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菌剂添加条件下通风量对食品废弃物好氧发酵过程的影响

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化工进展 2024年第7期43卷 4128-4137页

作者：黄思晗凌玲李佳彬李秀芬江南大学环境与土木工程学院江苏无锡214122 江苏省水处理技术与材料协同创新中心江苏苏州215009

通风量是影响食品废弃物好氧发酵产物质量且关系过程成败的重要制约因素。本文通过调整发酵过程中的通风量,控制食品废弃物中油脂的降解与有机酸的产生和累积,实现发酵过程的有限酸化,不仅可减少NH_(3)挥发与流失,还可提高发酵产物的质... 详细信息

通风量是影响食品废弃物好氧发酵产物质量且关系过程成败的重要制约因素。本文通过调整发酵过程中的通风量,控制食品废弃物中油脂的降解与有机酸的产生和累积,实现发酵过程的有限酸化,不仅可减少NH_(3)挥发与流失,还可提高发酵产物的质量。研究结果表明,随着通风量增大,发酵物料的峰温度升高,但高温期缩短,有机质降解率和腐熟度先升高后降低,当通风量为0.2L/(L·min)时,发酵效果较佳。通风量越大,NH_(3)累积挥发量越低。通风量为0.1L/(L·min)时,高温期较长,不利于硝化微生物的生长繁殖,NH_(3)排放量最大。通风量为0.3L/(L·min)时,高温期最短,同时水分散失严重,有机物降解不彻底,NH_(3)挥发量也最低。与未添加自制除油微生物菌剂(ORMI)相比,接种ORMI可以有效促进食品废弃物好氧发酵的效果,发酵结束时,油脂降解率、种子发芽指数和总养分含量分别提高了23.08%、29.48%和7.36%。通风量通过影响相关微生物活性及脂肪酶酶活促进油脂降解,减少氨的累积挥发量,最终有效提升发酵产物的腐熟度和总养分含量。

关键词：发酵通风量有限酸化食品废弃物

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宏基因组学分析深度处理阶段污水中细菌的赋存特征及其功能

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环境科学 2024年第4期45卷 2259-2267页

作者：胡健双王燕周政汪雅琴王秉政李激江南大学环境与土木工程学院无锡214122 江苏省厌氧生物技术重点实验室无锡214122 江苏高校水处理技术与材料协同创新中心苏州215009

为探究深度处理阶段污水中细菌的赋存特征及其功能,采集了污水深度处理阶段沿程各单元的进出水样品,并基于宏基因组学对污水中细菌的群落结构及功能进行了解析.结果表明,不同深度处理单元出水中细菌的多样性存在差异,臭氧接触池出水中... 详细信息

为探究深度处理阶段污水中细菌的赋存特征及其功能,采集了污水深度处理阶段沿程各单元的进出水样品,并基于宏基因组学对污水中细菌的群落结构及功能进行了解析.结果表明,不同深度处理单元出水中细菌的多样性存在差异,臭氧接触池出水中细菌的多样性最低;相比夏季,冬季深度处理阶段污水中细菌的丰富度和多样性较低.不同季节深度处理阶段污水中的细菌群落结构变化较大,反硝化滤池出水中的细菌群落结构与其它样品存在较大差异;变形菌门(41.5%~71.0%)是深度处理阶段污水中的主要优势菌门,其次是拟杆菌门(3.8%~16.2%);反硝化滤池出水中主要菌属有脱氯单胞菌(4.1%~7.4%)、弓形杆菌(3.0%~8.3%)和不动杆菌(2.3%~3.0%).在深度处理阶段各工艺出水中共发现了29种与氮代谢有关的功能基因,并且在各工艺出水中均检测到了与反硝化有关的功能基因,如nosZ、napA、nirK和norB等,表明深度处理阶段污水中的细菌具有持续脱氮的潜力.糖苷转移酶和糖苷水解酶是深度处理阶段主要的碳水化合物活性酶,深度处理阶段污水中的细菌表现出了对多种有机物的降解潜力.

