折流式厌氧反应器的设计

阐述了折流式厌氧反应器的原理和设计原则.ABR的推流特性使反应器的运行也更加稳定,对冲击负荷以及进水中的有毒物质具有更好的缓冲适应能力.ABR还具有良好的生物固体的截留能力,延长水流在反应器内的流径,从而促进废水与污泥的接触.     

生物陶粒滤池去除地表水中有机物的动力学模型研究

生物陶粒滤池是我国目前最常见的一种地表水生物处理工艺,但目前缺乏简单实用的动力学模型来指导工程的应用设计或进行可行性论证。根据陶粒生物滤池的内部流态建立了推流式反应器模型来模拟生物陶粒滤池对有机物的去除,并采用中试规模的生物陶粒滤池处理受污染程度差异很大的两种地表水取得的实际运行数据加以验证。结果表明,对于有机物含量较低或很高的地表水,都可用一级反应的推流式反应器模型来模拟生物陶粒滤池对COD_Mn的去除。     

生物陶粒滤池去除地表水中有机物的动力学模型研究

生物陶粒滤池是我国目前最常见的一种地表水生物处理工艺,但目前缺乏简单实用的动力学模型来指导工程的应用设计或进行可行性论证。根据陶粒生物滤池的内部流态建立了推流式反应器模型来模拟生物陶粒滤池对有机物的去除,并采用中试规模的生物陶粒滤池处理受污染程度差异很大的两种地表水取得的实际运行数据加以验证。结果表明,对于有机物含量较低或很高的地表水,都可用一级反应的推流式反应器模型来模拟生物陶粒滤池对CODMn的去除。     

降流式厌氧紊动床COD去除与生物膜厚度及密度的关系研究

介绍了一种用沼气强制循环使悬浮载体颗粒流化的反应器－降流式厌氧紊动床,在COD有机负荷为6－22kg/m^3.d^-1,水力停留时间为0．25－0．94d下,CODCr去除率保持在65％－85％。此时生物膜厚度相对较低（5－30μm）,而生物膜密度达到较高水平（VSS＞70g/L)。试验发现,生物膜厚度及密度的变化与COD去除呈相反变化,反应器里高水平的生物活性表明;剧烈紊动和剪切有除率和反应器里固体总量的水平下降而近似线性增加。     

降流式厌氧紊动床COD去除

介绍了一种用沼气强制循环使悬浮载体颗粒流化的反应器--降流式厌氧紊动床.在COD有机负荷为6～22?kg/m3*d-1、水力停留时间为0.25～0.94?d下,CODCr去除率保持在65%～85%.此时生物膜厚度相对较低(5～30?μm),而生物膜密度达到较高水平(VSS＞70?g/L).试验发现,生物膜厚度及密度的变化与COD去除呈相反变化.反应器里高水平的生物活性表明剧烈紊动和剪切有利于微生物生长并形成薄的、致密的活性膜;在高有机负荷下挥发性固体的脱落程度随着COD去除率和反应器里固体总量的水平下降而近似线性增加.     

好氧MBBR连续流和间歇流的挂膜试验研究

采用合适的挂膜方法能够加速好氧移动床生物膜反应器(MBBR)的启动,并能使其稳定运行.通过不同填充率下静态清水试验,观察了相应曝气强度下移动床生物膜反应器中填料流化状态,测定其充氧性能,且通过试验对连续流和间歇流两种挂膜方法进行了比较,对两种挂膜方法下填料上的生物膜厚度和生物相及填料对有机物和氨氮等指标的去除情况进行了测定和分析.结果表明,反应器的最佳填充率为50%;间歇式进水的挂膜方法可以加快好氧移动床生物膜反应器的启动,一个月左右COD去除率能达到将近60%,氨氮去除率在90%左右,生物膜厚度大多在100~150μm,显微镜下观测到的生物相已比较丰富,出现了钟虫、吸管虫类原生动物,启动时间明显少于采用连续式进水的挂膜方法;连续式进水的试验条件下得出培养生物膜的最佳水力停留时间(HRT)在5 h左右.     

AHLs类信号分子对IFFAS工艺影响研究

通过在传统载体基料(聚乙烯)中添加聚季铵盐-10改善载体的亲水性和亲电性,以促进微生物在载体表面的生长,并通过向反应器中添加N-酰基高丝氨酸内酯(AHLs)类信号分子改良生物膜特性以及微生物结构.实验结果表明,相比于传统载体,改性载体表面生物膜增长速率较快,生物膜生长稳定后载体表面生物膜量较高,且在AHLs作用下改性载体表面生物膜含有较多的蛋白质和多糖.实验运行阶段,投加载体反应器的COD去除效果优于活性污泥反应器;投加改性载体和AHLs的反应器的氨氮和总氮去除效果最优,去除率分别能够达到94.8%和65.3%,且各运行阶段出水水质明显优于其他反应器.微生物群落分析表明,AHLs能够明显提高反应器中与群体感应密切相关的反硝化菌Zoogloea的相对丰度.     

