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【新闻】医疗废水处理地埋式设备温度仪表

发布时间:2020-10-18 16:49:05 阅读: 来源:切刀厂家

医疗废水处理地埋式设备

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光合细菌  实验光合细菌选用红螺菌属(Rhodospirillum)的商业菌株.基本培养基成分为:无水乙酸钠3 g、碳酸氢钠1 g、氯化铵1 g、磷酸氢二钾0.5 g、氯化钠1 g、氯化亚铁0.005 g、酵母膏0.05 g、硫酸镁0.2 g,蒸馏水定容到1000 mL.微量元素成分为:硼酸0.7 g、硫酸锰0.389 g、二水钴酸钠0.188 g、三水硝酸铜0.01 g,蒸馏水定容到1000 mL.取1 mL配制好的微量元素置于基础培养基溶液中,定容到1000 mL(刘鹏,2012).移取80 mL红螺菌菌液于1000 mL锥形瓶中,加入配制好的培养基,定容至刻度,置于100 W日光灯下培养(4±1) d,通过离心(5000 r · min-1,5 min)获得菌液,用去离子水洗涤用于复合材料制备(Saratal et al., 2011).  2.2 实验方法2.2.1 固定化光催化剂的制备方法  称取适量双聚氰胺于坩埚中,并放置在程序升温马弗炉中,设置条件为:初始温度44 ℃,按2.3 ℃ · min-1升至550 ℃,550 ℃下煅烧4 h;将煅烧合成的块状g-C3N4研磨成粉末,放置干燥处储存、备用(Yan et al., 2009);将g-C3N4和P25按一定质量比(g-C3N4 : P25=1.5)混合于无水乙醇中,放置于六联搅拌器中搅拌4 h,超声1 h;然后将混合液置于真空干燥箱中,70 ℃干燥24 h(Song et al., 2015),所合成的g-C3N4-P25光催化剂简称为PC.  配制50 mL 2%的海藻酸钠溶液,向海藻酸钠溶液中加入1 g g-C3N4-P25光催化剂,搅拌并置于超声清洗仪中(超声频率为100 Hz,时间设定为30 min),使其在海藻酸钠溶液中分散均匀.待超声完毕,用注射器将含有光催化剂的海藻酸钠溶液逐滴滴入2%的氯化钙溶液中,生成的包埋小球放置于4 ℃冰箱固化24 h以提高其硬度,zui后用蒸馏水清洗小球备用(Kanakaraju et al., 2016),所合成的固定光催化剂简称为CA+PC.

2.2.2 固定化光合细菌的制备方法  配制50 mL 2%的海藻酸钠溶液,向海藻酸钠溶液中加入3 g(湿重)光合细菌,搅拌均匀,其余步骤同2.2.1节,所合成的固定化菌简称为CA+B.  2.2.3 g-C3N4/TiO2/光合细菌复合材料的制备方法称取1 g海藻酸钠溶于25 mL蒸馏水中,向海藻酸钠溶液中加入适量g-C3N4-P25复合光催化剂,搅拌并置于超声清洗仪中(超声频率为100 Hz,时间设定为30 min),使其在海藻酸钠溶液中分散均匀.然后在含有3 g(湿重)光合细菌的离心管中加入25 mL蒸馏水,制成菌悬液.将菌悬液倒入含有光催化剂的海藻酸钠溶液中,搅拌均匀,其余步骤同2.2.1节,所合成的g-C3N4/TiO2/光合细菌复合材料简称为CA+B+PC. 为了更好地发挥光催化反应和生物降解的协同作用,一种紧密耦合光催化/生物降解体系(Intimate coupling of photocatalysis and biodegradation, ICPB)成为近年来的研究热点.ICPB体系利用大孔基材使得微生物可在基材内部生长,一定程度上避免了外部光催化效应产生的活性氧物质(· OH、O2 ·、H2O2等)对微生物的毒害作用(Marsolek et al., 2008;Dong et al., 2016;Li et al., 2011).若将ICPB体系用于偶氮染料废水处理,还存在一些难点需要解决,如高浓度染料可能导致的光能利用率下降或光催化剂中毒现象,以及难降解有机物或其中间产物对微生物细胞的抑制作用.鉴于此,本文提出利用光合细菌(Photosynthetic bacteria,PSB)代替普通的活性污泥或生物膜微生物群落来构建一种新型g-C3N4/TiO2/PSB复合材料.与普通活性污泥相比,PSB具有COD去除效率高、脱色效果明显、耐高负荷和高盐度及对有毒有机物有一定降解能力等特点(Wang et al., 2016;Hong et al., 2003;Kuroki et al., 2001).研究表明,g-C3N4和TiO2的复合可以显著改善可见光的吸收及载流子的分离,能够克服各自在光催化领域中的缺点,获得性能优异的光催化材料(Zhang et al., 2010;Song et al., 2015).

