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驯化方式对微生物燃料电池处理焦化废水与产电的影响研究

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科学技术与工程 2017年第7期17卷 42-45,51页

作者：卢新陈侯斌王海芳袁诗瑶康冰燕中北大学化工与环境学院太原030051

为了探明驯化方式对微生物燃料电池运行性能的影响,对比研究了两种不同的驯化方式。以焦化废水直接驯化和以乙酸钠、焦化废水梯度驯化下的微生物燃料电池对焦化废水的降解能力和产电能力。研究了MFC的产电性能以及COD的去除率。结果表明... 详细信息

为了探明驯化方式对微生物燃料电池运行性能的影响,对比研究了两种不同的驯化方式。以焦化废水直接驯化和以乙酸钠、焦化废水梯度驯化下的微生物燃料电池对焦化废水的降解能力和产电能力。研究了MFC的产电性能以及COD的去除率。结果表明,MFC可以以焦化废水作为底物进行产电;并且直接驯化下的MFC的最大输出功率45.1 mW/m^2高于梯度驯化的42.9 mW/m^2;两种MFC的表观内阻差别不大,分别为直接驯化下814Ω、梯度驯化下811Ω。对COD的去除,直接驯化的MFC可以达到91%,梯度驯化也达到了83%,略低于直接驯化。由以上数据可以看出直接驯化的MFC优于梯度驯化的。

关键词：微生物燃料电池驯化方式焦化废水降解产电

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不同驯化方式对微生物降解乐果的影响

环境科学与技术 2005年第2期28卷 35-37页

作者：沈齐英刘欢张英俊北京石油化工学院化工系北京102617

为了获得有效降解有机磷农药乐果的微生物,采用北京大兴黄村施用过乐果的土壤为菌源,以乐果作为唯一碳源和能源采用一次性大剂量冲击驯化和逐渐加量的驯化方式分离得到7株对乐果有一定降解能力的微生物。微生物降解乐果实验结果显示:不... 详细信息

为了获得有效降解有机磷农药乐果的微生物,采用北京大兴黄村施用过乐果的土壤为菌源,以乐果作为唯一碳源和能源采用一次性大剂量冲击驯化和逐渐加量的驯化方式分离得到7株对乐果有一定降解能力的微生物。微生物降解乐果实验结果显示:不同的驯化方式对微生物的降解能力有明显的影响,大剂量冲击驯化获得的微生物对乐果的降解能力优于逐渐加量驯化获得的微生物。

关键词：乐果微生物驯化方式降解

驯化方式对焦化废水微生物燃料电池性能的影响

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山东化工 2017年第4期46卷 158-161页

作者：李明刘新民青岛科技大学化工学院山东青岛266042

采用厌氧流化床微生物燃料电池(AFB-MFC)对焦化废水进行生化处理,考察了直接驯化、梯度驯化和富集培养三种微生物驯化方式对系统产电性能及废水处理能力的影响。结果表明,梯度驯化时AFB-MFC产电性能和废水处理效果最好,最大功率密度为10... 详细信息

采用厌氧流化床微生物燃料电池(AFB-MFC)对焦化废水进行生化处理,考察了直接驯化、梯度驯化和富集培养三种微生物驯化方式对系统产电性能及废水处理能力的影响。结果表明,梯度驯化时AFB-MFC产电性能和废水处理效果最好,最大功率密度为10.95m W/m2,比直接驯化和富集培养时分别提高了212%和89.4%。反应60 h后,AFB-MFC中COD的去除率为86.28%,而直接驯化和富集培养时分别为73.2%和80.01%。三种驯化方式下AFB-MFC中COD的去除都符合一级反应动力学模型。

关键词：厌氧流化床微生物燃料电池焦化废水驯化方式 COD 产电性能

不同驯化方式对细鳞鱼仔稚鱼生长和存活的影响

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安徽农业科学 2014年第34期42卷 12119-12120,12152页