厌氧反应器处理涤纶聚酯废水的动力学模型与应用

采用厌氧反应器(UASB)处理涤纶聚酯废水,在UASB反应器流态分布模型的基础上,假设UASB反应器分为下部完全混合的厌氧污泥床系统,中部完全混合的污泥悬浮层系统和上部推流式三相分离区系统,在运行中的COD降解规律符合Monod方程,推导出UASB反应器的动力学方程式.试验结果证明,UASB反应器内存在明显的颗粒污泥区和污泥悬浮区,稳定运行COD的容积负荷可达6～9.5 kg/m3,COD去除率75%～80%左右,并具有启动速度快,颗粒污泥容易形成,耐冲击性负荷强等特点.图1,参9.     

硅藻土改性载体加速移动床生物膜反应器启动研究

聚乙烯(polyethylene,简称PE)载体存在挂膜速度慢、附着生物膜活性低以及水处理效果差等缺点.通过添加硅藻土改善PE载体的亲水性,改性后载体的接触角由94.3°降低至77.8°.在移动床生物膜反应器(moving bed biofilm reactor,简称MBBR)工艺挂膜启动过程中,相同条件下,相比于PE载体,硅藻土改性载体表面附着的生物膜具有较高的蛋白质和多糖含量,表明附着在硅藻土改性载体上的生物膜生物活性较高.生物膜生长稳定后,反应器R1(填充硅藻土改性载体)内总生物量比反应器R2(填充PE载体)内总生物量高35.6%,硅藻土改性载体表面附着的生物膜量比PE载体的高62.3%.相应的,挂膜启动过程中,反应器R1的COD和氨氮去除率也高于反应器R2.上述硅藻土改性载体在挂膜性能和水处理性能方面的优势,缩短了反应器R1的启动时间.     

序批式生物膜反应器处理中段废水的影响因素

采用序批式生物膜反应器和混凝处理工艺对中段废水进行试验,探讨了序批式生物膜反应器处理中段废水的影响因素.结果表明,在优化工艺条件下采用序批式生物膜反应器处理中段废水,CODcr去除率达75.3%,BOD5去除率达76.6%,经混凝后,出水可达到DB 44/26-2001的二级排放标准.     

流动室系统中含氮杂环化合物降解菌的生物膜形成特征研究

采用流动室(Flow Cell)生物膜发生装置和激光共聚焦显微镜观察技术, 揭示不同环境条件下含氮杂环化合物(nitrogenous heterocyclic compounds, NHCs)降解菌的生物膜形成特征。结果表明, 增加初始接种菌液浓度并延长初始黏附时间, 有利于吡啶降解菌在基质表面的黏附和生物膜形成; 降低培养基流速, 细菌生物膜更加均质化且形成水通道结构; 不同条件下的生物膜都存在内层活细胞比例较低, 外层活细胞比例较高的规律。此外, 还发现相对于单一菌株, 混合菌株在生物膜厚度、基质覆盖率与活细胞比例上都更具优势。目标NHC浓度对喹啉降解菌生物膜的形态和活性也有明显的影响: 低浓度下降解菌团聚结构分布较零散, 但具有较大的体积; 高浓度下降解菌团聚结构明显变小, 在基质表面的分布则更均匀; 低浓度下生物膜的活细胞比例显著高于高浓度下的生物膜。     

珊瑚来源群体淬灭活性产生菌的筛选与抑菌活性研究

珊瑚病原菌的群体感应（Quorum Sensing，QS）是介导珊瑚疾病发生的重要因素，抑制病原菌的群体感应可以有效抵抗病原菌的侵染作用。为解决耐药性难题并维持珊瑚礁生态系统健康，本研究以紫色杆菌（Chromobacterium violaceum）为指示菌，从三亚市鹿回头半岛三亚湾（109°28''E，18°13''N）采集的珊瑚样品中，分离筛选具有较高群体淬灭酶活性的珊瑚共附生细菌，经16S rDNA测序初步鉴定其大部分为弧菌属。进一步研究群体淬灭活性菌株对两株珊瑚致病菌溶珊瑚弧菌V545（Vibrio coralliilyticus）和溶藻弧菌Z-14（V.alginolyticus）的生长、运动及生物被膜生成的影响。结果显示，5株群体淬灭活性菌株明显抑制溶珊瑚弧菌V545及溶藻弧菌Z-14的生长，8个菌株对溶藻弧菌Z-14的运动有明显抑制作用；9个菌株可显著抑制溶珊瑚弧菌V545生物被膜形成，13个菌株可显著抑制溶藻弧菌Z-14的生物被膜形成，其中11个菌株对溶藻弧菌Z-14生物被膜生长抑制率均超过85%；部分群体淬灭活性菌株对溶珊瑚弧菌V545和溶藻弧菌Z-14的生长、运动及生物被膜形成均有显著抑制作用。本研究筛选获得具有群体淬灭活性的细菌，并揭示其群体淬灭活性对珊瑚致病菌生长、运动、生物膜生成的影响，为解决珊瑚微生物抗病机制提供理论依据与原创材料。     

