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德国生物膜反应器中菌种如何产生氮气的

03月09日 编辑 39baobao.com

[生物膜系统包括哪些]细胞生物膜系统是指由细胞膜、细胞核膜以及内质网、高尔基体、线粒体等有膜围绕而成的细胞器的膜共同构成的生物膜系统。这些生物膜的组成成分和结构很相似,在结构和功能上紧...+阅读

膜曝气生物膜反应器单级自养脱氮功能型菌群特性研究基于短程硝化和厌氧氨氧化的单级自养脱氮(completely autotrophic nitrogen removal over nitrite,CANON),作为一种高效低耗的简捷脱氮工艺成为目前国内外高氨氮废水处理领域的研究热点。该工艺通过控制溶解氧(DO)浓度分别在生物膜的不同厚度形成好氧区和厌氧区,使好氧氨氧化菌(AOB)在好氧区将氨氮部分氧化成亚硝酸,产生的亚硝酸与部分剩余的氨氮在厌氧区发生ANAMMOX反应生成氮气。研究表明,包裹无纺布的多微孔炭管作为生物膜载体和供氧装置的膜曝气生物膜反应器(MABR),凭借其高效的氧传质速率、巨大的生物膜载体比表面积和内外分层的特殊生物膜结构在运行CANON工艺中具有更多的优势和更大的应用潜力。整个实验过程的关键是通过对曝气膜内腔压力的控制来调节生物膜内的溶解氧浓度,使生物膜形成好氧层和厌氧层共存的分层结构,从而使两类代谢条件完全不同的细菌能够和谐共生在同一个反应系统中,进而实现单级自养生物脱氮。

由于MABR单级自养脱氮系统的生物脱氮过程主要是由好氧氨氧化菌群(AOB)和厌氧氨氧化(ANAMMOX)菌群相互作用,协同代谢的过程,所以反应器出水中含氮化合物浓度的变化必然与反应器中微生物的种群结构和组成发生的规律性变化相关联。因此可以通过分析功能性菌群在反应器运行的不同条件时的结构组成,来探讨微生物群落动态变化与反应器出水中含氮化合物浓度的变化之间的内在联系,迄今为止,关于该方面的研究国内外还鲜见报道。 本试验利用特异性引物的巢式PCR(Nested-PCR)、PCR-DGGE和特异性探针FISH等分子技术,研究了单级自养生物脱氮系统中膜曝气生物膜上好氧氨氧化和厌氧氨氧化等主要功能型微生物种群的结构组成和动态变化,以期解释反应器单级自养脱氮过程中的反应机理,从而为进一步优化反应器运行条件和结构设计,增强反应器的脱氮效率提供科学依据。

实验中启动反应器采用先培养驯化好氧氨氧化污泥,随后再次接种成熟厌氧氨氧化污泥的方式。首先接种普通硝化污泥启动反应器,通过对膜内腔压力的适当控制逐步降低反应器溶解氧浓度,实现亚硝酸盐的积累。然后再次接种取自升流式无纺布固定床反应器富集培养的厌氧氨氧化污泥,使无纺布上形成好氧氨氧化菌与厌氧氨氧化菌稳定共存的膜曝气生物膜,从而实现单级自养生物脱氮。通过对反应器运行不同阶段的生物膜进行分析来研究生物膜内微生物种群结构的变化规律。研究取得的主要结果如下: ⑴实验中,采用包裹无纺布的多微孔炭管为膜组件的MABR成功的运行了基于短程硝化-厌氧氨氧化的单级自养脱氮工艺。在TN容积负荷为960 mg L-1d-1, HRT为6 h,曝气膜内腔压力为0.015 Mpa,反应器温度35℃,pH值为7.8的条件下,容积总氮去除率可以达到0.766 kg N m-3 d-1。

⑵膜曝气生物膜的批式实验结果显示,好氧氨氧化反应主要发生在靠近曝气膜壁侧的生物膜内,厌氧氨氧化反应主要发生在靠近水体侧的生物膜内。 ⑶用特异性探针EUB338 plus,NSO190,AMX820和PLA46对膜曝气生物膜进行荧光原位杂交,结果显示,膜曝气生物膜内存在明显的分层现象,生物膜内结合探针NSO190的好氧氨氧化菌主要分布在生物膜内靠近曝气膜/生物膜交界面的好氧区域,而结合探针AMX820和PLA46的ANAMMOX菌则主要分布在生物膜内靠近水体侧的缺氧或厌氧区域。这种以好氧氨氧化菌为主体的好氧层和以ANAMMOX菌为主体的厌氧层共同存在的生物膜分层结构,使两个微生物群落间在合作共生、代谢平衡,从而实现单级自养生物脱氮。 ⑷利用特异性引物的巢式PCR(Nested-PCR)和DGGE对不同运行阶段的膜曝气生物膜上的氨氧化菌群结构进行研究。

