本文主要研究内容
作者乔鑫（2019）在《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》一文中研究指出：为探明以生物炭为固定化载体负载异养硝化细菌或好氧反硝化细菌对水中无机氮（NH4+-N或NO3--N）的去除效果,分别筛选鉴定了一株异养硝化细菌Pseudomonas sp.Strain-??和一株好氧反硝化细菌Pseudomonas aeruginosa Strain-I。在此基础上,以未改性、HNO3、Mg2+、NaOH及NaOH+Mg2+联合改性的稻壳生物炭为载体,分别采用吸附法和包埋法制备微生物固定化体,进行微生物固定化体对NH4+-N及NO3--N的去除动力学,以及Pseudomonas sp.Strain-??和Pseudomonas aeruginosa Strain-I的生长动力学研究。生物炭基微生物固定化体对水中的无机氮（NH4+-N/NO3--N）的去除效果较好,在100 mg?L-1NH4+-N溶液中,生物炭基微生物固定化体去除率最大可达到90.93%;在100 mg?L-1NO3--N溶液中,生物炭基微生物固定化体去除率最大可达到91.49%。采用HNO3、Mg2+、NaOH及NaOH+Mg2+改性方法,对稻壳生物炭进行改性以提升其对无机氮（NH4+-N/NO3--N）的吸附效果及对微生物的固定效果。其中,NaOH+Mg2+联合改性生物炭（NMBC）的性能改善最为显著。与未改性的稻壳生物炭相比,NaOH+Mg2+联合改性稻壳生物炭的pH值和pHpzc分别增大1.42和2.36,比表面积和总孔容分别增大至改性前的3.56倍和3.20倍,总酸性含氧官能团量减少了0.207 mmol?g-1,总碱性含氧官能团量增加了0.530 mmol?g-1,Pseudomonas sp.Strain-??在生物炭表面吸附固定的微生物量增加了333.05 nmol P?g-1。生物炭基异养硝化细菌的固定及其对水中NH4+-N去除的研究表明,Pseudomonas sp.Strain-??具有较强的异养硝化能力,初始NH4+-N浓度为116.18 mg?L-1时,NH4+-N和TN的72 h去除率分别达到80.24%与21.35%。NaOH+Mg2+联合改性提高了稻壳生物炭或以稻壳生物炭为载体采用吸附法制得微生物固定化体对NH4+-N的去除能力。NH4+-N初始浓度为100mg?L-1时,培养体系反应5 h后,NaOH+Mg2+联合改性生物炭对NH4+-N的去除率为20.43%,主要为生物炭吸附作用;而NaOH+Mg2+联合改性生物炭基微生物固定化体对NH4+-N的去除率为58.35%,是生物炭吸附与微生物降解的联合作用。可见,负载细菌在固定化体去除NH4+-N过程中发挥着重要作用。在初始NH4+-N浓度为100 mg?L-1、200 mg?L-1和300 mg?L-1的条件下,在48小时内探索了未改性和改性生物炭基微生物固定化体NH4+-N的去除动力学。结果表明,NaOH+Mg2+改性生物炭基微生物固定化体对水中NH4+-N的去除能力最强,而未改性生物炭基微生物固定化体对水中NH4+-N的去除能力最弱。以NaOH+Mg2+联合改性稻壳生物炭为载体,采用包埋法制得微生物固定化体,比较其与吸附法制得固定化体对NH4+-N的去除效果。发现吸附法制得微生物固定化体对NH4+-N的去除优于包埋法。NH4+-N初始浓度为100mg?L-1时,硝化细菌Pseudomonas sp.Strain-??吸附固定于NaOH+Mg2+联合改性稻壳生物炭上（NMBC-吸附）48 h去除率为90.93%,最大去除速率为15.20 mg?（L?h）-1;包埋固定（NMBC-包埋）时去除率为79.32%,最大去除速率为11.37 mg?（L?h）-1。另外,以NaOH+Mg2+联合改性稻壳生物炭为载体制得微生物固定化体,降解NH4+-N的生长动力学模拟（Monod和Andrews模型）结果表明,与包埋法相比,吸附法制得固定化体更有利于细菌利用底物NH4+-N生长。Andrews模型中Pseudomonas sp.Strain-??利用NH4+-N为底物生长时,吸附法与包埋法各参数值分别为:μmax（最大比生长速率）0.287 h-1及0.258 h-1,Ks（半饱和速率常数）103.26 mg?L-1及117.96 mg?L-1,Ks1（抑制常数）342.88 mg?L-1及285.19 mg?L-1。生物炭基好氧反硝化细菌的固定及其对水中NO3--N去除的研究表明,所筛选的菌株Pseudomonas aeruginosa Strain-I具有较强的好氧反硝化能力,NO3--N初始浓度为69.25 mg?L-1时,NO3--N和TN的72 h去除率分别达到100%与53.92%。与未改性的稻壳生物炭相比,NaOH+Mg2+联合改性后的生物炭,Pseudomonas aeruginosa Strain-I在其表面吸附固定的微生物量增加了309.14 nmol P?g-1。NaOH+Mg2+联合改性提高了稻壳生物炭或以稻壳生物炭为载体采用吸附法制得微生物固定化体对NO3--N的去除能力。NO3--N初始浓度为100mg?L-1时,培养体系反应5 h后,NaOH+Mg2+联合改性生物炭对NO3--N的去除率为12.63%,主要为生物炭吸附作用;而NaOH+Mg2+联合改性生物炭基微生物固定化体对NO3--N的去除率为44.44%,是生物炭吸附与微生物降解的联合作用。在初始NO3--N浓度为100 mg?L-1、200 mg?L-1和300 mg?L-1的条件下,在48小时内探索了未改性和改性生物炭基微生物固定化体NO3--N的去除动力学。结果表明,NaOH+Mg2+改性生物炭基微生物固定化体对水中NO3--N的去除能力最强,而未改性生物炭基微生物固定化体对水中NO3--N的去除能力最弱。以NaOH+Mg2+联合改性稻壳生物炭为载体,采用包埋法制得微生物固定化体,比较其与吸附法制得固定化体对NO3--N的去除效果。发现吸附法制得微生物固定化体对NO3--N的去除优于包埋法。NO3--N初始浓度为100mg?L-1时,反硝化细菌Pseudomonas aeruginosa Strain-I吸附固定于NaOH+Mg2+联合改性稻壳生物炭上（NMBC-吸附）48 h去除率为91.49%,最大去除速率为12.78 mg?（L?h）-1;包埋固定（NMBC-包埋）时去除率为90.63%,最大去除速率为9.08 mg?（L?h）-1。以NaOH+Mg2+联合改性稻壳生物炭为载体制得微生物固定化体,降解NO3--N的生长动力学模拟结果表明,与包埋法相比,吸附法制得固定化体更有利于细菌利用底物NO3--N生长。Andrews模型中Pseudomonas aeruginosa Strain-I利用NH4+-N为底物生长时,利用NO3--N为底物生长时,吸附法与包埋法各参数值分别为:μmax 0.204 h-1及0.199 h-1,Ks 71.78 mg?L-1及82.53 mg?L-1,Ks1 413.12 mg?L-1及398.01 mg?L-1。本研究有助于深入理解改性对提高生物炭基微生物固定化体性能的作用,以及固定化方法对细菌生长的影响,以期为生物炭基微生物固定化体的水处理工程应用提供理论依据。