关键词：污水深度处理宏基因组学细菌群落脱氮功能 KEGG基因数据库 CAZy数据库

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液态复合微生物菌剂的保存技术研究

环境化学 2024年

作者：李春霞李月月李秀芬江南大学环境与土木工程学院江苏省水处理技术与材料协同创新中心

与固态微生物菌剂相比，液体复合微生物菌剂具有制备方法简单、易保存、运输方便、启动时间短等优点，可达到快速启动反应器和提高使用效果的目的.借鉴食品保鲜与保藏等领域的技术手段研发液态复合微生物菌剂的新型保存技术，可为其规... 详细信息

与固态微生物菌剂相比，液体复合微生物菌剂具有制备方法简单、易保存、运输方便、启动时间短等优点，可达到快速启动反应器和提高使用效果的目的.借鉴食品保鲜与保藏等领域的技术手段研发液态复合微生物菌剂的新型保存技术，可为其规模化生产及实际应用提供重要参考.研究增稠剂、乳化剂和抗氧化剂对菌剂保存效果的影响规律，同时进行响应面优化研究.液态复合微生物菌剂制备的最佳工艺为0.401%的阿拉伯树胶、0.090%的吐温-20和0.042%的抗坏血酸.效果验证和稳定性评价结果表明，抗坏血酸对纤维素酶和脱氢酶的酶活影响较大，此条件下保藏30 d后，微生物的存活率为63.9%，活菌数为1.86×109CFU·mL-1，霉菌杂菌数为1.4×105CFU·mL-1，杂菌率为0.022%，可达到我国《农用微生物菌剂》(GB 20287—2006)的技术指标要求.本研究探索了食品保鲜与保藏等领域的技术手段对液态复合微生物菌剂保存效果的影响，为提高液态菌剂的保存提供了一种新方法.

关键词：微生物菌剂增稠剂乳化液抗氧化剂

亚胺类COFs改性水处理膜的制备及应用进展

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工业水处理 2024年第8期44卷 29-37页

作者：潘亦维樊奇峰张干伟沈舒苏江苏省分离净化材料与技术工程研究中心江苏苏州215009 江苏省水处理技术与材料协同创新中心江苏苏州215009

共价有机框架(Covalent organic frameworks,COFs)是一种由C、H、O、N、B等第一、二周期的轻元素通过可逆的强共价键(C—C、C—O、C—Si、B—O)连接而成的新型多孔材料,具有可调孔径尺寸和多种官能团。近年来,已被用于水处理膜材料的改... 详细信息

共价有机框架(Covalent organic frameworks,COFs)是一种由C、H、O、N、B等第一、二周期的轻元素通过可逆的强共价键(C—C、C—O、C—Si、B—O)连接而成的新型多孔材料,具有可调孔径尺寸和多种官能团。近年来,已被用于水处理膜材料的改性制备中。简述了亚胺类COFs材料的制备与应用,着重介绍了亚胺类COFs改性膜在有机染料分离、海水淡化、渗透气化、重金属离子的去除和有机溶剂纳滤的最新应用进展,分析了亚胺类COFs材料在水处理膜中的作用机理。得出COFs改性水处理膜在水处理领域内由于制作成本高、膜孔径不合适、易被污染等问题导致研究较少的结论,解决以上问题是未来研究的重点。

关键词：亚胺类共价有机框架膜改性膜分离

Fe(Ⅲ)对Anammox污泥脱氮效能长短期影响

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中国环境科学 2024年第3期44卷 1278-1285页

作者：郭佳文林兴李祥黄勇刘天琪赵魏东苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009 苏州科技大学江苏水处理技术与材料协同创新中心江苏苏州215009 苏州天竣环境科技有限公司江苏苏州215009

通过接种厌氧氨氧化(Anammox)污泥,研究了Fe(Ⅲ)对Anammox污泥脱氮效能长短期影响.结果表明,适量提升Fe(Ⅲ)浓度可以提升Anammox菌的活性.当进水Fe(Ⅲ)浓度达到0.09mol/L时,反应器氮去除速率最高为0.238kg/(L·d),较对照组提升了14.2%.... 详细信息

通过接种厌氧氨氧化(Anammox)污泥,研究了Fe(Ⅲ)对Anammox污泥脱氮效能长短期影响.结果表明,适量提升Fe(Ⅲ)浓度可以提升Anammox菌的活性.当进水Fe(Ⅲ)浓度达到0.09mol/L时,反应器氮去除速率最高为0.238kg/(L·d),较对照组提升了14.2%.继续提高进水Fe(Ⅲ)浓度,氮去除速率逐步下降,当Fe(Ⅲ)浓度升至0.18mol/L时,氮去除速率降至0.215kg/(L·d),与最高氮去除速率相比下降10.75%.采用Haldane抑制动力学模型拟合得到Fe(Ⅲ)对Anammox半速率常数(KFe)为0.012mol/L,半抑制常数(KI)为0.449mol/L.长期结果表明,在0.09mol/L Fe(Ⅲ)浓度下,Anammox氮去除速率增幅最快,并且随着Fe(Ⅲ)浓度增加而逐步降低.由于Fe(Ⅲ)代替了NO_(2)^(-)-N作为电子受体发生厌氧铁氨氧化反应,在含有Fe(Ⅲ)的反应器中NO_(2)^(-)-N与NH_(4)^(+)-N的转化比在1.108~1.227之间波动,明显低于理论值1.32,并随Fe(Ⅲ)浓度的提升而降低.扫描电镜结果表明,添加Fe(Ⅲ)可使Anammox菌细胞结构更加稳定.

