生物炭固定化硝化菌去除水样中氨氮的研究_赏国锋
硝化细菌的固定化及其处理氨氮污水的研究
硝化细菌的固定化及其处理氨氮污水的研究
王芳;鲁敏;张红艳;刘碗菊;柳宇佩
【期刊名称】《化学与生物工程》
【年(卷),期】2010(27)11
【摘要】通过富集培养硝化细菌,使污泥中硝化细菌数量增加,成为优势菌,再将硝化细菌包埋固定化在海藻酸钙凝胶胶珠中,并用于污水的处理,通过正交实验法确定了适宜的包埋固定化条件。
结果表明,通过富集培养,硝化细菌数量从1.1×104个.g-1增加到2.1×108个.g-1,固定化的硝化细菌胶球对人工污水和实验污水的氨氮去除率均为90%。
【总页数】3页(P86-88)
【作者】王芳;鲁敏;张红艳;刘碗菊;柳宇佩
【作者单位】
【正文语种】中文
【相关文献】
1.固定化硝化细菌对氨氮的去除效果研究 [J], 姚秀清;贾中原;王春华;邹宁
2.固定化硝化细菌去除氨氮和气相氨的试验研究 [J], 贾燕;江栋;刘永;周伟坚;邓志毅
3.固定化硝化细菌去除氨氮特性的研究 [J], 冯本秀;徐海娟;曹梓轲
4.新型固定化硝化细菌和好氧反硝化细菌处理氨氮废水 [J], 李芳芳;齐树亭;石玉新;吕玉珊;高长虹
5.固定化硝化细菌去除废水中氨氮的研究 [J], 高瑞美;鲁敏
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活性炭固定硝化菌种处理高氨氮制药废水的中试应用
活性炭固定硝化菌种处理高氨氮制药废水的中试应用江淦福;李谋;胡冲【摘要】为了验证活性炭固定硝化菌种技术能处理高氨氮制药废水的可行性,为后期工程改造提供经验,进行了本次现场中试试验.试验证明其能在短时间内在生化系统内建立硝化系统,并稳定运行.在进水COD达4000 mg/L,氨氮达到600 mg/L左右,出水COD能稳定在400 mg/L、氨氮在5 mg/L以下.【期刊名称】《浙江化工》【年(卷),期】2016(047)004【总页数】4页(P35-38)【关键词】高氨氮;制药废水;硝化菌种;活性炭【作者】江淦福;李谋;胡冲【作者单位】普罗生物技术(上海)有限公司, 上海 201201;普罗生物技术(上海)有限公司, 上海 201201;普罗生物技术(上海)有限公司, 上海 201201【正文语种】中文制药废水是公认的难处理废水之一，特别是合成抗生素类废水。
其主要特征为：（1）水质成分复杂：抗生素生产流程长、副产物多，使废水中的污染物组分复杂；（2）难降解及有毒有害物质多：生产原料中有许多有机污染物，且难降解，还含有一定浓度的生物抑制剂，甚至是杀菌剂；（3）废水中污染物含量高，氨氮浓度高、COD值高；（4）部分废水盐分含量高，易造成污泥膨胀，微生物死亡的现象。
河北某制药厂三废中心处理集团各分公司的生产废水，但由于建厂较早及上游来水水质变化等原因，水处理系统出水氨氮已不能达到日益提高的环保要求，因此进行了本次活性炭固定硝化菌种处理高氨氮制药废水的中试应用试验，为后期工程改造提供可行性分析及施工调试经验。
1.1 试验原料硝化菌种：通过特定条件下筛选出的复合菌种，激活后可快速适应工业废水环境，帮助快速建立硝化系统，缩短污泥驯化时间，提高氨氮去除效果和运行稳定性。
活性炭：200目的果壳类颗粒活性炭。
活性污泥：本制药厂污水处理系统曝气池内活性污泥。
其他：常规的葡萄糖、尿素、磷盐、纯碱。
1.2 中试方法结合现场条件及以往高氨氮废水处理经验，确定采用“A/O活性污泥法工艺”处理。
生物炭固定化硝化菌去除水样中氨氮的研究_赏国锋
第５期
赏 国 锋 ，等 ：生 物 炭 固 定 化 硝 化 菌 去 除 水 样 中 氨 氮 的 研 究
有 机 培 养 基 ：胰 蛋 白 胨 （ｔｒｙｐｔｏｎｅ）１０ｇ／Ｌ，酵 母 提取物（ｙｅａｓｔｅｘｔｒａｃｔ）５ｇ／Ｌ，氯 化 钠 （ＮａＣｌ）１０ｇ／ Ｌ。利用 ＮａＯＨ 调节 ｐＨ 至７．０。 １．２ 检 测 方 法
氨氮浓 度 测 定 方 法 参 照 ＨＪ ５３６—２００９《水 质 氨 氮 的 测 定 水 杨 酸 分 光 光 度 法 》，在 碱 性 介 质 （ｐＨ１１．７）和亚 硝 基 铁 氰 化 钠 存 在 下，水 中 的 氨、铵 离子与水 杨 酸 盐 和 次 氯 酸 离 子 反 应 生 成 蓝 色 化 合 物，在６９７ｎｍ 处 用 分 光 光 度 计 测 量 吸 光 度 。 ［９］ 试 验 均 设 ３ 次 平 行 ，数 据 取 其 平 均 值
主要试剂：浓 硫 酸，乙 醇，轻 质 氧 化 镁，氢 氧 化 钠，水杨 酸－酒 石 酸 钾 钠，次 氯 酸 钠，亚 硝 基 铁 氰 化 钠，氢 氧 化 钾，氯 化 铵。 上 述 试 剂 均 为 分 析 纯，由 国 药集团化学试剂有限公司提供。
硝化 菌 无 机 培 养 基：ＮａＮＯ２１ｇ，Ｎａ２ＣＯ３ １ｇ， ＮａＣｌ ０．５ ｇ，Ｋ２ＨＰＯ４０．５ ｇ，ＭｇＳＯ４０．５ ｇ，ＦｅＳＯ４ ０．４ｇ，Ｈ２Ｏ １ ０００ ｍＬ，ｐＨ ７．２。
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｎｇｆｅｎｇ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００３１，Ｃｈｉｎａ）
固定化硝化细菌去除氨氮特性的研究
ｅ ｃｅ ｃ ｓｖ ｒ ｉ ｈ ｗｉ ｅ ｅ ｂ ａ ｓｗｈ ｃ ｒ ｄ ｎ ｅ ｅ ｃ ｎ ｉ ｏ ｓｏ ０ ％ Ｐ ｉ ｆ ｉｎ ｙｗａ ｅ ｙ ｈ ｇ ｔ ｔ ｓ ｅ ｄ ｉ ｈ ｗｅ ｅ ｍａ ｅ ｕ ｄ ｒ ｈ ｏ ｄ ｔ ｎ ｆ１ ｈｈ ｔ ｉ ． ２
以上，去除氨氮效率 强 。 【 关键词】 固定化硝化细菌 ；氨氮 ；正交实验
Ｓ ｕ ｎ Ｃｈａ ａ ｔ ｒ ｓ ｉ ｍ ｏ ｉ ｔ ｄｙ ｏ ｒ ｃ ｅ ｉ ｔｃ ｏｆＲｅ ｖ ｎｇ Ａｍ ｍ ｏ ｕｍ ｔ ｏ ｅ ｒ ｍ ａ ｔ ｗａ ｅ ｙ ｎｉ Ｎｉｒ ｇ ｎ ｆ ｏ Ｗ ｓ ｅ ｔ ｒ ｂ Ｉ ｍ ｏ ｌｚ ｄ Ｎｉｒ ｆ ｉ ｇ Ｂａ ｔ ｒ ａ ｍ ｂｉｉ ｅ ｔ ｉｙ ｎ ｃ ｅ ｉ
聚 乙烯醇包埋法 ［ １ １ 固定化硝化细菌 是用来去除废 水中的 － ２ 氨氮 ， 不同比例 因素制备 的固定化小 球去除氨氮 的效 率差别 很 大 。影响他 的主 要因素有 Ｐ Ａ 浓度报、硝化细菌溶液与包埋 Ｖ
剂 溶 液 的 莺 量 比（ｌ 对 包 菌 量 ） 定化 小 球 在 交 联 剂 硼 酸 里 １相 ￣ Ｊ 、固
【 摘
要】 同比例 因素制备 的固定化硝化细菌 小球 去除氨氮 的效率差 别很大 。文章使用正 交试验 ，通过直观分析 不
和模型分析找出固定化小球去除氨氮 的最佳 因素 水平值 。 确定了在 Ｐ Ａ质量浓度 为 １ ％， Ｖ ０ 活性 炭含 量 占 Ｐ Ａ凝 胶的 Ｖ
２％，交联 时间 ３ ２ｈ及包 菌量 的值为 １： ２的情况下 ，包埋 的固定化小球去除氨氮 的效率最 高，４ ２ｈ就可 以达到 ８ ０％
２ 实 验 方 法
２ １ 固定 化硝 化 细菌 的制 备 与去 除氨 氮实验 方 法 ．
生物炭及其固定化微生物对垃圾堆肥的除臭增效作用
生物炭及其固定化微生物对垃圾堆肥的除臭增效作用陈朝晖;张涵;陈平;赏国锋;刘亮;沈国清【摘要】将环境中越来越多的废弃物变废为宝,一直是人们研究的热点和难点.利用廉价生物质废弃物,采用微波热解制备出了具有高吸附性能的生物炭;并采用富集培养方法,从垃圾填埋场中筛选出一株除臭细菌Pl-1,经16s rDNA鉴定为壤霉菌.在此基础上,采用载体结合法将除臭菌吸附固定在生物炭上,开展了垃圾堆肥生物炭除臭增效技术研究.结果表明,微波热解制备生物炭具有快速、均匀和高效的优点,制备的生物炭不仅可以吸附污染物;而且通过固定除臭细菌Pl1对垃圾堆肥中恶臭物质NH3和H2S的去除效率可达81.6％和90.2％.堆肥产品的肥效与生物炭施用量密切相关,具有低剂量刺激高剂量抑制的现象;其中,堆肥微生物呼吸强度剂量效应关系方程为Y=-0.018X2 +0.665 5X+5.072 3.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2013(013)032【总页数】7页(P9592-9597,9618)【关键词】生物炭;堆肥;除臭菌;微波热解;废弃物【作者】陈朝晖;张涵;陈平;赏国锋;刘亮;沈国清【作者单位】上海应用技术学院外国语学院,上海200235;上海交通大学农业与生物学院资源与环境系,上海200240;上海交通大学农业与生物学院资源与环境系,上海200240;上海交通大学农业与生物学院资源与环境系,上海200240;上海交通大学农业与生物学院资源与环境系,上海200240;上海交通大学农业与生物学院资源与环境系,上海200240【正文语种】中文【中图分类】X712Intensive agricultural activities generate large amounts and different types of organic wastes.In recent years，there is an increasing demand for the recycling of these materials in agriculture ［1］.These wastes were commonly disposed through burning or composting.However，both methods possess disadvantages.During burning，carcinogenic dioxin and other toxic gases are produced.On the other hand，composting is an effective approach to utilizing wastes resource fully，but during the process，anaerobic zones emit odorous substances such as hydrogen sulfide(H2 S)and ammonia(NH3).These substances contribute to climate change and are harmful to human health［2，3］.received considerable attention in the past decades［4—6］.Biochar is the carbon-rich product of the thermal decomposition of organic