作者：王俊曹英伟李良玉魏文燕张小丽陈霞杨马唐洪成都市农林科学院水产研究所四川成都610000

[目的]进一步丰富细鳞鱼养殖生物学内容,为其规模化养殖提供基础.[方法]在水温9.2 ～15.2℃水温条件下,采用3种不同的驯化方式驯养体重（0.055±0.003）g的细鳞鱼鱼苗60d,研究不同开口饵料和驯化方法对细鳞鱼仔、稚鱼生长和存活的影响,... 详细信息

[目的]进一步丰富细鳞鱼养殖生物学内容,为其规模化养殖提供基础.[方法]在水温9.2 ～15.2℃水温条件下,采用3种不同的驯化方式驯养体重（0.055±0.003）g的细鳞鱼鱼苗60d,研究不同开口饵料和驯化方法对细鳞鱼仔、稚鱼生长和存活的影响,确定最适开口饵料和最优驯化方案.[结果]经过60d投喂,C组细鳞鱼体重的特定生长率为5.21％/d,明显大于A组和B组;A、B、C组细鳞鱼的死亡率分别为32.37％、32.27％和37.47％,差异不显著（P＞0.05）;A、B、C组细鳞鱼体重的变异系数分别为16.8％、20.3％和12.9％.[结论]水蚤是细鳞鱼较为理想的开口饵料,但在细鳞鱼规模化养殖中以粉料开口,采用粉料和颗粒饲料投喂（C组）是更为合理的驯化方式.

关键词：细鳞鱼驯化方式生长存活

不同驯化方式对哲罗鱼仔、稚鱼生长和存活的影响

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水产学杂志 2012年第4期25卷 42-45页

作者：贾钟贺张永泉尹家胜张颖徐伟中国水产科学研究院黑龙江水产研究所黑龙江哈尔滨150070

在水温8.9～14.2℃下,在平列糟(长3m,宽0.4m,高0.2m)中采用A、B和C组三种投喂方式驯养刚开口摄食、体质量0.129±0.07g的哲罗鱼(Hucho taimen)苗60d,以探讨驯化方式对哲罗鱼仔、稚鱼生长、存活和种群变异系数的影响:A组以浮游动物开口,... 详细信息

在水温8.9～14.2℃下,在平列糟(长3m,宽0.4m,高0.2m)中采用A、B和C组三种投喂方式驯养刚开口摄食、体质量0.129±0.07g的哲罗鱼(Hucho taimen)苗60d,以探讨驯化方式对哲罗鱼仔、稚鱼生长、存活和种群变异系数的影响:A组以浮游动物开口,投喂浮游动物3d,投喂水蚯蚓15d后,改投人工饲料;B组以水蚯蚓开口,投喂水蚯蚓15d后,改投人工饲料;C组直接以人工饲料开口。结果表明:C组体质量特定生长率(3.577±0.78%/d),明显大于A组(3.132±0.87%/d)和B组(3.024±0.91);A、B、C组的成活率分别为75.67%、74.87%和84.36%,C组明显大于A、B组;A、B和C组鱼体质量变异系数依次为21.47%、22.59%和11.32%,实验表明,直接以人工饲料开口是哲罗鱼规模化养殖中合理的驯化投喂模式。

关键词：哲罗鱼驯化方式生长存活

水解酸化／好氧工艺处理高盐油田采出废水研究

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中国给水排水 2008年第23期24卷 1-5页

作者：费晓明黄翔峰闻岳刘佳陆丽君祝威张建同济大学环境科学与工程学院上海200092 胜利工程设计咨询有限责任公司山东东营257026

采用水解酸化/好氧工艺对山东胜利油田某联合处理站经过"隔油—混凝—过滤"处理的高盐(12000mg/L)出水进行深度处理。结果表明:采用水解酸化/好氧工艺处理采出废水是可行的,当进水COD为110～130mg/L、HRT为7.5h、容积负荷为0.423kgCOD/(... 详细信息

