環(huán)境中，與環(huán)境條件關(guān)系極為密切，反應(yīng)器能否高效運(yùn)行，取決于影響反應(yīng)器運(yùn)行的主要因素，在工程中就是設(shè)法為微生物創(chuàng)造適宜的生活環(huán)境。影響反應(yīng)器運(yùn)行主要因素包括：進(jìn)水底物濃度、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、溶解氧、酸堿度、溫度、毒性抑制、水力停留時(shí)間與負(fù)荷率等。 我公司近年來對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了消化吸收，并結(jié)合我國(guó)的實(shí)際情況進(jìn)行了改進(jìn)和開發(fā)，在國(guó)內(nèi)*應(yīng)用于生活污水和工業(yè)廢水處理工程，已完成了多個(gè)示范工程。我們自行研制和開發(fā)的上向流曝氣生物濾池（簡(jiǎn)稱UBAF）技術(shù)是在充分吸取國(guó)外曝氣生物濾池（BAF）優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上而發(fā)展起來的，它的大特成分是糖蛋白、粘多糖、纖維素和核酸等。由于多數(shù)微生物具有一定線性結(jié)構(gòu)，有的表面具有較高電荷或較強(qiáng)的親水性，能與顆粒通過各種作用相結(jié)合，起到很好的絮凝效果。目前開發(fā)出具有絮凝作用的微生物有細(xì)菌、霉菌、放線菌、酵母菌和藻類等共17種。其中對(duì)重金屬有絮凝作用的有12種。陳天等[7]利用從多種微生物中提取的殼聚糖為絮凝劑回收模擬工業(yè)廢水中Pb2+、Cr3+、Cu2+，在離子濃度是100mgＬ的200mL廢水中加入10mg殼聚糖，處理后溶液中Cr3+、Cu2+濃度都小于0.1mgＬ， Pb2+濃度小于1 mgＬ，得到了令人滿意的結(jié)果。用微生物絮凝法處理廢水安全化和轉(zhuǎn)移氧物種.CeO2-ZrO2固溶體在氧化反應(yīng)過程中能夠提供表面氧物種參與反應(yīng), 表面氧物種參與反應(yīng)后, 在CeO2-ZrO2固溶體表面就產(chǎn)生了氧空穴, 氧空穴將反應(yīng)物氧氣活化, 使得氧氣轉(zhuǎn)化為活化的表面氧物種繼續(xù)參與氧化還原反應(yīng)過程, 這樣就加快了氧化還原反應(yīng)速率.從此說明, CeO2-ZrO2氧化物固溶體是一種良好的氧化還原反應(yīng)催化劑活性組分或載體.圖 2 催化劑的H2-TPR譜圖3.4 催化劑的X射線光電子能譜分析應(yīng)用XPS對(duì)CuOZnOCeO2-ZrO2催化劑的表面物種及其價(jià)態(tài)進(jìn)行了分析.圖 3分別為表面Cu 2p的電子結(jié)合能譜和表面Ce 3d的電子結(jié)合能譜.由圖 3a可知 7所示.圖 7 二級(jí)出水氯消毒過程中AOC變化規(guī)律可以發(fā)現(xiàn), 二級(jí)出水在氯消毒過程中AOC水平均有不同程度的增長(zhǎng), 消毒5 min時(shí)增長(zhǎng)較為顯著, 與5 min時(shí)氯消耗、UV254變化、三維熒光強(qiáng)度變化顯著的結(jié)論相*, 說明AOC的增長(zhǎng)可能是由于氯與再生水中的有機(jī)物發(fā)生了反應(yīng).30 min內(nèi)整體上呈現(xiàn)出先增長(zhǎng)后降低的趨勢(shì), 推測(cè)可能由于加氯后5 min中, 水樣中的大分子有機(jī)物首先和氯反應(yīng), 被氧化分解為易被細(xì)菌吸收利用的小分子有機(jī)物, AOC迅速增長(zhǎng), 而在5~30 min內(nèi), 小分子有機(jī)物又繼續(xù)和氯反應(yīng), AOC又有一定的下降, 但下降后的AOC水平仍高于消毒前的AOC水