material under a limited supply of oxygen(O2)and at relatively low temperatures(＜700 ℃)［7］.Biochar is a highly porous material with high adsorptive capacity and might be an ideal composting bulking agent.Much attention recently focus on biochar as a kind of soil amendment，slow-release carrier for fertilizer and carbon sequestrating agent［8］.Thus，we hypothesize that biochars can be used in composting wastes to eliminate odorous substances and enhance the fertilizer efficiency.However，biochar production is time consuming and requires costly equipment.Microwaveassisted pyrolysis biochars were those created with microwave energy for pyrolysis heating.Microwave-assisted pyrolysis(MAP)is a relatively new pyrolysis technique which provides many advantages over conventional processes［9，10］ .The objective of the present study was to investigatea method for foul smell elimination and fertilizer efficiency enhancementof waste using waste-derived microwave assisted pyrolysis biochars.1 Material and methods1.1 Material and devices(1)Straw，aquatic plants，rice hul.(2)Galanz microwave oven.(3)Ultraviolet spectrophotometer.(4)Fast detection tube for gas odor.1.2 Methods1.2.1 Optimization of preparation conditions for biocharsThe straw，rice hulls，and aquatic plants were collected from the suburbs，rural areas，and urban river，respectively.After air drying，the wastes were crushed，loaded into a crucible，and placed into a microwave oven for biochar preparation.The methylene blue adsorption values were determined according to the GB/T 12496.10—1999 standard［11］.The pyrolysis times were also optimized.1.2.2 Isolation and enrichment culturing of deodorizing and biochar-immobilized bacteria200 mL marine mineral culture was inoculated with the samples from the landfill and cultivated on a rocking device at 30℃.The initial concentrationof the Na2 S substrate was 5 mmol/L.The pH value was maintained from 6 to 7.After 3 d，the upper solution was poured out and added into a 40 mL marine mineral culture.These steps were repeated every 3 d.The concentration of the Na2 S substrate gradually increased from 5 mmol/L to 20 mmol/L until the upper solution became muddy.Thereafter，25 mL of the upper solution was transferred into a 25 mL marine mineral culture，to which 20 mmol/L Na2Swas added.After culturing for 5 d，the streak-plating method was applied to isolate the pure strains.The carrier combination method was used to immobilize the microbes into biochars.We added 100 g of biochar into the reactor with 1 L bacterial suspension.After aeration for 10 d，the immobilized microbes in the biochars were filtered out.1.2.3 Odor removal by biochar during compostingThegas detection tube was used to determine the amount of H2 Sand NH 3 during composting.The rate of removal was calculated as follows:where R is the rate of removal;X0 denotes the odor concentration in the control sample;and X1 represents the odor concentration in the compost sample.1.2.4 Effects of biochar on microbe activityFirst，20 g of compost was placed at the bottom of a 250 mL wide-mouth bottle，to which the biochar was added.After mixing，10 mL of water and 1 mL of 0.1%glucose were added.A small 25 mL beaker with 0.1 mol/mL NaOH solution was added into the compost.After covering with a cap，thewide-mouth bottle was heated in an incubator at 28℃for 24 h.Each treatment was repeated five times.Three samples without compost or biochar were set as the controls.Upon determination，the small beakers were taken out.The NaOH solution was washed in a 50 mL flask with boiling distilled water.Two drops of phenolphthalein indicator were added. The solution was titrated with 0.05 mol/L HCl solution until the red color disappeared.The microbe activity was expressed by the CO2 weight［CO2 mg/(m2·h)］using the following formula:where V0 is the volume of acid at the end of titration in the controlbottle(mL);V denotes the volume of acid at the end of titration in the sample bottle(mL);C represents the concentration of HCl solutiontitrant(mol/L);and M is the CO2 molar mass.1.2.5 Effects of biochar on soil enzyme activity(1)Standard curve establishment.First，3 mL 3，5-dinitrosalicylic acid and 1 mL of working solution with different concentrations were added into a 50 mL volumetric flask.The flask was placed in a water bath for 5 min and cooled for 3 min.The solution was diluted to 50 mL with distilled water.The colors were compared using a spectrophotometer with a cuvette that is 1 cm thick at 508 nm.The measured optical density value was compared with the glucose standard curve to glucose content.