生物膜和生物膜形成菌的研究

细菌生物膜是一个复杂的微生物群落,生物膜巾除了水和细菌以外,还含有细菌分泌的胞外聚合物、吸附的营养物质、代谢产物及DNA等细菌裂解产物.介绍细菌生物膜的形成过程,并综述了近年来医学领域以几种成膜力强的条件致病菌为研究对象,从基因水平上证实了细菌细胞表面结构鞭毛、纤毛、胞外聚合物和群体感应信号分子等细胞因子对生物膜形成的影响.     

没食子鞣质及其有效提取物对牙菌斑生物膜形态结构和活性的作用

研究药物没食子鞣质及其有效提取物对牙菌斑生物膜形态结构和活力的影响,了解常态生物膜形成过程中生物膜活力的变化,以及药物作用下生物膜形态结构和活力的变化,探讨药物对牙菌斑生物膜的作用机制.采用倒置荧光显微镜结合特异荧光染料标记常态牙菌斑生物膜生长过程中死菌和活菌变化,及药物处理后牙菌斑生物膜中死菌和活菌的构成,观察常态牙菌斑生物膜形竺过程中生物膜结构及活力的变化以及药物作用下生物膜形态结构和活力的变化;研究和评估常态牙菌斑生物膜的形态结构和细菌活力及实验药物对牙菌斑生物膜结构和细菌活性的影响.结果显示,从早期细菌定植粘附到形成成熟生物膜结构的各个过程中都存在一定数量的死菌.24 h常态生物膜结构中活菌面积占主导地位,有少量的死菌存在,细菌互相紧密粘附在一起,生物膜结构清晰,其间有各管道结构.0.05%洗必泰24 h细菌生物膜作用后,细菌总量明显下降,残存滞留的细菌基本为死菌.0.023%的氟化钠(NaF)作用细菌生物膜后,生物膜结构发生了明显的变化,细菌总量明显减少,但是存在的细菌以活菌为主.经过4mg/mL的没食子鞣质及其有效提取物作用后,生物膜中各管道结构模糊不清,细菌变得散开,生物膜细菌总量减少,与24 h常态生物膜比,有显著差异(P<0.05),生物膜结构密度下降,其中有大量的死菌和部分活菌存在.实验组活菌百分比与阴性对照组活菌百分比相比有显著差异(P<0.05).由此得出结论,实验药物对牙菌斑生物膜的作用一方面是对生物膜中细菌的杀灭,另一方面是改变牙菌斑孝竺膜的形态结构,降低生物膜密度及调整生物膜内部死活菌的比例.     

三价砷存在条件下毒砂表面微结构对热氧化硫杆菌附着性的影响

Understanding bacterial adsorption and the evolution of biofilms on arsenopyrite with different surface structures is of great significance to clarifying the mechanism of microbe–mineral interfacial interactions and the production of acidic mine drainage impacting the environment. In this study, the attachment of Sulfobacillus thermosulfidooxidans cells and subsequent biofilm formation on arsenopyrite with different surface structures in the presence of dissolved As(Ⅲ) was studied. Arsenopyrite slices with a specific surface were obtained by electrochemical corrosion at 0.26 V. The scanning electronic microscopy-energy dispersion spectra analyses indicated that the arsenopyrite surface deficient in sulfur and iron obtained by electrochemical treatment was not favorable for the initial adsorption of bacteria, and the addition of As(Ⅲ) inhibited the adsorption of microbial cells. Epifluorescence microscopy showed that the number of cells attaching to the arsenopyrite surface increased with time; however, biofilm formation was delayed significantly when As(Ⅲ) was added.     