本文以光合细菌和自制的g-C3N4-P25复合光催化剂为基础,采用海藻酸钠将两者进行共固定,合成g-C3N4/TiO2/光合细菌复合材料.以模拟印染废水为研究对象,对比固定光催化剂、固定光合细菌及光催化-微生物复合材料降解染料和COD的规律.zui后,利用紫外-可见全波长扫描光谱(UV-Vis)、傅里叶红外光谱(FT-IR)及气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)等手段对反应残留物进行表征,分析光催化与微生物之间相互作用的关系,推测活性艳红X-3B的降解途径,以期为这一新型光催化/微生物复合材料在染料废水处理领域的应用提供理论依据.  2 材料和方法(Materials and methods)2.1 实验材料2.1.1 实验试剂实验使用的双聚氰胺(分析纯)与海藻酸钠(化学纯)购自索莱宝试剂有限公司,二氧化钛(P25)购自阿拉丁化学试剂有限公司,无水乙醇、氯化钙、无水乙酸钠、碳酸氢钠、氯化铵、磷酸氢二钾、氯化钠、氯化亚铁、酵母膏、硫酸镁、硼酸、硫酸锰、二水钴酸钠、三水硝酸铜(均为分析纯)皆购自天津市福晨化学试剂厂,活性艳红X-3B(100%强度)购自上海将来试剂有限公司,葡萄糖(分析纯)购自西陇科学股份有限公司,实验中用水为去离子水.活性恢复阶段Anammox菌的丰度变化  从图 5中Anammox菌丰度变化可知, 反应器活性恢复阶段Ⅰ~Ⅴ中细菌总数逐渐上升, 而Anammox菌丰度为7.7×109~2.4×1010 copies · g-1(以VSS计), 介于高梦佳等(2016)和王衫允等(2016)报道的数据之间.Anammox菌的相对丰度与其绝对丰度变化趋势相同, 阶段Ⅰ~Ⅴ分别为7.78%、5.73%、4.14%、12.59%和7.46%.阶段Ⅰ~Ⅲ中, Anammox菌丰度相当, 这说明中断回流1周后Anammox菌数量并没有显著变化, 而其活性受损才是脱氮性能降低的主要原因.在阶段Ⅳ中Anammox菌丰度zui高, 为2.4×1010 copies · g-1(以VSS计), 这显示Anammox菌重新适应了反应器的运行条件, 活性得到恢复(Ma et al., 2012;Molin et al., 2003).随后的阶段Ⅴ中, Anammox菌丰度略有下降, 可能与过高的进水NH4+-N和NO2--N浓度的抑制作用有关(Dapena-Mora et al., 2007;Isaka et al., 2007;Raudkivi et al., 2017;Strous et al., 1999;Yang et al., 2011).  综合反应器活性恢复过程各阶段的脱氮性能、EPS组分及Anammox菌丰度变化可知, 逐步提高氮负荷, 受损反应器中Anammox菌的活性逐步恢复.TN浓度为700 mg · L-1时, 脱氮效率和Anammox菌丰度较高, 且EPS组分含量适宜.而过高的TN浓度(1000 mg · L-1)条件下, 反应器虽然仍有良好的脱氮效率, 但EPS组分含量及Anammox菌丰度均呈现一定程度恶化(Hou et al., 2015;Lotti et al., 2012), 随着时间延长, 有可能导致其脱氮效率下降.

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