(2)Determination of soil invertase activity.First，5.0 g of air-dried soil was mixed with 15 mL of 8%sucrose solution，5 mL of phosphate buffer(pH 5.5)，and 0.1 mL of toluene.After incubation for 24 h at 37℃，the mixture was filtered through filter paper.A total of 1 ml of the filtrate was mixed with 3 mL of 3，5-dinitrosalicylic acid in a 50 mL measuring flask.The mixture was measured at 508 nm on a spectrophotometer.1.2.6 Soil-less Petri dish bioassay for riceFiftyrice seeds were sown in Petri dishes(8.5 cm diameter)on a layer of filter paper moistened with deionised water.The amount of water(20 mL)added to the filter paper was calculated based on the water holding capacity of the biochar and the requirement of the highest biochar rate(5 g).The same amount of water was added to the Petri dish for each rate of biochar.Each of the five biochar types was added at the rates 0，0.5，1.0，2.5，5.0 g/Petri dish(equivalent to 0，10，20，50，100 t/ha on a volume basis at 10 cm soil depth)with three replicates following the design recommended by Morrison and Morris(2 000)［12］where an individual Petri dish was considered as a replicate and a control treatment was used for each biochar.All Petri dishes were covered with lids and incubated in the dark at 25℃for 72 h when germination percentage and root length were assessed.Root length of germinated seeds was measured in fresh roots using a ruler.2 Results and discussion2.1 Microwave pyrolysis deviceThe microwave pyrolysis device comprises the following components:①microwave generating device，②waste，③path of oil，④screen，⑤path of smoke，⑥ waste gas treatment，⑦ gas absorption solution，⑧oil tank，and⑨pared with conventional electric heating pyrolysis，the microwave pyrolysis device is faster and is more uniform and efficient.The waste gas treatment absorbs the waste gases，thereby making microwave pyrolysis safe and environmentfriendly. Figure 1 The microwave pyrolysis device2.2 Adsorption characteristics and optimization of biochar preparation conditionsFigure 2 shows the adsorption characteristics and optimization results for the preparation conditions for the biochars derived from straw，aquatic plants，and rice hull.The results indicate that the absorption capacities for methylene blue of the aquatic plant and rice hull biochars are greater than that of the straw biochar.Given that rice hull can be obtained more easily than other biochars，it was selected as the typical biochar to investigate the effects of pyrolysis time on the removal rate of the products and on adsorption performance.The results reveal that the product yield decreased as the microwave pyrolysis time increased.The absorption capacity initially increased and then decreased.This phenomenon may be attributed to the increasing number of pores and carbon loss.The optimal microwave pyrolysis time was found to be 6 min at 700 W for the rice hull biochars.Figure 2 Adsorption characteristics(a)and optimization results of the preparation conditions(b)for the biochars2.3 Isolation，identification，and growth characteristics of the deodorizingstrainsThe deodorizing strain Pl—1 was selected from a landfill.The 16 s rDNA gene sequence analysis indicated that Pl—1 belonged to the branch of Agromyces(Figure 3).The investigation of the growth characteristics indicates that the optimal pH is from 6.0 to 8.0.The biochars not only absorb H2 S，but also stimulate the sulfur bacteria.The sulfur removal rate was34.8%with the addition of only Pl—1 strain and 67.3%with the combination of biochars and the Pl—1 strain(figure 4)2.4 Deodorization of sulfur bacteria immobilized in the biocharsThe biochars were mixed with the compost after adding the immobilized sulfur bacteria Pl—1.The amount of deodorization was determined after 2d.The results show that the H2Sand NH3removal percentages were81.6%and 90.2%，respectively(table 1).2.5 Effects of the biochar application rate on compost microbe activity The microorganism activity in the compost is important for producing efficient biochar fertilizers.Figure 5 shows the effects of the biochar application rate on the compost microbe post fertilizer efficiency depends on the application rate of biochars，which induces stimulation and inhibition at low and high doses，respectively.The dose-to-soil respiration intensity is Y=－0.018X2+0.665 5X+5.072 3.The results indicate that a high biochar application rate inhibits microorganism activity and decreases fertilizer efficiency.Figure 3 Phylogenetic tree derived from 