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麦饭石生物固定化颗粒最优成分配比正交试验

非金属矿 2017年第3期40卷 82-85页

作者：商克俭冯东梅狄军贞朱志涛辽宁工程技术大学工商管理学院辽宁葫芦岛125105 辽宁工程技术大学建筑工程学院辽宁阜新123000

针对煤矿酸性废水(AMD)处理效果不佳的问题,采用L9(34)正交试验,考察了麦饭石生物固定化颗粒中SRB污泥、玉米芯、铁屑各成分的最优配比,并按此配比制备生物固定化颗粒,对成品颗粒进行物相分析。结果显示,在SRB污泥含量30%,玉米芯含量5%... 详细信息

针对煤矿酸性废水(AMD)处理效果不佳的问题,采用L9(34)正交试验,考察了麦饭石生物固定化颗粒中SRB污泥、玉米芯、铁屑各成分的最优配比,并按此配比制备生物固定化颗粒,对成品颗粒进行物相分析。结果显示,在SRB污泥含量30%,玉米芯含量5%,铁屑含量5%条件下,麦饭石生物固定化颗粒处理AMD性能最佳。SEM和XRD分析结果表明,制备的生物固定化颗粒结构性能优良,纯度较高。

关键词：麦饭石固定化颗粒正交试验酸性矿山废水

响应曲面法优化SRB固定化颗粒基质中铁屑配比

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工业水处理 2018年第10期38卷 37-41页

作者：安文博王来贵狄军贞李喜林刘向峰辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000

基于微生物固定化技术制备SRB固定化颗粒,用其处理煤矿酸性废水。在单因素实验基础上,采用响应曲面法优化了SRB固定化颗粒基质中的铁屑种类和配比。结果表明,固定化颗粒的最佳铁屑种类为生铁屑,在PVA、海藻酸钠、麦饭石、玉米芯质量分别... 详细信息

基于微生物固定化技术制备SRB固定化颗粒,用其处理煤矿酸性废水。在单因素实验基础上,采用响应曲面法优化了SRB固定化颗粒基质中的铁屑种类和配比。结果表明,固定化颗粒的最佳铁屑种类为生铁屑,在PVA、海藻酸钠、麦饭石、玉米芯质量分别为0.9、0.05、0.3、0.5 g的条件下,最佳铁屑投加量为0.6 g,铁屑粒径为0.05~0.075 mm。在此条件下制备的固定化颗粒对废水的实际SO42-去除率为82.17%(预测值为83.414%)。响应曲面方差分析结果表明,所得回归模型拟合效果较好,各影响因素间的交互作用均非常明显。

关键词：铁屑配比硫酸盐还原菌固定化颗粒煤矿酸性废水

零价铁协同SRB污泥固定化颗粒处理煤矿酸性废水实验研究

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零价铁协同SRB污泥固定化颗粒处理煤矿酸性废水实验研究

作者：安文博辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

针对煤矿酸性废水(Acid Mine Drainage,AMD)具有pH低、高铁锰、硫酸盐含量高等特点,直接排放产生环境污染及其传统的中和沉淀法和人工湿地法处理存在一定缺陷等问题,基于微生物固定化技术,以零价铁(Fe)作为主要基质成分,与硫酸盐还原菌(... 详细信息

针对煤矿酸性废水(Acid Mine Drainage,AMD)具有pH低、高铁锰、硫酸盐含量高等特点,直接排放产生环境污染及其传统的中和沉淀法和人工湿地法处理存在一定缺陷等问题,基于微生物固定化技术,以零价铁(Fe)作为主要基质成分,与硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria,SRB)有机结合,制备高活性SRB污泥固定化颗粒,构造Fe与SRB协同修复AMD体系。首先,通过单因素实验和响应曲面实验方法,研究优化固定化颗粒铁屑的种类、投加量、粒径的配比。结果表明,通过单因素实验初步拟定固定化颗粒中铁屑的配比为,炼钢生铁、投加量为0.6g、粒径为20000目。考虑单因素实验不能对连续点进行分析,存在一定的局限性,因此,通过响应曲面实验进一步优化铁屑最佳配比为,炼钢生铁、投加量为0.6g、粒径为20000目。此时,出水pH值为7.01,TFe、Mn、SO的平均去除率分别为95.40%、57.82%、73.88%,COD累积释放量为1457mg/L。其次,通过扫描电镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、X-射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)、膨胀率、稳定性、含水率、传质、吸附容量及动力学分析,研究固定化颗粒的表观性状、物理和化学特性。结果表明,颗粒表面黝黑光亮,内部孔隙结构丰富,主要由C、H、O、N、Si、Fe、Al等元素组成,其能够抵抗pH=4的酸溶液,并在碱、盐溶液中保持较好的稳定性,另外,其处理AMD溶液后,含水率增加,颗粒保持完整,其对Mn的吸附容量符合Freundlich等温吸附方程(R=0.9865,1/n=0.4896),吸附动力学符合Elovich动力学模型(R=0.9964)。再次,通过静态烧杯实验的方法,借助SEM扫描和XRD衍射仪器,开展不同pH、SO、Mn为初始浓度的AMD处理特性实验。结果表明,颗粒能够抵抗pH=4的AMD溶液冲击能力,但当pH=2时,处理效果变差;颗粒对较低浓度SO(SO=800mg/L)处理效果较好,但当SO=2500mg/L时,会抑制SRB活性;颗粒对不同浓度Mn的抵抗能力不同,高浓度Mn(Mn=40mg/L)会抑制SRB活性,处理效果变差。最后,通过构建含有Fe和不含Fe的SRB污泥颗粒动态柱,研究固定化颗粒中各基质材料的作用过程,揭示Fe与SRB污泥协同作用机理。结果表明:含有Fe的固定化颗粒对AMD处理效果优于不含Fe,出水pH值为8.06,TFe、Mn、SO去除率分别达到99.93%、48.38%、45.85%,COD释放量为110.9mg/L。综上所述,Fe与SRB协同体系能强化固定化颗粒修复AMD的过程。