关键词： Fe(Ⅲ) 厌氧氨氧化脱氮性能抑制动力学扫描电镜

典型特殊制备技术对无取向电工钢织构的影响规律

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材料工程 2024年第2期52卷 135-145页

作者：金宇晨李志超北京科技大学钢铁共性技术协同创新中心北京100083

电工钢又称硅钢,是一种重要的特殊钢,常被称作特殊钢中的“艺术品”,这主要是因为其加工制备流程复杂、性能影响因素繁多。其中无取向硅钢主要应用于旋转电磁场环境,为了获得优良的软磁性能,需要形成较多的{100}等有利织构,为此研究人... 详细信息

电工钢又称硅钢,是一种重要的特殊钢,常被称作特殊钢中的“艺术品”,这主要是因为其加工制备流程复杂、性能影响因素繁多。其中无取向硅钢主要应用于旋转电磁场环境,为了获得优良的软磁性能,需要形成较多的{100}等有利织构,为此研究人员进行了大量探索,近年来发现一些特殊制备技术在形成大量{100}等有利织构方面有显著效果。本文综述二次轧制、斜轧、异步轧制及双辊薄带连铸四种典型特殊制备技术对无取向硅钢再结晶织构的影响规律,发现二次轧制与双辊薄带连铸均能增强λ与高斯织构,并削弱γ织构,斜轧也会增强λ织构,但对γ织构影响不大,异速异步轧制能增强η织构,而异径异步轧制对再结晶织构却基本没有影响。最后,总结目前各项特殊制备技术存在的缺陷,并提出一些发展方向,如借助斜轧原理在常规冷轧中产生更多剪切带、利用异步轧制进行二次加工以均匀化磁感等,为后续无取向硅钢的工业生产提供更多参考。

关键词：无取向硅钢二次轧制斜轧异步轧制双辊薄带连铸

微囊藻强化假单胞菌产胞外超氧自由基及其机制

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环境工程学报 2024年第8期18卷 2229-2236页

作者：倪蓉王茜张长禄吴佳萍蔡文钊李海燕戚菁胡承志北京建筑大学环境与能源工程学院中国科学院生态环境研究中心江苏水处理技术与材料协同创新中心苏州科技大学

生物源超氧自由基是天然水体中活性氧的重要来源，以天然水体中广泛存在的微囊藻和假单胞菌为研究对象，考察种间电子传递对天然水体中生物源超氧自由基生成的影响及机制。研究发现在天然水体中藻的存在可显著提升假单胞菌产生胞外超氧... 详细信息

生物源超氧自由基是天然水体中活性氧的重要来源，以天然水体中广泛存在的微囊藻和假单胞菌为研究对象，考察种间电子传递对天然水体中生物源超氧自由基生成的影响及机制。研究发现在天然水体中藻的存在可显著提升假单胞菌产生胞外超氧自由基的生成量，且这种上升趋势伴随着光照节律而变化，但该现象并非由菌藻密度及水体本底物质变化引起，而是由于细菌与藻类之间物质交换造成的。此外，随着培养时间的延长，胞外超氧自由基的产生量上升导致细菌密度降低，这是由于超氧自由基的大量生成造成细菌外部氧化压力急剧上升，使得细菌出现表面皱缩，进入衰亡阶段。为进一步探究微囊藻强化假单胞菌产生胞外超氧自由基的机制，对与超氧自由基生成直接相关的还原性辅酶I (NADH)和还原性辅酶II (NADPH)进行分析，发现在菌藻共存体系中NAD(P)H含量在胞外超氧自由基上升阶段显著上升，说明藻类通过光合作用产生的NAD(P)H可外泌到胞外进而影响细菌的电子传递，导致超氧自由基的产生。此外，NAD(P)H的增加还会影响细菌的抗氧化系统，降低细菌对超氧自由基的清除能力，从而导致超氧自由基在细菌体外的积累。这一发现揭示了一种新的菌藻互作机制，对理解环境微生态平衡和污染物降解具有重要意义。

关键词：菌藻共存体系胞外超氧自由基铜绿微囊藻假单胞菌

Fe(Ⅱ)EDTA络合吸收耦合H_(2)-MBfR处理NO效能

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中国环境科学 2024年第3期44卷 1335-1346页