16SrDNA sequence data of strain desulfurization bacteriaFigure 4 Growth characteristics(a)and sulfur removal rate of the deodorizing strain(b)Table 1 Removal of H 2 S and NH 3 by biochar with sulfur bacteria Pl—1Item No. Initial amount End amount Removal/%Average/%1 39.8 8.8 77.8 NH3 2 58.2 8.7 85.1 81.6 3 88.3 15.9 81.9 1 0.8 0.06 92.5 H2 S 2 0.9 0.01 87.4 90.2 3 1.2 0.11 90.82.6 Effects of the biochar-based fertilizer on soil fertilityFigure 5 Relationship between the biochar application rate and compost microorganism activitySoil fertility is associated with soil microorganism activity.The soil invertase is closely related to the content of organic matter，nitrogen，and phosphorus，the number of microorganisms，as well as soil respiration.Invertase activity is an indicator of soil fertility.Figure 6 shows the effects of the biochar-based fertilizer on soil fertility.The results indicate that all the biochar application rates significantly stimulated invertase activity.The 1%application rate stimulated invertase the most.The invertase activity in soil with 1%biochar is 2.92 times greater than that of the control soil without biochar.Figure 6 Effects of the different biochar application rates on soil invertase activity2.7 Effects of the biochar-based fertilizer on crop seed germination Figure 7 shows that the biochars induced the stimulation and inhibition of seed germination，particularly the bud length，at low and high doses，respectively.Among the different amounts of biochars，the addition of 1 gto each culture dish resulted in the highest bud lengths and rates of seed germination.The composting treatment results indicate that the amount of seed germination was the highest when using biochar with microorganism fertilizers(biochar with bacterial fertilizer＞biochar＞control).This result indicates that biochars stimulate microorganism activity in fertilizers. Figure 7 Effects of the biochar-based fertilizer on crop seed germination3 ConclusionA promising method for foul smell elimination and fertilizer efficiency enhancement during composting was provided by biochars from straw，aquatic plants and rice hull with deodorizing strains.The microwave pyrolysis device is proven to be rapid，uniform，and highly efficient.The removal percentages of H2 S and NH3 were 81.6%and 90.2%，respectively.The fertilizer efficiency of the compost product depends on the application rate of the biochars，which induced stimulation and inhibition at low and high doses，respectively. The dose-to-soil respiration intensity is Y =－0.018X2+0.665 5X+5.072 3.These results indicated that the biochars not only adsorb the pollutants，but also eliminate gas odor and enhance fertilizer efficiency.The biochar application rate is the most important factor during biochar application.Further research is needed to apply biochars derived from other wastes in the removal of gas odor and enhancement of fertilizer efficiency.References【相关文献】1 Dias B O，Silva CA，Higashikawa F S，et e of biochar as bulking agent for the composting of poultry manure:effect on organic matter degradation and humification.Bioresource Technology，2010;101，1239—12462 Delgado-Rodrguez M ，Ruiz-Montoya M，Giraldez I，et al.Effect of control parameters on emitted volatile compounds in municipal solid waste and pine trimmings composting，Journal of Environmental Science and Health，Part A:Toxic/Hazardous Substances and Environmental Engineering，2010;45(7):855—8623 Guo J，Han H.Experimental research on biological method to remove odor in swage treatment plant.ScienceTechnology and Engineering，2011;11(11):2622—26244 Azargohar R，and Dalai A K.Biochar as a precursor of activated carbon.315Appl.Biochem.Biotechnol，2006;131:762—7735 Hayes M H B.Biochar and biofuels for a brighter future.Nature，2006;443(7108):144—1446 Renner R.Rethinking biochar.Environ.Sci.Technol，2007;41(17):5932—59337 Hale SE，K Hanley，Lehmann J，et al.The effects of chemical，biological and physical aging as well as soil addition on the sorption of pyrene to activated carbon and biochar.Environ.Sci.Technol，2011;45(24):10445—10453.8 FischerD，Glaser B.Synergisms between compost and biochar for sustainable soil amelioration.Management of Organic Waste.Kumar S，Bharti A(Eds).Intech，Rijek，Croatia，2012;167—1999 Wan Y，Chen P，Zhang B，et al.Microwave-assisted pyrolysis of biomass:catalysts to improve product selectivity J Anal Appl Pyrol，2009;86:161—16710 Zhang L，Zhu X.Bamboo-carbon modified with microwave irradiation for adsorption kinetics of 4-nitrophenol.Science Technology and Engineering，2009;24:7412—741511 National Standards of People ＇s Republic of China， GB/T 12496—199912 Morrison D A，Morris E C.Pseudoreplication in experimental designs for the manipulation of seed germination treatments.Austral Ecol，2000;25:292—296。