黄芩提取物对脓肿分枝杆菌生长及生物膜形成的影响

为了研究黄芩提取物对脓肿分枝杆菌浮游细菌及生物膜的影响，本研究以脓肿分枝杆菌标准菌株ATCC 19977以及临床分离株作为受试菌，采用Alarmar-Blue液体药敏法测定黄芩提取物对脓肿分枝杆菌的最小抑菌浓度（MIC），平板涂布法测定最小杀菌浓度（MBC），结晶紫染色法和扫描电子显微镜分析黄芩提取物对脓肿分枝杆菌生物膜形成量及形态结构的影响，进一步采用了RT-qPCR探究黄芩提取物对分枝菌酸合成相关基因表达的影响.结果表明黄芩提取物对脓肿分枝杆菌标准菌株ATCC 19977以及8株临床分离株的MIC90为50~100 mg/mL，MBC为50~200 mg/mL；黄芩提取物可显著降低脓肿分枝杆菌生物膜形成量（P<0.05），破坏生物膜的结构，并且显著降低分枝菌酸合成相关基因表达量（P<0.01）.本研究表明黄芩提取物能够抑制脓肿分枝杆菌的生长以及生物膜的形成.     

青岛港湾微型污损生物群落研究——不同涂层的碳钢/海水界面生物膜初探

 海洋微型污损生物膜会影响金属腐蚀过程和防污涂料性能,是污损生物群落的初级食物链,一直是国内外的研究焦点。研究了冬季青岛中港海水中暴露100余天的碳钢表面形成的腐蚀产物膜,以及载玻片、HT防腐涂层和NFGP600防污涂层表面形成的生物膜,采用电化学技术研究材料表面生物膜特征,运用SEM、EDS、XRD表征生物膜形态和物质组成,分析生物膜细菌、硅藻和原生动物的种类及形貌。研究表明,生物膜由细菌、硅藻、原生动物和海水中无机、有机颗粒组成;钢/海水界面同时发生钢的腐蚀和微型生物附着过程,两个过程互相作用使碳钢表面形成不定型、松软、不连续的腐蚀产物膜;防腐涂层表面生物膜由于原生动物对菌藻的蚕食和碳酸盐的存在,形成了较为疏松的生物膜,而防污涂层表面没有原生动物的影响,形成了致密的生物膜,在一定程度上能够隔绝海水环境。     

环二鸟苷酸对细菌运动调控的研究进展

细菌中的第二信使环二鸟苷酸(c-di-GMP)对细菌的运动性有调节作用.c-di-GMP调控鞭毛的生物合成、菌毛形成和菌毛蛋白的组成,以及其他一些与运动相关的蛋白的合成.细菌的运动性与其毒力、致病性、粘附性、趋化性、生物膜组成等密切相关.在革兰氏阴性细菌中,关于c-di-GMP的信号通路的研究较为清晰,而在革兰氏阳性细菌中,关于该信号转导通路的研究较少.此外,有关c-di-GMP的信号通路的研究主要集中在病原菌.该文主要综述了一些常见病原菌中c-di-GMP对其运动性的调控机制,为研究其他细菌c-di-GMP信号通路提供思路.     

给水系统附生生物膜发育的生物量和种群结构

为了满足给水管网管水质的要求,考察了不同的给水管道水力条件下,聚乙烯管材上生物膜(生物量和种群结构)的发育情况。采用分子生物学与传统分离培养相结合的方法,以清华地下水为原水,在剪切力分别为0.95、0.18Pa两种条件下,生物膜生物量和种群结构的发育呈现了同一规律,即生物膜生物量在7d内即可发育成熟,在以后的发育中,生物膜生物量一直稳定在105CFU/cm2(CFU为菌落形成单位),但生物膜的种群结构却随着时间发生显著变化。实验中所设置两种水力条件对生物膜发育的影响差别不大;生物膜生物量的发育和种群结构的发育是两个相对独立的过程;易于分泌胞外粘液和菌体表面具有疏水性等性质可以帮助细菌更好地在生物膜中生存发展。     

给水系统附生生物膜发育的生物量和种群结构

为了满足给水管网管水质的要求,考察了不同的给水管道水力条件下聚乙烯管材上生物膜(生物量和种群结构)的发育情况。采用分子生物学与传统分离培养相结合的方法,以清华地下水为原水,在剪切力分别为0.95、0.18 Pa2种条件下,生物膜生物量和种群结构的发育呈现了同一规律,即生物膜生物量在7 d内即可发育成熟,在以后的发育中,生物膜生物量一直稳定在105CFU/cm2(CFU为菌落形成单位),但生物膜的种群结构却随着时间发生显著变化。实验中所设置2种水力条件对生物膜发育的影响差别不大;生物膜生物量的发育和种群结构的发育是2个相对独立的过程;易于分泌胞外粘液和菌体表面具有疏水性等性质可以帮助细菌更好地在生物膜中生存发展。