恒溫?fù)u床中，振蕩不同的時(shí)間(1、5、10、20、40、60、90、120、180和240 min)后依次取出，經(jīng)0.45 μm濾膜過濾，用分光光度法(λ=499 nm)測(cè)定CR溶液剩余濃度.溶液初始pH對(duì)吸附的影響實(shí)驗(yàn)：取若干份25 mL初始濃度為100 mg?L-1的CR溶液，用梯度濃度的HCl溶液和NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH值，使其分別為2、3、5、7、9、11，分別投加CS、GC、GEC 3種吸附劑0.02 g，在25 ℃、180 r?min-1的條件下，振蕩平衡時(shí)長(zhǎng)后取出，經(jīng)0.45 μm濾膜過濾，用分光光度法(λ=499nm)測(cè)定CR溶液剩余濃度.吸附劑投加量對(duì)吸附的影響實(shí)驗(yàn)：取若干份25 mL初始濃度為100 mg?L-時(shí)，操作彈性變小。因此，綜合考慮裝置效率、供水穩(wěn)定性等各方面因素，裝置的并聯(lián)數(shù)量以三臺(tái)為佳。終確定出水水質(zhì)為(mgL)：鈣＝1.2，鎂＝2.7，鈉＝70.9，鉀＝0.0，硫酸根＝4.4，氯根＝109.0，重碳酸根＝15.3，總?cè)芙夤腆w＝203.6，出水p＝5.60。 根據(jù)透過水的水質(zhì)情況，后處理采用p值調(diào)節(jié)。透過水加入Na2CO3調(diào)節(jié)有利于吸附(Al-Degs et al., 2008); 以上兩種作用相互抵消使得Na+濃度對(duì)吸附基本沒有影響.而Ca2+會(huì)與VBL中的R-SO3-結(jié)合形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵，屏蔽吸附劑電荷從而阻礙吸附，因此，Ca2+濃度增加導(dǎo)致吸附量降低.3.2.3 初始濃度和溫度對(duì)吸附的影響配制3組濃度梯度分別為10、20、30、40、60、80、100、120 mg?L-1的VBL溶液(pH=8.5)，每份溶液體積均為100 mL，每份溶液加入20 mg吸附劑，將3組溶液分別置于15、25、35 ℃條件下振蕩吸附3 h，結(jié)果如圖 3c所示.由圖可知，吸附量隨著VBL初始濃度的增加呈先增加后逐漸平衡的趨勢(shì)，這是因?yàn)楫?dāng)VBL濃度較低時(shí)定無微生物反應(yīng)時(shí)系統(tǒng)不同曝氣時(shí)間下的NH4+-N濃度與曝氣時(shí)間的關(guān)系, 通過線性回歸分析, 求得不同F(xiàn)A濃度下NH3的逃逸速率.圖 4描述了FA對(duì)FEV的影響.將FA分段, 可以通過線性正相關(guān)清楚地描述FA濃度對(duì)FEV的影響程度(表 3).可以看出：不同F(xiàn)A濃度條件下, FEV變化顯著, 表明FA濃度對(duì)FEV產(chǎn)生顯著的影響.當(dāng)0.62 mg?L-1≤FA≤7.7 mg?L-1時(shí), 由于FA濃度較低, FA對(duì)FEV幾乎不產(chǎn)生影響, 即可認(rèn)為此FA濃度階段不發(fā)生氨逃逸; 當(dāng)7.7 mg?L-1≤FA≤226.6 mg?L-1時(shí), 隨著FA濃度的增大, FEV增長(zhǎng)較緩慢, 且兩者相關(guān)性符合線性關(guān)系, 可通過擬合直線方程y=0.035x+0 擬合程度越好.通過模型算得的角毛藻在Cd2+初始濃度為10、100和500 mg?L-1下的理論平衡吸附量分別為6.22、93.54和303.03 mg?g-1(表 1), 與實(shí)際平衡吸附量6.25、92.81和275.25 mg?g-1相差不大.相似地, 菱形藻和海鏈藻在不同Cd2+初始濃度下的理論平衡吸附量亦與實(shí)際平衡吸附量接近(表 1).這些結(jié)果說明這3種海洋硅藻對(duì)Cd2+的吸附過程較好地符合Pseudo二級(jí)模型所描述的吸附過程, Cd2+吸附反應(yīng)的速率限制步驟可能是化學(xué)吸附過程, 每一種硅藻表面與Cd2+之間有化學(xué)鍵形成或者發(fā)生了離子交換過程.圖 4不同Cd2+初始濃度下3種硅藻吸附Cd2+的Pseudo二