作者：刘婉婷钱飞跃赵俊杰徐正慧王建芳缪润珠苏州科技大学环境科学与工程学院江苏苏州215009 城市生活污水资源化利用技术国家地方联合工程实验室江苏高校水处理技术与材料协同创新中心江苏苏州215009 苏州科技大学天平学院江苏苏州215009

构建Fe(Ⅱ)EDTA络合吸收耦合H_(2)-MBfR一体化系统,驯化具有同步反硝化及铁还原能力的混合菌种,在维持反应体系稳定反硝化性能的基础上,探究进水Fe(Ⅱ)EDTA浓度、pH值对NO去除效率的影响,分析微生物群落结构.结果表明,Fe(Ⅱ)EDTA络合吸... 详细信息

构建Fe(Ⅱ)EDTA络合吸收耦合H_(2)-MBfR一体化系统,驯化具有同步反硝化及铁还原能力的混合菌种,在维持反应体系稳定反硝化性能的基础上,探究进水Fe(Ⅱ)EDTA浓度、pH值对NO去除效率的影响,分析微生物群落结构.结果表明,Fe(Ⅱ)EDTA络合吸收耦合H_(2)-MBfR还原一体化系统对NO具有稳定去除效能,最大去除效率为99.50%.提高初始Fe(Ⅱ)EDTA浓度有助于Fe(Ⅱ)EDTA-NO的生成,且体系内的NO平均去除速率随着Fe(Ⅱ)EDTA浓度的提升而提升.在Fe(Ⅱ)EDTA浓度为10mmol/L时,NO最大去除速率达到44.68mg/(m3·h).pH值升高则不利于Fe(Ⅱ)EDTA-NO的生成,控制pH值为6更适合一体化系统运行.微生物群落结构分析发现一体化阶段优势菌门Proteobacteria、Bacteroidetes和Firmicutes,在该反应器中承担着重要的功能和作用,其丰度占比分别为50.35%,16.43%,14.98%.

关键词：氢自养膜生物膜反应器(H_(2)-MBfR) 烟气脱硝络合吸收影响因素

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丘陵山区水库沉积物-水界面磷源汇转换机制

中国环境科学 2024年第4期44卷 2137-2147页

作者：谭立贤康得军刘成朱利钊申秋实陈开宁福州大学土木工程学院福建福州350000 中国科学院南京地理与湖泊所湖泊与环境国家重点实验室江苏南京210008 苏州科技大学江苏水处理技术与材料协同创新中心江苏苏州215009

以东南丘陵山区典型深水水库对河口水库为研究对象,开展了1a的原位调研,在主要水域内采集原位柱状沉积物样品,分析了沉积物磷的含量、赋存形态、间隙水剖面特征以及沉积物-水界面交换通量的时空变化特征.结果表明:对河口水库表层沉积物... 详细信息

以东南丘陵山区典型深水水库对河口水库为研究对象,开展了1a的原位调研,在主要水域内采集原位柱状沉积物样品,分析了沉积物磷的含量、赋存形态、间隙水剖面特征以及沉积物-水界面交换通量的时空变化特征.结果表明:对河口水库表层沉积物总磷(TP)含量变化范围为(470.8~1012.3)mg/kg,平均值达到(688.4±186.48)mg/kg,呈现从上游至下游逐渐增加的趋势,下游坝前区域磷污染最为严重;沉积物中各形态磷含量大小顺序依次为:铝结合态磷(352.61mg/kg)>铁结合态磷(Fe-P)(98.10mg/kg)>闭蓄态磷(88.77mg/kg)>钙结合态磷(72.42mg/kg)>有机磷(33.38mg/kg)>可交换态磷(1.64mg/kg).全库沉积物总体表现为磷的释放源,其中,秋季释放风险最高,冬季大部分区域沉积物从磷释放的源转变为汇;全年平均静态释放通量和扩散通量分别为(0.81±2.34)mg/(m^(2)·d)和(2.15±3.47)mg/(m^(2)·d),2种方法所得全年磷释放量分别为1.92和3.67t,秋季释放量最大.铁结合态磷(Fe-P)的转化可能是控制沉积物-水界面磷源-汇转换的重要原因,由氧分层导致的沉积物厌氧及铁结合态磷(Fe-P)溶解释放将增加下层水体磷浓度,并在水体逆温后增加水柱总体磷浓度.在秋季大量磷释放之后,应更加关注随后的逆温对整个水体磷浓度的影响.

关键词：内源磷负荷沉积物-水界面磷通量对河口水库深水水库