Abstract
wei tan ming yi sheng wu tan wei gu ding hua zai ti fu zai yi yang xiao hua xi jun huo hao yang fan xiao hua xi jun dui shui zhong mo ji dan （NH4+-Nhuo NO3--N）de qu chu xiao guo ,fen bie shai shua jian ding le yi zhu yi yang xiao hua xi jun Pseudomonas sp.Strain-??he yi zhu hao yang fan xiao hua xi jun Pseudomonas aeruginosa Strain-I。zai ci ji chu shang ,yi wei gai xing 、HNO3、Mg2+、NaOHji NaOH+Mg2+lian ge gai xing de dao ke sheng wu tan wei zai ti ,fen bie cai yong xi fu fa he bao mai fa zhi bei wei sheng wu gu ding hua ti ,jin hang wei sheng wu gu ding hua ti dui NH4+-Nji NO3--Nde qu chu dong li xue ,yi ji Pseudomonas sp.Strain-??he Pseudomonas aeruginosa Strain-Ide sheng chang dong li xue yan jiu 。sheng wu tan ji wei sheng wu gu ding hua ti dui shui zhong de mo ji dan （NH4+-N/NO3--N）de qu chu xiao guo jiao hao ,zai 100 mg?L-1NH4+-Nrong ye zhong ,sheng wu tan ji wei sheng wu gu ding hua ti qu chu lv zui da ke da dao 90.93%;zai 100 mg?L-1NO3--Nrong ye zhong ,sheng wu tan ji wei sheng wu gu ding hua ti qu chu lv zui da ke da dao 91.49%。cai yong HNO3、Mg2+、NaOHji NaOH+Mg2+gai xing fang fa ,dui dao ke sheng wu tan jin hang gai xing yi di sheng ji dui mo ji dan （NH4+-N/NO3--N）de xi fu xiao guo ji dui wei sheng wu de gu ding xiao guo 。ji zhong ,NaOH+Mg2+lian ge gai xing sheng wu tan （NMBC）de xing neng gai shan zui wei xian zhe 。yu wei gai xing de dao ke sheng wu tan xiang bi ,NaOH+Mg2+lian ge gai xing dao ke sheng wu tan de pHzhi he pHpzcfen bie zeng da 1.42he 2.36,bi biao mian ji he zong kong rong fen bie zeng da zhi gai xing qian de 3.56bei he 3.20bei ,zong suan xing han yang guan neng tuan liang jian shao le 0.207 mmol?g-1,zong jian xing han yang guan neng tuan liang zeng jia le 0.530 mmol?g-1,Pseudomonas sp.Strain-??zai sheng wu tan biao mian xi fu gu ding de wei sheng wu liang zeng jia le 333.05 nmol P?g-1。sheng wu tan ji yi yang xiao hua xi jun de gu ding ji ji dui shui zhong NH4+-Nqu chu de yan jiu biao ming ,Pseudomonas sp.Strain-??ju you jiao jiang de yi yang xiao hua neng li ,chu shi NH4+-Nnong du wei 116.18 mg?L-1shi ,NH4+-Nhe TNde 72 hqu chu lv fen bie da dao 80.24%yu 21.35%。NaOH+Mg2+lian ge gai xing di gao le dao ke sheng wu tan huo yi dao ke sheng wu tan wei zai ti cai yong xi fu fa zhi de wei sheng wu gu ding hua ti dui NH4+-Nde qu chu neng li 。