改性生物炭固定异养硝化菌对水中低浓度氨氮的去除
改性生物炭固定异养硝化菌对 水中低浓度氨氮的去除!王朝旭任静！(!太原理工大学环境科学与工程学院，山西 晋中)30600；2.山西省市政工程研究生教育创新中心，山西 晋中030600)摘要 为探究改性生物炭固定异养硝化菌对水中低质量浓度氨氮(约!0 mg/L )的去除效果，从污水处理厂污泥中筛选一株异养硝化菌，分别以未改性稻壳生物炭(BC).NaOH 和6,0,改性BC 为载体，用吸附法制备生物炭基微生物固定化体(分别记为BC+N3、NaO6-BC+N3和H ,O 2-BC+N3),开展生物炭和生物炭基微生物固定化体对水中氨氮的去除动力学研究#结果表明!!)经鉴定，该菌株为恶臭假单胞菌(Pseudomonas **$,)) N3(9N602471),其对氨氮的72 h 降解率为72.02%。
(2)培养48 h,生物炭 基微生物固定化体对氨氮的去除率均高于相应生物炭；与改性前相比，改性生物炭基微生物固定化体更利于恶臭假单胞菌N3(MN602471)活性恢复与氨氮去除。
$)生物炭基微生物固定化体的氨氮去除过程更符合准二级动力学方程;NaOH-BC+N3对水中低浓度氨氮的去除能力优于BC+N3和H 2O 2-BC+N3#第一作者：王朝旭，男，1981年生，博士，副教授，研究方向为生物炭的土壤环境效应。
*国家自然科学基金资助项目(No.41503074);山西省自然科学基金资助项目(No.201901D111066) #关键词改性生物炭异养硝化菌固定化氨氮DOI ： 10.15985/ki. 1001-3865.2021.02.001Removal of ammonia nitrogen with low concentration in water by heterotrophic nitrifying bacteria immobilized onmodified biochar WANG Chaoxu 1'2 ,REN Jing 1. (.1.College of Environmental Science and Engineering , TaiyuanUniversity of Technology , Jinzhong Shanxi 030600 ； 2. I nnovation Center for Postgraduate Education in Municipal Engineering of Shanxi Province Jinzhong Shanxi 030600)Abstract : In order to study the removal of ammonia nitrogen with low mass concentration (around 10 mg/L ) inwater by heterotrophic nitrifying bacteria (HNB) immobilized on biochar (BC) ,a strain of HNB was isolated from the sludge of a wastewater treatment plant firstly. The immobilization bodies based on the original, NaOH- and H2O2- modified rice husk-derived BC were prepared by adsorption method, which were named as BC+N3 ,NaOH-BC+N3 ,and H2O2-BC+N3‘respectively. Ammonia nitrogen removal processes of BC-based microbial immobilization bodies and BC were explored. Results showed that ： (1) the isolated strain was identified as Pseudomonas putida N3 (MN602471) and its ammonia nitrogen removal rate after 72 h was 72.02%. (2) The BC-based microbialimmobilization body performed better than BC itself in ammonia nitrogen removal after 48 h incubation. Compared withBC+N3,NaOH-and H 2O 2-modifiedBC-based microbial immobilization bodies were more conducive to recovertheactivityof Pseudomonasputida N3 (9N602471) andammonianitrogenremoval. (3) Thepseudo-second-orderkinetics equation fitted the ammonia nitrogen removal process of BC-based microbial immobilization bodies well, andNaOH-BC+N3showedstrongerabilitythan BC+ N3and H 2O 2-BC+N3toremoveammonianitrogen withlow concentrationinwater.Keywords : modified biochar ； heterotrophic nitrifying bacteria ； immobilization ； ammonia nitrogen水体氮污染是我国环境可持续发展的重要限制 因素之一。
固定化亚硝酸菌反硝化菌协同除氨氮废水及生物膜观察的开题报告
固定化亚硝酸菌反硝化菌协同除氨氮废水及生物膜观察的开题报告一、研究背景和目的氨氮废水是许多工业生产过程中产生的一种重要废水，由于其对环境和人类健康的危害，必须进行有效地处理，达到国家标准。
传统的氨氮除去方法是生物法，其中反硝化是一种较为有效的除氨氮方法之一。
但是，反硝化过程中产生的亚硝酸盐会对水体造成二次污染，因此固定化亚硝酸菌反硝化菌协同除氨氮技术备受关注。
本研究旨在探讨固定化亚硝酸菌反硝化菌协同除氨氮废水的可行性，并观察其去除氨氮效果与生物膜的形成情况，为氨氮废水的生物法处理提供新的思路和实践基础。
二、研究内容和方法1.实验装置设计：采用一种连续式反应器系统，包括进水口、反应器、生物膜支撑、反应器出口、气体收集器和在线分析器等。
2.实验方法：通过密闭反应器进行实验，探究固定化亚硝酸菌反硝化菌协同除氨氮的工艺参数优化，包括反应器的载体材料、厚度、反应器内菌群种类、生物膜的形成与发展过程等。
3.实验框架：在控制好反应器的基本条件后，运用COD、氨氮、亚硝酸盐、硝酸盐等参数在线监测系统，观察反应器内废水中各物质的光谱、过程变化和烟雾排放的变化情况。
同时，进行生物学检测，以研究反应器内对氨氮的降解、反应器内菌群的结构和组成等。
三、研究意义和预期成果该研究力图从废水处理技术的角度出发，通过固定化亚硝酸菌反硝化菌协同除氨氮技术，对氨氮废水进行高效的生物处理。
预期可以得到以下研究结果：1.制定较为科学和完善的固定化亚硝酸菌反硝化菌协同除氨氮工艺参数和优化方案，所得结果可为生物法处理方法提供借鉴。
2.探究生物膜的形成过程、菌群结构和组成，为未来废水处理技术的改进提供基础。
3.对比反应器系统中各物质的光谱、过程变化和烟雾排放的变化情况，以验证系统中各参数的设计是否合理，以及反应器系统的内部生态系统的稳定性和控制性。
4.最终得出反硝化菌协同除氨氮技术对氨氮废水去除的效果，为其在工业废水处理中的应用提供理论基础和技术支撑。
固定化硝化细菌去除水体中氨氮的研究
第２ ３卷
２ ）菌 体 的制 备 ： ５ Ｌ硝化 细菌 （ 在 ｍ 每毫 升含 硝 化细 菌 １ 左 右 ） 入 ０２ｇ活性 炭 ， 合 ０个 加 ． 混
吸 附 １ ｉ． ０ｍｎ
３ ）固定 化硝 化 细菌 Ｐ Ａ小球 的制 备 （ Ｖ 以下 简称 小 球 ）把 上 述 两种 溶 液混 合均 匀 后用 滴 管 ：
酸钠 、 ． Ｓ ２ ０ ０ ａ Ｏ 混 合均 匀 ． ０ ４ｇ ｉ 及 ．３ｇＣ Ｃ ３ ０
收 稿 日期 ：０５０ ． ２０ ．７０ ７ 作 者 简 介 ： 本 秀 （９９）女 ， 读 研 究 生 ， 冯 １７－ ， 在 主要 研 究 方 向 为水 处 理
维普资讯
的 机 械 强 度 以 及 传 质 性 能 ． 时用 正交 实验 确定 了在 Ｐ， 量 浓 度 为 １％ ， 性 炭 含 量 占 Ｐ Ａ凝胶 同 、 Ａ质 ０ 活 Ｖ
的 ２ 交联 时问 ３ｈ及包 菌量的值 为 １２的情况下 ， ％， ２ ： 包埋 的固定化小球 去除氨氮 的效率最 高 ，２ｈ ４ 就可以达到 ８ ％以上 ， ０ 去除氨氮效率强 ．
关键 词 ： 固定 化 微 生 物 ； 包埋 法 ； 化 细 菌 ； 氮 ； 乙烯 醇 （ ｖ ） 硝 氨 聚 Ｐ Ａ
中图分类号 ：５ ４ ） ２ （
文献标识码 ： Ａ
文章编 号 ：０７７６ （０６０ －０９０ １０－ｌ２ ２ｏ ）２０２－５
长期 以来 ， 市污 水 的处理 均 以去 除有机 物 和悬 浮 固体 为 目标 ， 不 考 虑 对 氮等 有 机 营养 城 并 物质 的去 除 ． 着污 水排 放总 量 的不断增 加 以及化 肥 、 随 合成洗 涤 剂和农 药 的广泛 应用 ， 水 中氮 废 营养 物质 对环境 所造 成 的影 响越来 越被 人们 所重视 … ． 固定化微 生 物技术 处 理水体 中氨 氮 的研 究具 有 很 好 的应 用 前景 ， 中 Ｐ Ａ包 埋法 被 广泛 其 Ｖ 应用 ．Ｖ Ｐ Ａ凝胶 是 日本学 者 开发 的一种 新 型包 埋 剂 ， 它具 有强度 高 、 化学 稳 定性 好 、 微 生物 抗