采用水解酸化/好氧工艺对山东胜利油田某联合处理站经过"隔油—混凝—过滤"处理的高盐(12000mg/L)出水进行深度处理。结果表明:采用水解酸化/好氧工艺处理采出废水是可行的,当进水COD为110～130mg/L、HRT为7.5h、容积负荷为0.423kgCOD/(m3.d)时,出水COD能够达到小于80mg/L的排放要求。反应器的启动采用炼油厂污泥与城市污水厂污泥为混合接种源,进水采用采出废水、生活污水和炼油厂废水的混合废水,并逐日增加混合废水中采出废水的比例,反应体系达到稳定运行所需时间较短,启动期约为20d。GC/MS分析结果表明,油田采出废水经处理后,大分子有机物的降解显著;水解酸化工艺可以降解含有苯环的有机物。

关键词：油田采出废水水解酸化好氧驯化方式停留时间

不同驯化条件下的磷酸盐还原特性研究及其微生物种群结构分析

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不同驯化条件下的磷酸盐还原特性研究及其微生物种群结构分析

作者：申子鸣广州大学

学位级别：硕士

日趋严重的磷污染问题以及由于磷的不可再生所导致的资源匮乏问题都迫使我们急需找到一种既稳定高效,又能方便回收的除磷方法。然而传统除磷方法存在较大的缺陷,如何更好地处理废水中的磷成为本专业目前和今后的重点之一。基于磷酸盐还... 详细信息

日趋严重的磷污染问题以及由于磷的不可再生所导致的资源匮乏问题都迫使我们急需找到一种既稳定高效,又能方便回收的除磷方法。然而传统除磷方法存在较大的缺陷,如何更好地处理废水中的磷成为本专业目前和今后的重点之一。基于磷酸盐还原反应的除磷工艺近年来成为研究热点之一,从理论上看,其具备能耗低、磷素回收方便、能够处理高磷废水等优点。本课题对该技术进行研究,在厌氧序批式反应器(Anaerobic Sequencing Batch Reactor,ASBR)产磷化氢的基础上,探索性地采用组合填料型厌氧序批式生物膜反应器(Anaerobic Sequencing Batch Biofilm Reactor,ASBBR)、兼氧弱曝气型序批式反应器(Sequencing Batch Reactor,SBR)来进行磷酸盐还原菌(Phosphate Reduction Bacteria,PRB)的培养,对各反应系统的除磷运行效能进行动态研究,并对其驯化前后的微生物种群结构迁移情况进行分析,为磷酸盐还原反应的研究奠定了一定的理论及应用基础。以下为主要研究成果:建立了三套不同驯化方式下的磷酸盐还原系统:启动阶段中,1#ASBR、2#ASBBR、3#SBR分别经过不同时长的培养,上清液磷酸盐(TP)去除率达到26.506.91%、26.121.14%、36.535.86%,有机物(COD)去除率达到95.127.83%、93.715.46%、92.025.60%。在此过程中,总产气量与磷化氢产量也逐步得到提升,最终三者的气态磷化氢(Free-gaseous Phosphine,FGP)产出水平分别为432.79pg、2212.65pg、1907.77pg左右,表明本试验中新的驯化方式可以提高磷化氢产量。稳定期内,粒径结果显示,3#污泥平均粒径最大,达到380.197μm。电镜扫描结果显示,各系统中细菌形态差别较大,说明不同驯化方式下的长期培养将很大程度地改变优势菌种及其污泥形态。在对两套新型反应系统的影响因素试验中,2#ASBBR以C/P=100:1、初始pH=8、T=45℃的培养条件为最优运行效果,与原工况差别较小;3#SBR以C/P=150:1、初始pH=9、T=45℃、高曝气量为最优培养条件,由此可见兼氧驯化后的系统其最佳工况条件发生了明显改变。对各系统进行稳定状态下的典型周期动态监测,结果显示各系统中结合态磷化氢(Matrix-bound Phosphine,MBP)与碱性磷酸酶均呈显著正相关,趋势为先上升后下降,表明碱性磷酸酶活性的提高有利于产磷化氢。通过比较各系统的磷化氢产出特性,发现磷酸盐发生还原后均主要以MBP囤积于固相,而相对而言兼氧条件下以FGP气体形式逸出的程度占比更高,可以推断污泥本身对磷化氢具有较强吸附性,而一定的气流扰动可以促进磷化氢脱附。2#ASBBR的磷化氢产量在特定点出现突跃,表明在特定状态下生物膜体系更有利于磷酸盐还原反应的进行。由高通量测序结果可以看出,2#ASBBR与3#SBR相较于1#ASBR均发生了不同程度的种群结构缩减,亲缘性以1#、2#更好。由驯化前、后的种群类别分布情况可以推断,参与磷化氢产生的主要功能菌隶属于变形菌门(Proteobacteria)下。此外,较厌氧系统而言,兼氧系统下微生物富集行为较为独特,厚壁菌门(Firmicutes)、Saccharibacteria菌门的丰度增加明显,推测系统内可能含新型兼性除磷菌,但有待进一步确认。