NH4+-Nchu shi nong du wei 100mg?L-1shi ,pei yang ti ji fan ying 5 hhou ,NaOH+Mg2+lian ge gai xing sheng wu tan dui NH4+-Nde qu chu lv wei 20.43%,zhu yao wei sheng wu tan xi fu zuo yong ;er NaOH+Mg2+lian ge gai xing sheng wu tan ji wei sheng wu gu ding hua ti dui NH4+-Nde qu chu lv wei 58.35%,shi sheng wu tan xi fu yu wei sheng wu jiang jie de lian ge zuo yong 。ke jian ,fu zai xi jun zai gu ding hua ti qu chu NH4+-Nguo cheng zhong fa hui zhao chong yao zuo yong 。zai chu shi NH4+-Nnong du wei 100 mg?L-1、200 mg?L-1he 300 mg?L-1de tiao jian xia ,zai 48xiao shi nei tan suo le wei gai xing he gai xing sheng wu tan ji wei sheng wu gu ding hua ti NH4+-Nde qu chu dong li xue 。jie guo biao ming ,NaOH+Mg2+gai xing sheng wu tan ji wei sheng wu gu ding hua ti dui shui zhong NH4+-Nde qu chu neng li zui jiang ,er wei gai xing sheng wu tan ji wei sheng wu gu ding hua ti dui shui zhong NH4+-Nde qu chu neng li zui ruo 。yi NaOH+Mg2+lian ge gai xing dao ke sheng wu tan wei zai ti ,cai yong bao mai fa zhi de wei sheng wu gu ding hua ti ,bi jiao ji yu xi fu fa zhi de gu ding hua ti dui NH4+-Nde qu chu xiao guo 。fa xian xi fu fa zhi de wei sheng wu gu ding hua ti dui NH4+-Nde qu chu you yu bao mai fa 。NH4+-Nchu shi nong du wei 100mg?L-1shi ,xiao hua xi jun Pseudomonas sp.Strain-??xi fu gu ding yu NaOH+Mg2+lian ge gai xing dao ke sheng wu tan shang （NMBC-xi fu ）48 hqu chu lv wei 90.93%,zui da qu chu su lv wei 15.20 mg?（L?h）-1;bao mai gu ding （NMBC-bao mai ）shi qu chu lv wei 79.32%,zui da qu chu su lv wei 11.37 mg?（L?h）-1。ling wai ,yi NaOH+Mg2+lian ge gai xing dao ke sheng wu tan wei zai ti zhi de wei sheng wu gu ding hua ti ,jiang jie NH4+-Nde sheng chang dong li xue mo ni （Monodhe Andrewsmo xing ）jie guo biao ming ,yu bao mai fa xiang bi ,xi fu fa zhi de gu ding hua ti geng you li yu xi jun li yong de wu NH4+-Nsheng chang 。Andrewsmo xing zhong Pseudomonas sp.Strain-??li yong NH4+-Nwei de wu sheng chang shi ,xi fu fa yu bao mai fa ge can shu zhi fen bie wei :μmax（zui da bi sheng chang su lv ）0.287 h-1ji 0.258 h-1,Ks（ban bao he su lv chang shu ）103.26 mg?L-1ji 117.96 mg?L-1,Ks1（yi zhi chang shu ）342.88 mg?L-1ji 285.19 mg?L-1。sheng wu tan ji hao yang fan xiao hua xi jun de gu ding ji ji dui shui zhong NO3--Nqu chu de yan jiu biao ming ,suo shai shua de jun zhu Pseudomonas aeruginosa Strain-Iju you jiao jiang de hao yang fan xiao hua neng li ,NO3--Nchu shi nong du wei 69.25 mg?L-1shi ,NO3--Nhe TNde 72 hqu chu lv fen bie da dao 100%yu 53.92%。yu wei gai xing de dao ke sheng wu tan xiang bi ,NaOH+Mg2+lian ge gai xing hou de sheng wu tan ,Pseudomonas aeruginosa Strain-Izai ji biao mian xi fu gu ding de wei sheng wu liang zeng jia le 309.14 nmol P?g-1。