关键词：零价铁硫酸盐还原菌固定化颗粒协同体系煤矿酸性废水

麦饭石固定化SRB污泥颗粒处理模拟煤矿酸性废水的适应性

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环境工程学报 2017年第7期11卷 3985-3990页

作者：狄军贞王明昕赵微朱志涛辽宁工程技术大学土木工程学院阜新123000 吉林师范大学四平136000

针对多组分煤矿酸性废水(ACMD)污染严重、治理费用高的特点,采用PVA—硼酸包埋交联法制作以硫酸盐还原菌(SRB)和盐改性麦饭石为主体的固定化颗粒,依据不同水力负荷和污染负荷构造3组动态柱,对固定化颗粒进行水力条件适应性实验研究。结... 详细信息

针对多组分煤矿酸性废水(ACMD)污染严重、治理费用高的特点,采用PVA—硼酸包埋交联法制作以硫酸盐还原菌(SRB)和盐改性麦饭石为主体的固定化颗粒,依据不同水力负荷和污染负荷构造3组动态柱,对固定化颗粒进行水力条件适应性实验研究。结果表明,固定化颗粒在低水力负荷0.085 m3·(m^2·d)-1,水力停留时间32.495 h下运行效果较好,SO_4^(2-)和Mn^(2+)去除率分别为65.90%和37.65%,出水COD浓度635.06 mg·L^(-1),总铁元素TFe释放量4.03 mg·L^(-1),出水pH 6.94。提高污染物SO_4^(2-)和Mn^(2+)浓度到(2 657±96)mg·L^(-1)和(13.33±1.75)mg·L^(-1),SO_4^(2-)和Mn^(2+)去除率仍可达40.07%和20.52%,出水COD浓度64.07 mg·L^(-1),总铁元素TFe释放量2.69 mg·L^(-1),出水pH为7.38,综合处理效果较好,颗粒对高浓度污染物适应性较强,具有一定抗冲击负荷能力。

关键词：煤矿酸性废水盐改性麦饭石固定化颗粒混合硫酸盐还原菌

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生铁屑固定硫酸盐还原菌颗粒特性实验分析

非金属矿 2017年第2期40卷 12-16页

作者：安文博王来贵狄军贞辽宁工程技术大学力学与工程学院辽宁阜新123000 辽宁工程技术大学建筑与工程学院辽宁阜新123000

针对硫酸盐还原菌(SRB)处理煤矿酸性废水(AMD)需要充足碳源,易受外界因素干扰,单独作用效果差等问题,利用微生物固定化技术,以生铁屑作为主要基质材料,并联合SRB污泥、麦饭石及玉米芯颗粒,制备高活性生铁屑固定化颗粒,以完全活化的固定... 详细信息

针对硫酸盐还原菌(SRB)处理煤矿酸性废水(AMD)需要充足碳源,易受外界因素干扰,单独作用效果差等问题,利用微生物固定化技术,以生铁屑作为主要基质材料,并联合SRB污泥、麦饭石及玉米芯颗粒,制备高活性生铁屑固定化颗粒,以完全活化的固定化颗粒为研究对象,探究生铁屑固定化颗粒的理化性状及对Mn^(2+)的吸附规律。结果表明:颗粒能够抵抗p H值为4的酸溶液(如AMD),并在碱、盐溶液中保持较好的稳定性,对Mn^(2+)的吸附容量符合Freundlich等温吸附方程(R2=0.98868,1/n=0.4896),吸附动力学符合Elovich动力学模型(R2=0.9964),可见,所制备的固定化颗粒对Mn^(2+)具有表面快速吸附的能力,且对处理AMD具有一定的适应性。