关键词：磷酸盐还原驯化方式磷化氢酶活性微生物

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微生物燃料电池处理焦化废水的研究

微生物燃料电池处理焦化废水的研究

作者：卢新陈中北大学

学位级别：硕士

在焦炉煤气初冷和焦化生产过程中,会产生大量的焦化废水。焦化废水的排放不仅会影响环境美观,而且它自身及其转化产物还会对水体产生生物毒性,有致癌作用,威胁人体健康。目前处理焦化废水主要有物理法、化学法和生物法。物理和化学方法... 详细信息

在焦炉煤气初冷和焦化生产过程中,会产生大量的焦化废水。焦化废水的排放不仅会影响环境美观,而且它自身及其转化产物还会对水体产生生物毒性,有致癌作用,威胁人体健康。目前处理焦化废水主要有物理法、化学法和生物法。物理和化学方法处理成本高,反应条件苛刻,且可能产生二次污染。相比之下,廉价、高效和环境友好的生物法更为人们所接受。在生物处理的过程中厌氧微生物的厌氧处理去除了焦化废水中的大部分有机物。微生物燃料电池(MFC)是一种新型的同步废水处理与产电的技术,其厌氧阳极为微生物处理焦化废水提供了可能,有望成为一种全新概念的处理焦化废水与产电的技术。本研究以焦化废水处理厂的原水为阳极底物,利用微生物燃料电池实现在有机物降解的同时同步产电。成功驯化了双室生物阴极型微生物燃料电池,证明了微生物燃料电池可以利用焦化废水作为阳极底物进行产电;通过COD的去除率、库伦效率的大小、以及电化学性能(输出电压、电流密度、功率密度)三个方面对比了两种不同驯化方式的优劣;观察了阳极生物膜的外部形貌;进一步考察了外部因素(温度、阴极pH、搅拌、外阻)对微生物燃料电池的性能影响,优化提高焦化废水的去除率和产电功率。得到如下结论:以焦化废水为底物的好养生物阴极型微生物燃料电池可以利用焦化废水产电,电池的功率密度为42.9mV/m2,COD的去除率为83%。焦化废水直接驯化和以乙酸钠、焦化废水间接驯化的对比结果中直接驯化下的MFC的最大输出功率45.1mW/m2高于间接驯化的42.9mW/m2;两种MFC的表观内阻差别不大分别为直接驯化下814Ω、间接驯化下811Ω;对COD的去除直接驯化的MFC可以达到91%,间接驯化也达到了83%略低于直接驯化,表明直接驯化的MFC优于间接驯化的。通过改变不同的工况条件(温度、阴极pH、搅拌、外阻)电池的产电性能和COD的去除率都有明显的变化,在外接电阻1000Ω时、阳极搅拌、温度30℃、阴极pH为6的情况下,MFC的输出功率和COD的去除率都达到最大。对MFC的经济效益分析,得出MFC在处理焦化废水方面比传统的处理方法更加经济。本研究为微生物燃料电池处理焦化废水提供了可靠地理论分析和实验支持,有助于实现该技术在处理焦化废水方面的应用价值。