解方法、Galilean分解方法、小渦分解方法、渦量方法(Calcagno et al., 2002)和漩渦強(qiáng)度方法(Swirling Strength)等(Adrian et al., 2000).流體的渦量場(chǎng)ω是空間x、y、z和時(shí)間坐標(biāo)t的連續(xù)函數(shù), 其值為速度v的旋度, 構(gòu)成了渦量場(chǎng), 渦量表達(dá)式見式(4).在二維數(shù)據(jù)計(jì)算時(shí), 簡(jiǎn)化了渦量, 計(jì)算公式見式(5).(4)(5)渦量方法雖然能識(shí)別出流場(chǎng)中的渦核, 但同時(shí)也把流場(chǎng)中所有的剪切運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)出來, 因此, 渦量云圖整體顯得比較雜亂, 很難用來識(shí)別流場(chǎng)中的渦結(jié)構(gòu).而漩渦強(qiáng)度方法由于其本身已排除了剪切作用的影響, 因而能較好地識(shí)別出渦結(jié)構(gòu).漩渦強(qiáng)度是基于1)(2)式中, c0和ce分別為吸附前后溶液中重金屬的濃度(mg?L-1), m為吸附劑用量(g), V為溶液總體積(L).2.2.6 掃描電鏡(SEM)實(shí)驗(yàn)分別將空白菌體和吸附1 mg?L-1Cu2++1 mg?L-1Pb2+菌體進(jìn)行脫水、冷凍干燥和噴金等前處理, 利用FEG 520型掃描電鏡觀察菌體形態(tài).2.3 數(shù)據(jù)分析用SPSS13.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析, 結(jié)果用平均值±標(biāo)準(zhǔn)差(Means±SD)表示.3 結(jié)果與討論(Results and discussion) 3.1 處理時(shí)間對(duì)P. aeruginosa吸附Cu2+和Pb2+的影響大多數(shù)有關(guān)重金屬生物吸附的研究表明, 生物材料對(duì)重金屬離子的吸附分為2個(gè)階段：*個(gè)階段是一種快速的表面主要是由于水解酸化可將果膠、糖分等有機(jī)高分子降解為小分子，便于后續(xù)好氧處理。在厭氧出水進(jìn)入好氧后，由于曝氣充氧使茶多酚在很短的時(shí)間內(nèi)全部被氧化。在好氧階段當(dāng)停留時(shí)間為12h，出水COD從1056mgL降到161mgL，去除率為85%，但出水呈紅色且色度＞50倍。分析原因主要是由于水中一部分在預(yù)處理中尚未沉淀下來的茶多酚在生化處理時(shí)很難被降解，只能被空氣氧化，由酚類變成醌類、茶紅素而呈現(xiàn)紅色［5］，因而在預(yù)處理階段對(duì)茶多酚的去除是否*對(duì)于廢水處理的效果是至關(guān)重要的。由于在預(yù)處理階段很難將茶多酚去除*，而好氧對(duì)茶多酚基本石墨烯的特征褶皺出現(xiàn)(圖 1c)，表明EDTA-2Na的加入對(duì)氧化石墨烯和殼聚糖復(fù)合材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)有所改善.圖 2為CS、GC和GEC的透射電鏡(TEM)圖，可以看出，CS(圖 2a)的TEM圖與GC(圖 2b)和GEC(圖 2c)的TEM圖明顯不同，對(duì)比在相同放大倍數(shù)下的CS結(jié)構(gòu)(圖 2a)與GEC結(jié)構(gòu)(圖 2c)，不難看出復(fù)合后的材料具有更好的形貌結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步說明GO的引入明顯地改善了CS的形態(tài)結(jié)構(gòu).圖 1 CS(a)、GC(b)、GEC(c)的掃描電鏡圖圖 2 CS(a)、GC(b)和GEC(c)的透射電鏡圖圖 3是CS、GC、GEC的X射線衍射圖譜，從圖中可以看出，GC和GEC在2θ=20.3°和10.8°處分別出現(xiàn)了殼聚糖
吸附過程, 對(duì)Cu2+的吸附較Zn2+更為明顯.整個(gè)吸附過程都大致可以分為3個(gè)階段：?