关键词：生铁屑固定化颗粒扫描电镜 X-射线衍射理化性状吸附

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零价铁固定硫酸盐还原菌颗粒特性试验分析

非金属矿 2019年第2期42卷 12-15页

作者：狄军贞薛淋丹张健李明伟王明昕曹洋卢泽辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000

针对煤矿酸性废水(AMD)中SO_4^(2-)、Cr^(6+)和Cr^(3+)含量高,p H值低等特点,基于微生物固定化技术,以零价铁屑(ZVSI)和玉米芯为主要基质成分,与硫酸盐还原菌(SRB)有机结合,制备ZVSI-SRB颗粒处理AMD。为探究颗粒对SO_4^(2-)去除机理,采... 详细信息

针对煤矿酸性废水(AMD)中SO_4^(2-)、Cr^(6+)和Cr^(3+)含量高,p H值低等特点,基于微生物固定化技术,以零价铁屑(ZVSI)和玉米芯为主要基质成分,与硫酸盐还原菌(SRB)有机结合,制备ZVSI-SRB颗粒处理AMD。为探究颗粒对SO_4^(2-)去除机理,采用相关动力学模型对单一污染物离子去除过程进行数学拟合。结果显示,ZVSI-SRB颗粒对SO_4^(2-)还原动力学过程更符合一级反应动力学模型。通过相关仪器表征,显示反应后颗粒内明显出现Fe S结晶物,表明颗粒反应过程中发生了一系列复杂的物化及生化反应。

关键词：零价铁玉米芯硫酸盐还原菌固定化颗粒煤矿酸性废水

麦饭石SRB污泥固定颗粒的稳定性及生物活性实验

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非金属矿 2016年第3期39卷 36-39页

作者：狄军贞王明昕王晨阳于瑞王启超王永康徐赫辽宁工程技术大学建筑工程学院辽宁阜新123000

针对我国煤矿酸性废水(ACMD)腐蚀性强、锰硫含量高的特点,基于微生物固定化技术,将改性麦饭石与硫酸盐还原菌污泥(SRB)有机结合,制成一种用于处理ACMD的改性麦饭石固定化SRB污泥颗粒。通过进行颗粒对酸碱盐溶液的稳定性试验及对比有无... 详细信息

针对我国煤矿酸性废水(ACMD)腐蚀性强、锰硫含量高的特点,基于微生物固定化技术,将改性麦饭石与硫酸盐还原菌污泥(SRB)有机结合,制成一种用于处理ACMD的改性麦饭石固定化SRB污泥颗粒。通过进行颗粒对酸碱盐溶液的稳定性试验及对比有无麦饭石颗粒膨胀率、OD600和SO42-的处理效果,探讨颗粒的结构稳定性及改性麦饭石对颗粒结构稳定、生物活性的影响,初步分析颗粒的适用性及可行性。结果表明,颗粒能满足对一般酸度较低ACMD的稳定性要求,有麦饭石颗粒的结构膨胀、基质外泄情况及SO42-去除效果优于无麦饭石颗粒,说明麦饭石对颗粒的结构稳定性、生物活性有一定的积极影响。

关键词：固定化颗粒改性麦饭石硫酸盐还原菌煤矿酸性废水

改性玉米芯固定SRB污泥颗粒修复煤矿酸性废水实验

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改性玉米芯固定SRB污泥颗粒修复煤矿酸性废水实验

作者：任亚东辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

本论文针对我国煤矿酸性废水(Acid Mine Drainage,AMD)中SO、Fe和Mn含量高、pH值低等特点,基于微生物固定化技术,采用改性玉米芯与硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria,SRB)污泥有机结合,制备改性玉米芯固定化SRB污泥颗粒,通过处理A... 详细信息