关键词：微生物燃料电池驯化方式焦化废水降解产电

基于宏基因组的反硝化除磷系统微生物多样性及功能研究

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基于宏基因组的反硝化除磷系统微生物多样性及功能研究

作者：安格尔内蒙古大学

学位级别：硕士

自然水体中氮、磷元素过剩是引起水体富营养化的主要原因。新兴的反硝化除磷工艺利用反硝化聚磷菌(Denitrifying Polyphosphate Accumulating Organisms,简称DPAOs)以NO~—/NO~—代替传统的氧气做为电子受体,可实现氮、磷的同步去除。... 详细信息

自然水体中氮、磷元素过剩是引起水体富营养化的主要原因。新兴的反硝化除磷工艺利用反硝化聚磷菌(Denitrifying Polyphosphate Accumulating Organisms,简称DPAOs)以NO~—/NO~—代替传统的氧气做为电子受体,可实现氮、磷的同步去除。该工艺具有“一碳两用”、无需曝气和污泥产量少的优点。驯化方式(一步法、两步法和三步法)和操作条件的控制与反硝化除磷系统的快速启动具有直接的联系。本文旨在探究反硝化除磷污泥系统的驯化方式和运行机理,开展反硝化除磷污泥的一步法驯化,分析讨论NO~—-N浓度对系统脱氮除磷性能的影响规律及机理,应用高通量和宏基因组测序方法解析菌群结构以及DPAOs系统的分子功能。具体研究结果如下:(1)常规好氧除磷和反硝化除磷系统的启动反硝化除磷系统一步法驯化用时50天,好氧除磷系统驯化用时100天。驯化控制条件均为温度30±2℃,碳源乙酸钠,C/P比值40,SRT 20天。好氧除磷污泥系统在厌氧与好氧交替状态下DO控制在2 mg·L以上,反硝化除磷污泥系统在厌氧/缺氧/好氧三个状态下DO控制在0.2-0.3 mg·L范围内。驯化完成时好氧除磷污泥磷去除率为89.88%,具有除磷功能的代表菌属为Saprospiraceae,反硝化除磷污泥磷去除率为99.09%,系统内包含Candidatus Accumulibacter和Anaerolineae等多种具有除磷功能的菌属。(2)反硝化除磷系统硝酸盐氮的浓度变化与系统除磷效能以硝酸盐氮为电子受体的反硝化除磷系统作为研究对象,在30±2℃、厌氧/缺氧/好氧条件下的序批式反应器(SBR)中,缺氧段硝酸盐氮投加浓度18mg·L骤降至11 mg·L,再恢复到18 mg·L。实验结果表明,缺氧段NO~—-N进水为18 mg·L时,除磷率可达98.3%,NO~—-N浓度骤降时除磷率也降至92.1%,系统中电子受体减少导致除磷性能降低。NO~—-N浓度恢复后其反硝化除磷性能也随之恢复。硝酸盐氮浓度骤减前主要发挥反硝化除磷功能的菌属为Hyphomicrobium和Acidaminobacter菌。硝酸盐氮浓度恢复后系统反硝化除磷效果可恢复,但系统功能菌群会发生改变。(3)宏基因组研究反硝化除磷系统在驯化过程中的分子功能NR物种注释结果表明系统在驯化完成后得到含有Candidatus＿Accumulibacter、Anaerolinea、Hyphomicrobium、Thauera和Dechloromonas等多种DPAOs的活性污泥。物种中京都基因与基因组数据库(Kyoto Encyclopaedia of Genes and Genomes,KEGG)功能基因贡献度分析表明驯化后污泥中内碳源合成相关及氮代谢相关功能贡献度显著提升。反硝化与除磷相关功能基因的贡献分布结果表明驯化后污泥中g＿＿unclassified＿o＿＿Burkholderiales菌的内碳源合成相关的pha C基因及反硝化相关的nar GHI基因贡献度非常高,在本研究中可能发挥主要的反硝化除磷作用。本研究应用宏基因组方法对反硝化除磷污泥驯化过程菌群结构和分子功能进行分析,揭示反硝化除磷功能被激发后系统中主要功能基因组成的异同,对进一步揭示DPAOs的生理功能及代谢多样性具有重要意义。

关键词：生物反硝化除磷宏基因组驯化方式 DPAOs KEGG功能注释