固定化硝化菌在不同温度下对氨氮的去除效能研究
，
（ ． ａｂｎＩｓ ｔｔ ｏ ｅｈ ｏｏｙ Ｈ ｒｉ ５ ０ ０， ｈｎ ； １ Ｈ ｒｉ ｔｕｅ ｆ ｃ ｎｌｇ ， ａｂ １０ ９ Ｃ ｉａ ｎｉ Ｔ ｎ
ｂ ｌ ｅ ｉ ｏ ａ ｔ ｒａ ｒ ｍｏ ｅ ｎ ｔ ｇ ｎ ａ ｗ ｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｆｅ ｒ ｗｔ ｎ ｃ ｖ ｔ ｔ ｏ ｍ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ． Ｆ ｒ ｅ ｍｏ ｅ，ｐ ｙ ｈ ｏｒ ｐ ｓ ｉ ｚ ｄ ｎ ｔ ｂ ｃ ｅ ｅ ｖ ｉ ｏ ｅ ｔ ｏ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ａｔ ｒｇ ｏ ｈ ａ ｄ ａ ｔ ｉ ａ ｏ ｔ ｉ ｒ ｉ ｒ ｌ ｉ ｙ ｒ ｅ ｅａｕｅ ｕｈｒ ｒ ｔ ｓ ｃ ｒｔ ｈ ｏ ｉ ｈ ｉ ｏ ａ ｔ ｒ ａ ｏ ｎ ｔ ｎ ｔ ｅ ｐ ｏ ｅ ｓ ｎ ｔ ｅ ｎ ｔ ｂ ｃ ｅ ｉ ｃ ｎ ｄ ｍｉ ａ ｅ ｉ ｈ ｒ ｃ ｓ ． ｒ ａ
关键 词 ： 固定化 ； 化茵； 硝 氨氮 ； 温生活污水 低 中 图 分 类 号 ： ７３ ｘ ｏ ｔ 文献标识码 ： Ａ
Ｓ ｕ ｙ ｏ ｈ ｍｏ ａ ｆＮｉ ｏ ｅ ｒ ｍ ａ ｔｗａｅ ｔ ｄ ｎ ｔ ｅ Ｒｅ ｖ ｌｏ ｔ ｇ ｎ ｆｏ Ｗ ｓｅ ｔｒ ｒ Ｕｓｎ ｍｍｏ ｉｉｅ ｔｏ ａ ｔｒａ ａ ｆｅｅ ｔＴｅ ｅ ａｕ ｅ ｉｇＩ ｂ ｌｚ ｄ Ｎｉ ｂ ｃｅ ｉ ｔＤｉ ： ｎ ｍｐ ｒ ｔｒ ｒ ｒ
ｔｏ ｅ ｆｅ ｓａ ｏ ｔ ０ ｒ ｇ ｎ ａ ｔ ｒ６ ｈ ｉ ｂ ｕ ％ ａ ｏ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ｎ ｂ ｖ ０ ８ ｔｌｗ ｅ ｅ ａｕ ｅ ａ ｄ ａ ｏ ｅ ９ ％ ａ ｔ ｒ ｔ ｏ ｍ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｈ ｔ ｓ ｔ ａ ，ｉ ｃ ｎ ｈ ｌ ｆ ｈ ａ ｏ ｔｍｐ ｒ ｔ ｒ ．Ｔ ａ ｏ ｓ ｙ ｔ ａ ｅｐ ｉ ｅ３ ｌ ｉ ｍｍｏ —
《g-C3N4-Gr-TiO2Z体系光催化硝化-反硝化去除水中氨氮的性能研究》范文
《g-C3N4-Gr-TiO2Z体系光催化硝化-反硝化去除水中氨氮的性能研究》篇一g-C3N4-Gr-TiO2Z体系光催化硝化-反硝化去除水中氨氮的性能研究一、引言随着工业化和城市化的快速发展，水体中的氨氮污染问题日益严重，对生态环境和人类健康构成了严重威胁。
光催化技术作为一种高效、环保的水处理技术，具有广阔的应用前景。
本文研究了一种新型的G-C3N4/Gr/TiO2Z光催化体系，探讨了其在硝化-反硝化过程中去除水中氨氮的性能。
二、材料与方法1. 材料本研究所用材料包括G-C3N4、石墨烯（Gr）、TiO2以及Z 型催化剂等。
2. 方法（1）催化剂制备：采用溶胶-凝胶法、水热法等方法制备G-C3N4/Gr/TiO2Z催化剂。
（2）性能测试：在模拟太阳光照射下，以氨氮为研究对象，通过光催化硝化-反硝化过程评价催化剂的性能。
三、结果与讨论1. 催化剂表征通过XRD、SEM、TEM等手段对G-C3N4/Gr/TiO2Z催化剂进行表征，结果表明催化剂具有较高的结晶度和良好的分散性。
2. 光催化性能在模拟太阳光照射下，G-C3N4/Gr/TiO2Z体系表现出优异的光催化硝化-反硝化性能。
与单独的G-C3N4、Gr、TiO2相比，该体系具有更高的氨氮去除率和矿化效率。
这主要归因于G-C3N4、Gr和TiO2之间的协同作用，以及Z型催化剂的电子传递效应。
3. 影响因素（1）催化剂投加量：随着催化剂投加量的增加，氨氮去除率逐渐提高。
然而，过高的投加量可能导致催化剂的利用率降低。
（2）pH值：pH值对光催化过程具有重要影响。
在适宜的pH值范围内，催化剂的活性较高。
（3）光照强度：光照强度直接影响光生电子和空穴的生成速率，从而影响光催化反应的进行。
四、硝化与反硝化过程分析在G-C3N4/Gr/TiO2Z体系的光催化硝化过程中，氨氮被氧化为亚硝酸盐和硝酸盐。
而在反硝化过程中，硝酸盐被还原为氮气，从而实现氨氮的去除。
该过程具有高效、环保、无二次污染等优点。
固定化硝化细菌对氨氮的去除
２０ ０ ７年 ７月
广 西 轻 工 业
Ｇ Ａ Ｇ Ｉ Ｏ Ｒ Ａ ＦＬ Ｈ Ｄ ＳＲ Ｕ Ｎ Ｘ Ｕ Ｎ ＬＯ Ｉ ＴＩ Ｕ Ｔ Ｙ Ｊ Ｇ Ｎ 化 工 与 材 料
第 ７ （ 第 １４期 ） 期 总 ０
固定化硝化细菌对氨氮的去 除
与海 藻酸钠根 离子螯合形成不溶于水的海藻酸钙凝胶 ， 从而将
细胞 固定 。氯化钙浓度对固定化细胞的机械强度影响较大 ， 因 此， 实验 中其浓度控制在 ５ ％为宜。
３２ 固 定 化 小 球 对 氨 氮 废 水 的 处 理 Ｉ
效 果
象。 因此应该引起人们 的高度重视 。当前固定化微生物技术
一
９ ６ ｌｏ ２
小 时的处理 ，氨氮 的去 除率达到 １ ０ ５ ／ ０ ％；ｍｇＬ的氨氮废水 经 １０ ２ ｈ处理 ，去除率为 ９ ． １ ｍｇＬ氨氮 的废 水经 １ ０小 时 ４８ ％；０ ／ ２ 处理 ， 氨氮去除率为 ６ ． ０５ ％。表明海 藻酸钠 固定 化硝化细菌小 球对含氨氮废水具有较好 的去除效果 ， 值得深入的研究。
球成 型后 的机械 强度 与弹性好 ， 易于下沉 ， 由于海 藻酸钠本 身 对微生物没有毒害作用 ， 以此方法还在一定程度上延 长 了小 所 球 的保存时 间， 微生物 的活性也没有受 到太大影响 。 实验过程中适当调 整了海藻酸钠 的浓度 和氯化 钙的浓度 ，
克服了成球后小球机械强度低 的缺点 ， 避免 了固定化小球在摇 床振荡时会发生小球裂纹或破碎的现象 。
王 伟 宁
【 摘 要】 包 是微生 定化 埋法 物固 技术中 较为重 要且实用的一 种固 化方法。 论述了 定 本文 用海藻 酸钓来固 定硝化细菌的具
体方法步骤 ， 并讨论 了其对氨 氮的去除效果。
生物炭-海藻酸钠联合固定化小球藻去除水中的氨氮
将柚子皮洗净烘干后粉碎，置于管式炉中，600 ℃ 碳化 2 h 后，将碳化产物与 KOH 溶液在镍
坩埚浸渍 2 h，于马弗炉中 350 ℃ 下再活化 30 min，以 30 ℃·min−1 的升温速率加热至 800 ℃，活化
120 min，待生物炭自然冷却至室温后，用去离子水进行水洗，然后用 0.1 mol·L−1 的盐酸溶液酸洗
近年来，随着城市化进程的加快，工农业快速发展，氨氮废水的污染源数量和排放总量呈现 日益增加趋势，由此引起的水体富营养化和水体黑臭严重威胁到水体生态平衡和人类正常的生产 生活 。 [1-4] 随着民众对水环境质量要求的提高，氨氮已成为继 COD 之后我国水体污染第 2 项约束性 控制指标，水体中氨氮的去除刻不容缓[5]。研究开发经济、高效的氨氮去除技术已成为水污染控制 工程研究的重点领域之一。
(010) 62941074
文章栏目：水污染防治
DOI 10.12030/j.cjee.201905096
生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展
生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展摘要：氨氮是氮在水体内存在的方式之一，其主要来源为生活废水、工业废水、农业与畜牧业废水的大量排放，尤其是氨氮排放入流动量较小的江河湖泊，极易导致水中藻类生物和其他有害微生物的大量繁殖，从而导致水体富营养化。
基于此，对生物炭吸附法处理氨氮废水的研究进展进行研究，以供参考。
关键词：氨氮废水；生物炭；改性；吸附机理；吸附剂引言吸附是控制污染物的催化、转化、吸附/解析、归趋及生物利用度的重要界面过程，寻找和开发成本低廉、绿色环保的高性能吸附材料，一直是环境修复领域的热点内容之一。
生物炭是生物质在缺氧或无氧条件下通过高温热解产生的富碳产物，较高的比表面积]和相对稳定的存在形态使其具有良好的吸附潜能，寻找合适的制备材料和方法、探究对不同污染物的吸附性能等均成为研究者关注的重点。
1作用机制生物炭作为一种吸附性能优越的非金属碳材料，主要应用于废水中的重金属离子、营养物质和有机污染物的去除。
当前生物炭吸附去除废水中氨氮污染物的吸附机制主要有静电吸附、阳离子交换、物理吸附和单分子层化学吸附。
静电吸附作用主要指生物炭吸附废水内离子有机化合物和可电离有机化合物，即通过官能团得失电子后形成带电基团，达到去除效果；阳离子交换作用去除氨氮主要是利用生物炭表面的羧基、酚羟基等酸性表面官能团并发生相关反应使生物炭的表面电负性提高，从而NH4+等阳离子获得了更多的结合位点，达到氨氮吸附效；物理吸附（非线性吸附）主要通过生物炭的分子作用力对废水内的氨氮污染物进行吸附；孔隙填充作用主要是指利用生物炭自身孔隙结构的不同孔径（微孔、中孔、大孔）将有机污染物吸附至生物炭内部，快速达到氨氮吸附效果。
2实验方法生物炭制备实验：以垃圾渗滤液污泥（含水率约80%）为原料。
首先，自然风干去除大部分水分，再烘干（烘箱105℃下烘至恒重）、研磨，过筛（33目），保存备用。
污泥装入瓷舟，置于管式热解炉，封闭，抽真空（-0.1MPa）后启动管式炉。
硝化细菌的固定化及其处理氨氮污水的研究
硝化细菌的固定化及其处理氨氮污水的研究王芳;鲁敏;张红艳;刘碗菊;柳宇佩【期刊名称】《化学与生物工程》【年(卷),期】2010(027)011【总页数】3页(P86-88)【作者】王芳;鲁敏;张红艳;刘碗菊;柳宇佩【作者单位】【正文语种】中文硝化细菌是生物脱氮工艺起关键作用的微生物菌群，但它在传统的生物脱氮系统中易流失，易受外界环境影响，造成常规生物脱氮工艺往往难以满足出水水质对氨氮的要求。
固定化微生物技术是通过化学或物理的手段将游离细胞或微生物定位于限定的空间区域内，使其保持活性并可反复利用的一项新强化微生物技术，能减少微生物的流失，提高载体中微生物密度，大大提高系统处理效率，已成为近年来生物脱氮领域研究的热点之一[1]。
包埋技术是目前固定化技术中应用最广的方法之一[2]。
硝化细菌属化能自养菌，大多数种类都是专性无机营养菌，生长缓慢，平均代时在10 h以上。
硝化细菌均为专性好氧菌，O2为最终电子受体[3]。
硝化细菌在污水的生物脱氮、降低水体氨氮值有重要作用。
以富含硝化细菌的生物制剂投放于水体，对于改善污水脱氮效果及提高水产品产量、质量等方面具有较大的现实意义[4]。