本论文针对我国煤矿酸性废水(Acid Mine Drainage,AMD)中SO、Fe和Mn含量高、pH值低等特点,基于微生物固定化技术,采用改性玉米芯与硫酸盐还原菌(Sulfate Reducing Bacteria,SRB)污泥有机结合,制备改性玉米芯固定化SRB污泥颗粒,通过处理AMD,对颗粒的特性进行研究。主要结论如下:(1)通过设置不同改性时间和不同改性浓度为因子,以COD释放量和SO去除率为评价指标,进行单因素实验,初步确定当玉米芯改性时间为24h,NaOH改性浓度为5%,HO改性浓度为1%时,COD释放量相对较小,SO去除率相对较高。(2)结合单因素实验,采用L9(3)正交试验制备固定化SRB颗粒,经过方差分析和极差分析,最后确定玉米芯改性时间为24h、NaOH改性浓度为6%、HO改性浓度为1.5%时,在此条件下,玉米芯改性效果最佳。(3)结合正交实验,制备改性玉米芯颗粒和未改性玉米芯颗粒,对比分析颗粒对SO还原动力学模型,拟合结果表明,颗粒对SO还原反应过程均较符合一级反应动力学模型,改性玉米芯颗粒还原SO速率大于未改性玉米芯颗粒,动力学模型揭示了SO的反应过程主要是SRB异化还原作用,其反应速率受电子受体影响较大。(4)结合正交实验,制备改性玉米芯颗粒和未改性玉米芯颗粒,对比分析颗粒对Mn吸附动力学模型,拟合结果表明,颗粒对Mn吸附过程均较符合拟二级动力学模型,改性玉米芯颗粒吸附Mn速率大于未改性玉米芯颗粒,动力学模型揭示了Mn吸附过程主要以化学吸附为主要控制步骤的吸附反应过程。(5)结合正交实验,制备改性玉米芯颗粒和未改性玉米芯颗粒,对比分析颗粒对Fe吸附动力学模型,拟合结果表明,颗粒对Fe吸附过程均较符合Elovich吸附动力学模型,改性玉米芯颗粒吸附Fe速率大于未改性玉米芯颗粒.(6)动态试验表明,改性玉米芯颗粒较未改性玉米芯颗粒处理AMD时,SO还原率较高,说明改性玉米芯颗粒可以更好的被SRB利用进行异化还原。Mn和Fe去除率也相应较高;说明玉米芯经改性后,内部结构的变化和大分子物质的分解对两者的去除效果影响较大出水。COD释放量较低,从而说明玉米芯改性后内部的营养物质能够更好的被SRB利用。(7)XRD和SEM分析结果显示,固定化颗粒在反应前后化学成分和空间结构发生了比较明显的变化。改性玉米心颗粒较未改性玉米芯颗粒相比,具有发达的孔隙和良好的渗透性,颗粒体系内外物质交换较容易,能够保证微生物生长所需的营养物质和代谢活动产物的自由进出,有利于促进颗粒的吸附和SRB异化还原活性,因此,含有改性玉米芯的颗粒内部结构的变化,能够更好的作为内聚碳源被利用。进一步验证了改性玉米芯作为内聚碳源的优越性。改性玉米芯在作为内聚碳源时,能够很好地为SRB提供所需碳源。改性玉米芯固定化颗粒对AMD的处理具有比较理想的效果,也进一步说明了该方法在以后的实践中能够发挥作用。

关键词：玉米芯改性玉米芯硫酸盐还原菌固定化颗粒煤矿酸性废水

玉米芯为碳源固定化硫酸盐还原菌污泥代谢特性

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环境工程学报 2015年第4期9卷 1687-1692页

作者：狄军贞江富朱志涛戴男男辽宁工程技术大学建筑工程学院阜新123000

以聚乙烯醇为包埋载体,饱和硼酸为交联剂,制作了玉米芯为内聚缓释碳源的固定化硫酸盐还原菌污泥颗粒。通过厌氧批实验研究了在模拟酸性矿山废水(AMD)条件下玉米芯含量、初始SO2-4和Mn2+负荷以及p H对固定化颗粒代谢特性的影响,初步分析... 详细信息

以聚乙烯醇为包埋载体,饱和硼酸为交联剂,制作了玉米芯为内聚缓释碳源的固定化硫酸盐还原菌污泥颗粒。通过厌氧批实验研究了在模拟酸性矿山废水(AMD)条件下玉米芯含量、初始SO2-4和Mn2+负荷以及p H对固定化颗粒代谢特性的影响,初步分析了固定化颗粒处理AMD的机理及可行性。实验结果表明,玉米芯在微生物作用下快速水解并产生有机物累积后,固定化颗粒才能迅速还原SO2-4,且玉米芯含量≤5%时硫酸盐还原率与玉米芯含量成正相关,玉米芯的水解会略微降低体系的p H;初始SO2-4浓度通过改变体系中COD/SO2-4和颗粒内外的浓度差影响固定化颗粒的代谢过程,而对玉米芯水解的影响不显著。初始p H为2~6和Mn2+浓度≤55 mg/L时对固定化颗粒活性抑制作用不明显,初始p H越低越利于玉米芯的水解和颗粒形成良好的孔隙结构;颗粒对Mn2+的去除机理是一种不依赖微生物活性的快速化学吸附作用,可用伪二级动力学模型描述吸附过程(R2=0.995)。

关键词：玉米芯硫酸盐还原菌污泥麦饭石固定化颗粒代谢性能