结果表明,氨氧化菌群的DGGE条带在不同时期形状不同,揭示氨氧化菌群结构随着反应器溶解氧浓度的逐渐降低而发生变化。在稳定运行单级自养脱氮工艺的MABR系统中,膜曝气生物膜内氨氧化菌群的种类不是很丰富,第101 d的生物膜样品的DGGE共含有三个明显的条带。切胶后测序显示,三个条带所代表的细菌和已报道的Nitrosomonas菌属的基因序列具有极高的相似性(>99 %);另一方面,巢式PCR(Nested-PCR)和DGGE对不同运行阶段的膜曝气生物膜上的ANAMMOX菌群结构进行研究显示,氨氧化菌群的DGGE条带在不同时期形状相似,揭示ANAMMOX菌群结构随反应器运行变化不大。在第101 d的生物膜样品的DGGE共含有两个明显的条带,它们所代表的细菌和已报道的Planctomycetes状菌的基因序列具有极高的相似性(>97 %)。

在cmc处物理化学性质发生突变的原因是什么

CMC (中文名:羧甲基纤维素钠,英文名:Carboxyl methyl Cellulose,简称CMC)

产品名称: CMC

产品类别: 原材料及辅料系列--辅料系列

详细说明:

CMC是一种重要的纤维素醚,是天然纤维经过化学改性后所获得的一种水溶性好的聚阴离子纤维素化合物,易溶于冷热水.它具有乳化分散剂、固体分散性、不易腐蚀、生理上无害等不同寻常的和极有价值的综合物理、化学性质,是一种用途广泛的天然高分子衍生物.CMC为白色或微黄色粉末、粒状或纤维状固体,无臭、无味、无毒.CMC具有增稠、分散、悬浮、粘合、成膜、保护胶体和保护水分等优良性能,广泛应用于食品、医药、牙膏等行业.CMC是一种大分子化学物质,能够吸水膨胀,在水中溶胀时,可以形成透明的粘稠胶液,在酸碱度方面表现为中性.固体CMC对光及室温均较稳定,在干燥的环境中,可以长期保存.CMC的优越性能如:增稠性、保水性、代谢惰性、成膜成形性、分散稳定性等,可用作增稠剂、保水剂、粘合剂、润滑剂、乳化剂、助悬浮剂、药片基质、生物基质和生物制品载体等.

汽车轮胎为什么要冲氮气

传统的方法是在汽车轮胎的内部充入一定压力的压缩空气,适当的轮胎压力,是保证车辆安全、平稳行驶的基本条件。而由于现有技术条件的限制等原因,充入轮胎的压缩空气中除了空气中正常含有的氮气(约占78%)和氧气(约占21%)以外,往往还含有少量的水分和油星。氧气、水分和油在汽车行驶时的轮胎内,受到较高温度和压力的作用,会对车辆的轮胎产生以下这些影响:

1、氧气等小分子气体通过渗透作用,穿过胎壁的橡胶直接溢出,造成轮胎的气压损失

2、氧气、水和油与胎体内侧的橡胶发生氧化、老化反应,造成氧气和水蒸汽消耗,轮胎气压损失;另外胎体橡胶氧化,弹性,韧性和强度下降,轮胎寿命下降。发生爆胎的可能性上升

3、氧气和水蒸汽腐蚀胎圈和气门嘴等部位,造成气体泄漏,致使轮胎气压损失,冬天凝结水可能冻坏气门嘴,并且增加了爆胎的可能性。

4、当车辆高速行驶时,轮胎内部的温度如果超过一定限度,随压缩空气一起引入轮胎内部的氧气,油星和胎体的橡胶,可能发生自燃现象,虽然可能仅仅是轮胎橡胶内部看不到的自燃,却是导致爆胎和轮胎老化的罪魁祸首. 与轮胎充氮相比较,为轮胎充入压缩空气可能带来三重危险:

1、轮胎的缓慢持续气压损失

2、轮胎老化迅速,寿命缩短,爆胎的可能性上升

3、极端情况下,轮胎有自燃的可能 由于上述原因的存在,就需要对车辆的轮胎定期进行补气。随机调查的数据表明,只有约17.5%机动车驾驶员经常把自己的气压保持在标称气压 首先,我说说轮胎亏气行驶的三大恶果:

1、由于轮胎与地面的接触面积增大,致使轮胎的滚动摩擦力增加,车辆油耗上升

2、由于轮胎与地面接触面积增加,使轮胎的工作温度上升;轮胎与地面的接触面形状改变,造成轮胎异常磨损;轮胎整体受力和工作状态改变,使轮胎内部出现脱层、龟裂和胎唇损伤。这些都使轮胎的寿命降低,并有爆胎的危险

3、车辆的操控性和舒适性下降。 所以轮胎充入氮气以后,这种小分子气体的渗透扩散现象大为减少,可以长时间保证轮胎的正常气压,提高安全性,降低油耗,延长轮胎寿命。 其次,氮气的化学性质比较稳定,即使在车辆高速行驶时轮胎的高温高压条件下,也不会与胎体的橡胶发生化学反应。德国帝威特(DWT)机械制造有限公司生产的PneuLife氮气发生器所产生的氮气,纯度95%-99%可调,经过多重过滤和处理,去除了空气中的少量水分、悬浮的机油微滴和其他杂质,从内部保护轮胎不受氧化和腐蚀,延长轮胎寿命,减低了爆胎的可能性。 三来,氮气阻燃,消除了轮胎从内部开始自燃的可能性。

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