NaOH+Mg2+lian ge gai xing di gao le dao ke sheng wu tan huo yi dao ke sheng wu tan wei zai ti cai yong xi fu fa zhi de wei sheng wu gu ding hua ti dui NO3--Nde qu chu neng li 。NO3--Nchu shi nong du wei 100mg?L-1shi ,pei yang ti ji fan ying 5 hhou ,NaOH+Mg2+lian ge gai xing sheng wu tan dui NO3--Nde qu chu lv wei 12.63%,zhu yao wei sheng wu tan xi fu zuo yong ;er NaOH+Mg2+lian ge gai xing sheng wu tan ji wei sheng wu gu ding hua ti dui NO3--Nde qu chu lv wei 44.44%,shi sheng wu tan xi fu yu wei sheng wu jiang jie de lian ge zuo yong 。zai chu shi NO3--Nnong du wei 100 mg?L-1、200 mg?L-1he 300 mg?L-1de tiao jian xia ,zai 48xiao shi nei tan suo le wei gai xing he gai xing sheng wu tan ji wei sheng wu gu ding hua ti NO3--Nde qu chu dong li xue 。jie guo biao ming ,NaOH+Mg2+gai xing sheng wu tan ji wei sheng wu gu ding hua ti dui shui zhong NO3--Nde qu chu neng li zui jiang ,er wei gai xing sheng wu tan ji wei sheng wu gu ding hua ti dui shui zhong NO3--Nde qu chu neng li zui ruo 。yi NaOH+Mg2+lian ge gai xing dao ke sheng wu tan wei zai ti ,cai yong bao mai fa zhi de wei sheng wu gu ding hua ti ,bi jiao ji yu xi fu fa zhi de gu ding hua ti dui NO3--Nde qu chu xiao guo 。fa xian xi fu fa zhi de wei sheng wu gu ding hua ti dui NO3--Nde qu chu you yu bao mai fa 。NO3--Nchu shi nong du wei 100mg?L-1shi ,fan xiao hua xi jun Pseudomonas aeruginosa Strain-Ixi fu gu ding yu NaOH+Mg2+lian ge gai xing dao ke sheng wu tan shang （NMBC-xi fu ）48 hqu chu lv wei 91.49%,zui da qu chu su lv wei 12.78 mg?（L?h）-1;bao mai gu ding （NMBC-bao mai ）shi qu chu lv wei 90.63%,zui da qu chu su lv wei 9.08 mg?（L?h）-1。yi NaOH+Mg2+lian ge gai xing dao ke sheng wu tan wei zai ti zhi de wei sheng wu gu ding hua ti ,jiang jie NO3--Nde sheng chang dong li xue mo ni jie guo biao ming ,yu bao mai fa xiang bi ,xi fu fa zhi de gu ding hua ti geng you li yu xi jun li yong de wu NO3--Nsheng chang 。Andrewsmo xing zhong Pseudomonas aeruginosa Strain-Ili yong NH4+-Nwei de wu sheng chang shi ,li yong NO3--Nwei de wu sheng chang shi ,xi fu fa yu bao mai fa ge can shu zhi fen bie wei :μmax 0.204 h-1ji 0.199 h-1,Ks 71.78 mg?L-1ji 82.53 mg?L-1,Ks1 413.12 mg?L-1ji 398.01 mg?L-1。ben yan jiu you zhu yu shen ru li jie gai xing dui di gao sheng wu tan ji wei sheng wu gu ding hua ti xing neng de zuo yong ,yi ji gu ding hua fang fa dui xi jun sheng chang de ying xiang ,yi ji wei sheng wu tan ji wei sheng wu gu ding hua ti de shui chu li gong cheng ying yong di gong li lun yi ju 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自太原理工大学的乔鑫，发表于刊物太原理工大学2019-07-26论文，是一篇关于生物炭论文,改性论文,微生物固定化体论文,铵态氮论文,硝态氮论文,太原理工大学2019-07-26论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自太原理工大学2019-07-26论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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