作者通过富集培养硝化细菌，拟为处理富营养化水体提供菌种源，强化水体的脱氮作用。
1 实验1.1 材料和仪器活性污泥取自武汉纺织大学污水处理厂二沉池。
人工氨氮污水：(NH4)2SO4 0.25 g，NaHCO3 5 g，NaCl 2 g，MgSO4·7H2O 0.2 g，Fe SO4·7H2O 0.01 g，CaCl2·2H2O 0.4 g，5 L蒸馏水。
实验污水取自武汉纺织大学阳光校区学生公寓及食堂混合污水，pH值6.8～7.5，水温16～26℃。
其水质情况见表1。
表1 实验污水水质/mg·L-1Tab.1 Quality of domestic sewage /mg·L-1CODBOD5氨氮总氮总磷SS180～380130～228120～130130～1401.2～3.680～130塑料培养器，曝气机，732型分光光度计。
硝化细菌净化养殖水体中氨氮实验
硝化细菌净化养殖水体中氨氮实验
槐创锋;陈华
【期刊名称】《华东交通大学学报》
【年(卷),期】2015(000)001
【摘要】污染养殖水体的主要因素是氨/铵（NH3/NH4+）和亚硝酸根离子（NO2-），用固定化粉末硝化细菌、浓缩液态硝化细菌对养殖用水污染源进行处理，比较各种处理对养殖用水中NH3/NH4+和NO2-的降解教果。
实验证明硝化细菌能有效调节水环境pH，降低NH3/NH4+和NO2-的浓度，分解有机质，调节水环境的微生态平衡，水体中的NH3/NH4+和NO2-全程都控制在0.5 mg·L-1以下，符合鱼虾类养殖规范的要求。
【总页数】5页(P121-125)
【作者】槐创锋;陈华
【作者单位】华东交通大学机电工程学院，江西南昌 330013;华东交通大学机电工程学院，江西南昌 330013
【正文语种】中文
【中图分类】X524
【相关文献】
1.CMC-硅藻土复合固定硝化细菌降解养殖水体中的氨氮 [J], 陈坦林;赵薇;朱雪琴;朱鹏程;熊婷婷
2.锦鲤和锦鲫类养殖水体中硝化细菌的富集和分离培养 [J], 熊瑶;刘怡霞;刘燕;陈
海霞;黎勇
3.2种微藻对养殖水体中氨氮和亚硝态氮的净化作用 [J], 刘盼;贾成霞;杨慕;曲疆奇;张楠;张清靖
4.CA固定化亚硝化细菌氨氮去除能力的实验研究 [J], 王莉;王敏;凌琪;汤利华
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《生物炭基微生物固定化体的制备及其对水中无机氮的去除》
《生物炭基微生物固定化体的制备及其对水中无机氮的去
除》
一、引言
随着工业化的快速发展，水体中无机氮的含量不断增加，已成为当前全球性的环境问题。
因此，开发一种高效、环保的去除水中无机氮的技术显得尤为重要。
生物炭基微生物固定化体作为一种新型的生物技术，其通过将微生物固定在生物炭基载体上，可以有效地提高微生物的活性和稳定性，从而实现对水中无机氮的高效去除。
本文旨在探讨生物炭基微生物固定化体的制备方法及其对水中无机氮的去除效果。
二、生物炭基微生物固定化体的制备
1. 材料准备
生物炭基载体：采用如竹炭、椰壳炭等作为基材，通过热解、活化等过程得到生物炭。
微生物：如硝化细菌、反硝化细菌等具有脱氮功能的微生物。
固定化剂：如海藻酸钠、聚乙烯醇等。
2. 制备过程
（1）将生物炭进行活化处理，提高其比表面积和孔隙度。
（2）将微生物与固定化剂混合，制备成微生物悬浊液。
（3）将生物炭与微生物悬浊液混合，搅拌均匀后进行固化处理，得到生物炭基微生物固定化体。
三、生物炭基微生物固定化体对水中无机氮的去除
1. 实验方法
采用静态试验法，将制备好的生物炭基微生物固定化体投入含有不同浓度无机氮的水中，进行试验。
同时设置对照组，仅加入生物炭或仅加入微生物进行对比。
2. 实验结果与分析
（1）生物炭基微生物固定化体具有较高的脱氮效率。
在一定的条件下，其对水中无机氮的去除率可达到90%。
《g-C3N4-Gr-TiO2Z体系光催化硝化-反硝化去除水中氨氮的性能研究》范文
《g-C3N4-Gr-TiO2Z体系光催化硝化-反硝化去除水中氨氮的性能研究》篇一g-C3N4-Gr-TiO2Z体系光催化硝化-反硝化去除水中氨氮的性能研究摘要：本文重点研究G-C3N4/Gr/TiO2Z复合光催化剂体系在光催化硝化-反硝化过程中去除水中氨氮的性能。
通过对该复合体系的结构特性、光催化活性及反应机理的深入研究，为水中氨氮的高效去除提供理论依据和技术支持。
一、引言随着工业化和城市化的快速发展，水体中的氨氮污染问题日益严重。
氨氮的去除对保障水环境质量和人类健康具有重要意义。
光催化技术因其绿色、高效、节能等优点，成为当前研究热点。
G-C3N4/Gr/TiO2Z复合光催化剂体系因其独特的结构和优良的光催化性能，在光催化硝化-反硝化过程中具有显著优势。
二、G-C3N4/Gr/TiO2Z体系介绍G-C3N4/Gr/TiO2Z体系是一种新型的复合光催化剂体系，由石墨烯（Gr）、类石墨碳氮化合物（G-C3N4）和二氧化钛（TiO2）组成。
该体系具有较大的比表面积、优良的光吸收性能和良好的电子传输性能，有利于提高光催化反应的效率和活性。
三、实验方法本实验采用浸渍法、水热法和煅烧法制备G-C3N4/Gr/TiO2Z 复合光催化剂。
通过XRD、SEM、TEM等手段对催化剂进行表征，利用紫外-可见光谱分析其光学性能。
在模拟太阳光照射下，以氨氮为研究对象，研究G-C3N4/Gr/TiO2Z体系的光催化硝化-反硝化性能。
四、结果与讨论4.1 催化剂表征通过XRD、SEM、TEM等手段对制备的G-C3N4/Gr/TiO2Z 复合光催化剂进行表征。
结果表明，该催化剂具有较高的结晶度和良好的分散性，石墨烯和类石墨碳氮化合物的引入有效地改善了二氧化钛的光学性能和电子传输性能。
4.2 光催化性能在模拟太阳光照射下，G-C3N4/Gr/TiO2Z体系表现出优异的光催化硝化-反硝化性能。
实验结果表明，该体系能在短时间内有效去除水中的氨氮，且去除率随着光照时间的延长而增加。
《生物炭基微生物固定化体的制备及其对水中无机氮的去除》范文
《生物炭基微生物固定化体的制备及其对水中无机氮的去除》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，水体中的无机氮污染问题日益严重，对生态环境和人类健康构成了巨大威胁。
生物炭基微生物固定化体技术作为一种新兴的水处理技术，具有高效、环保、可持续等优点，成为当前研究的热点。
本文旨在探讨生物炭基微生物固定化体的制备方法及其对水中无机氮的去除效果。
二、生物炭基微生物固定化体的制备1. 材料与设备制备生物炭基微生物固定化体所需材料包括生物炭、微生物菌种、粘结剂等。
设备包括搅拌器、干燥设备、成型设备等。
2. 制备方法（1）生物炭的制备：将生物质原料进行热解，得到生物炭。
（2）微生物的培养与富集：将目标微生物进行培养，使其在特定环境下富集。
（3）固定化体的制备：将生物炭与微生物混合，加入适量的粘结剂，进行搅拌、成型、干燥等步骤，最终得到生物炭基微生物固定化体。
三、生物炭基微生物固定化体对水中无机氮的去除1. 实验方法采用静态批实验法，将制备好的生物炭基微生物固定化体投入含无机氮的水中，观察其对无机氮的去除效果。
2. 实验结果与分析（1）生物炭基微生物固定化体对铵态氮的去除：实验结果表明，生物炭基微生物固定化体对铵态氮具有较好的去除效果。
随着固定化体投加量的增加，铵态氮的去除率也逐渐提高。
此外，适宜的pH值和温度有利于提高铵态氮的去除效果。
（2）生物炭基微生物固定化体对硝态氮的去除：硝态氮的去除主要依靠微生物的反硝化作用。
实验结果表明，生物炭基微生物固定化体具有良好的反硝化性能，能有效去除水中的硝态氮。
（3）机理分析：生物炭基微生物固定化体通过吸附、吸收、生物降解等多种作用机制共同作用，实现对水中无机氮的去除。
其中，生物炭提供良好的物理吸附和离子交换作用，而固定化的微生物则通过生化反应将无机氮转化为低毒性或无毒性的物质。
四、结论本文成功制备了生物炭基微生物固定化体，并对其对水中无机氮的去除效果进行了研究。
实验结果表明，生物炭基微生物固定化体对铵态氮和硝态氮均具有较好的去除效果，且具有较高的稳定性和可持续性。
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入蒸馏水中，配 成 菌 液。 接 着 将 该 硝 化 菌 菌 液 与 稻
主要试剂：浓 硫 酸，乙 醇，轻 质 氧 化 镁，氢 氧 化 钠，水杨 酸－酒 石 酸 钾 钠，次 氯 酸 钠，亚 硝 基 铁 氰 化 钠，氢 氧 化 钾，氯 化 铵。 上 述 试 剂 均 为 分 析 纯，由 国 药集团化学试剂有限公司提供。
硝化 菌 无 机 培 养 基：ＮａＮＯ２１ｇ，Ｎａ２ＣＯ３ １ｇ， ＮａＣｌ ０．５ ｇ，Ｋ２ＨＰＯ４０．５ ｇ，ＭｇＳＯ４０．５ ｇ，ＦｅＳＯ４ ０．４ｇ，Ｈ２Ｏ １ ０００ ｍＬ，ｐＨ ７．２。
沈 国 清 （１９６５－）为 本 文 通 讯 作 者 ，男 ，博 士 ，教 授 ，博 士 生 导 师 ，研 究 方 向 ：环 境 监 测 与 污 染 防 治 ，Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｑｓｈ＠ｓｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
第５期
赏 国 锋 ，等 ：生 物 炭 固 定 化 硝 化 菌 去 除 水 样 中 氨 氮 的 研 究
第 ３２ 卷 第 ５ 期 ２０１４ 年 １０ 月
上 海 交 通 大 学 学 报 （农 业 科 学 版） ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＳＨＡＮＧＨＡＩ ＪＩＡＯＴＯＮＧ ＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ （ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ ＳＣＩＥＮＣＥ）
Ｖｏｌ．３２ Ｎｏ．５ Ｏｃｔ．２０１４
文 章 编 号 ：１６７１－９９６４（２０１４）０５－００４４－０４
１．４ 生 物 炭 及 其 固 定 化 硝 化 菌 的 制 备 将 稻 壳 用 高 速 万 能 粉 碎 机 粉 碎 后 ，过 筛 ，取 粒 径
小于０．３ ｍｍ 的 颗 粒 物，然 后 放 入 刚 玉 坩 埚 中，限 氧，在 陶 瓷 纤 维 马 弗 炉 中，以 １０ ℃／ｍｉｎ 的 升 温 速 率，从室温加热 到 ５００ ℃ 进 行 热 解，４ｈ 后，在 氮 气 保 护 下 冷 却 至 室 温 ，即 得 到 稻 壳 生 物 炭 。
Ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ Ａｍｍｏｎｉａ Ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｉｎ Ａｑｕｅｏｕｓ Ｓａｍｐｌｅｓ ｂｙ Ｂｉｏｃｈａｒ Ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ Ｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇ Ｂａｃｔｅｒｉａ
ＳＨＡＮＧ Ｇｕｏ－ｆｅｎｇ１，ＺＨＡＮＧ Ｈａｎ１，ＳＨＥＮ Ｙｉ－ｆｅｉ１，ＳＨＥＮ Ｇｕｏ－ｑｉｎｇ１，ＦＡＮ Ｌｉ－ｑｉａｏ２
壳生物炭按５％（ｍ／ｍ）的 比 例 混 合，吸 附 ２ｈ 后，加 入２％（ｍ／ｍ）的 海 藻 酸 钠，混 匀。 用 针 管 将 混 合 液 注 入 ２％ （ｍ／ｍ）的 氯 化 钙 中 钙 化 ，１２ｈ 后 ，用 灭 菌 去 离 子 水 冲 洗 ，制 得 稻 壳 生 物 炭 固 定 化 硝 化 菌 颗 粒 剂 。
随着工农业的 迅 速 发 展，氨 氮 污 染 的 来 源 越 来 越广泛［１－３］，排放量也越来越大，导致污染日 益 严 重。 氨氮排入水 体，特 别 是 进 入 流 动 较 缓 慢 的 湖 泊、海 湾 ，容 易 引 起 水 中 藻 类 及 其 他 微 生 物 大 量 繁 殖 ，形 成 富营养化污染。生物炭是农林废弃物热解炭化后的 固体产物，具有原 料 来 源 广 泛、孔 隙 结 构 发 达、比 表
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅ ｔｈｅ ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ ａｍｍｏｎｉａ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｂｙ ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍ ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ｏｎ ｒｉｃｅ ｈｕｌｌ－ ｄｅｒｉｖｅｄ ｂｉｏｃｈａｒ，ｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇ ｂａｃｔｅｒｉａ ｗａｓ ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ｏｎ ｒｉｃｅ ｈｕｌｌ－ｄｅｒｉｖｅｄ ｂｉｏｃｈａｒ ｔｏ ｒｅｍｏｖｅ ａｍｍｏｎｉａ ｎｉｔｒｏｇｅｎ．Ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｖａｒｉｏｕｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｉｎｉｔｉａｌ ａｍｍｏｎｉａ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｐＨ，ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｗｅｒｅ ｓｔｕｄｉｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｉｎｉｔｉａｌ ａｍｍｏｎｉａ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ，ｐＨ ａｎｄ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｆｆｅｃｔ ｔｈｅ ｒｅｍｏｖａｌ ｏｆ ａｍｍｏｎｉａ ｎｉｔｒｏｇｅｎ．Ｕｎｄｅｒ ｎｏｒｍａｌ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｗｈｅｎ ｔｈｅ ｐＨ ｏｆ ｔｈｅ ｗａｔｅｒ ｓａｍｐｌｅｓ ｗｉｔｈ ｉｎｉｔｉａｌ ａｍｍｏｎｉａ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ≤ ３００ｍｇ／Ｌ ｗａｓ ａｄｊｕｓｔｅｄ ｔｏ ７．５ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｄｉｓｓｏｌｖｅｄ ｏｘｙｇｅｎ ｉｎ ｗａｔｅｒ ｓａｍｐｌｅｓ ｗａｓ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ ｔｏ １．５ ｍｇ／Ｌ，ｔｈｅ ａｍｍｏｎｉａ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｒｅｍｏｖａｌ ｒａｔｅ ｃａｎ ｂｅ ｕｐ ｔｏ ８５％ ｂｙ ｔｈｅ ｒｉｃｅ ｈｕｌｌ－ｄｅｒｉｖｅｄ ｂｉｏｃｈａｒ ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ ｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇ ｂａｃｔｅｒｉａ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｒｉｃｅ ｈｕｌｌ－ｄｅｒｉｖｅｄ ｂｉｏｃｈａｒ；ｉｍｍｏｂｉｌｉｚｅｄ；ｎｉｔｒｉｆｙｉｎｇ ｂａｃｔｅｒｉａ；ａｍｍｏｎｉａ ｎｉｔｒｏｇｅｎ
１．５ 模 拟 氨 氮 废 水 制 备 称取 １６．７ｇ 已 干 燥 的 ＮＨ４Ｃｌ，溶 解 并 转 移 至
面 积 大 和 较 强 的 吸 附 性 能 ，在 土 壤 改 良 、缓 解 气 候 变 化、降低农业面源污染等方面已有大量 研 究 。 ［４－５］ 对 废水处理研究表明，生 物 炭 对 废 水 中 的 氨 氮 具 有 良 好的吸附效果 。 ［６－８］ 但是，采用生物炭对污水 中 的 污 染物进行吸附净化，经 过 一 段 时 间 后 会 产 生 吸 附 饱 和 ，从 而 降 低 处 理 效 果 。 本 文 以 稻 壳 生 物 炭 为 载 体 ，
水样 ｐＨ 值测 定 用 蒸 馏 水 缓 缓 淋 洗 两 电 极，再 用待测废水淋洗３～５次。然后将 它 插 入 装 有 ２５～ ５０ｍＬ 废水的烧杯 中，电 极 浸 入 水 中，搅 拌，待 读 数 稳定后，读 ｐＨ 值。 １．３ 菌 种 筛 选 、培 养 及 训 化
将取自上海闵行净水厂的活性污泥接种到含有 １００ｍＬ 无机盐培养基的２５０ ｍＬ 锥形瓶 中，并 添 加
有 机 培 养 基 ：胰 蛋 白 胨 （ｔｒｙｐｔｏｎｅ）１０ｇ／Ｌ，酵 母 提取物（ｙｅａｓｔｅｘｔｒａｃｔ）５ｇ／Ｌ，氯 化 钠 （ＮａＣｌ）１０ｇ／ Ｌ。利用 ＮａＯＨ 调节 ｐＨ 至７．０。 １．２ 检 测 方 法
氨氮浓 度 测 定 方 法 参 照 ＨＪ ５３６—２００９《水 质 氨 氮 的 测 定 水 杨 酸 分 光 光 度 法 》，在 碱 性 介 质 （ｐＨ１１．７）和亚 硝 基 铁 氰 化 钠 存 在 下，水 中 的 氨、铵 离子与水 杨 酸 盐 和 次 氯 酸 离 子 反 应 生 成 蓝 色 化 合 物，在６９７ｎｍ 处 用 分 光 光 度 计 测 量 吸 光 度 。 ［９］ 试 验 均 设 ３ 次 平 行 ，数 据 取 其 平 均 值
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将硝化菌固定在稻 壳 生 物 炭 上，研 究 了 稻 壳 生 物 炭 固定化硝化菌对氨 氮 的 去 除 及 影 响 因 素，以 期 为 以 稻壳生物炭为载体固定化微生物处理废水中氨氮的 研究及应用提供科学依据。
１ 材料与方法
１．１ 试 验 设 备 及 试 剂 主要试验设备：（１）恒 １０ｍｇ／Ｌ 的氯化铵，摇 匀。 然 后 将 上 述 培 养 液 置 于 ３０ ℃，１６０ｒ／ｍｉｎ摇 床 中 培 养，ｐＨ 值 保 持 在 ６．８～ ７．０。培养３ｄ，待培养液混浊后，停止震荡，静 置 ３０ ｍｉｎ，倒出上层溶液 ４０ ｍＬ 到另外含有 ６０ ｍＬ 无 机 盐培养基的２５０ｍＬ 锥 形 瓶 中，并 添 加 ５０ ｍｇ／Ｌ 的 氯化 铵，置 于 ３０ ℃，１６０ｒ／ｍｉｎ 摇 床 中 培 养。３ｄ 后，停止震荡，静置３０ｍｉｎ，倒出上层溶液４０ ｍＬ 到 准备好的含有６０ｍＬ 无机盐培养基的２５０ｍＬ 锥形 瓶中，添 加 ５０ ｍｇ／Ｌ 的 氯 化 铵，置 于 ３０ ℃，１６０ ｒ／ｍｉｎ摇床中培养。按以上步骤每３ｄ重复 １ 次，并 使 底 物 氨 氮 的 浓 度 逐 渐 上 升 到 ４００ ｍｇ／Ｌ，直 至 上 层 液相出现混 浊。 最 后 取 上 层 混 浊 液 ２５ ｍＬ 接 入 到 装有２５ｍＬ 无机盐培养基溶液中，并添 加 氨 氮 的 浓 度为４００ｍｇ／Ｌ，继续在３０ ℃ 恒 温 摇 床 培 养 ５～７ｄ 后 ，得 到 最 终 硝 化 菌 培 养 液 。
（１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｎｇｆｅｎｇ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００３１，Ｃｈｉｎａ）
ＤＯＩ：１０．３９６９／Ｊ．ＩＳＳＮ．１６７１－９９６４．２０１４．０５．００８
生物炭固定化硝化菌去除水样中氨氮的研究
赏 国 锋１，张 涵１，沈 逸 菲１，沈 国 清１，范 立 桥２
（１．上海交通大学 农业与生物学院，上海 ２００２４０；２．上海将峰环保科技有限公司，上海 ２０００３１）
摘 要：以稻壳生物炭为载体，将硝化菌固定在稻壳生物炭上，考察氨氮浓度、ｐＨ 和温度对氨氮去 除影响的基础上，研究了固定 化 硝 化 菌 剂 对 氨 氮 的 去 除 效 果。 结 果 表 明，将 硝 化 菌 固 定 在 生 物 炭 上 ，既 保 留 了 生 物 炭 对 水 体 中 氨 氮 的 吸 附 性 能 ，又 可 以 充 分 发 挥 微 生 物 的 高 效 降 解 作 用 。 常 温 条 件 下，对于初始氨氮浓度≤３００ｍｇ／Ｌ 的水样，调节水样ｐＨ 为７．５，控制水样溶解氧浓度为１．５ｍｇ／Ｌ 左 右 ，稻 壳 生 物 炭 固 定 化 硝 化 菌 剂 对 氨 氮 去 除 率 可 达 ８５％ 。 关 键 词 ：稻 壳 生 物 炭 ；固 定 化 ；硝 化 菌 ；氨 氮 中 图 分 类 号 ：ＴＱ３５１；Ｘ７０３ 文 献 标 识 码 ：Ａ