌数量增加,形成了稳定的菌群结构,污泥被培养为短程硝化污泥后,停止超声波辐照期间,较低浓度的FA(>3.8 mg/L)就可维持NAR在95%以上。综上,合适的低强度超声波可有效促进短程硝化,气温变化时可通过调整超声方式维持短程硝化的稳定运行。低强声波控制灵活,在短程硝化快速恢复中应用优势较大。

关键词：低强度超声波短程硝化氨氧化细菌活性亚硝酸盐氧化细菌活性稳定性