硫酸盐还原菌的微生物防治

 硫酸盐还原菌(SRB)是一类能在厌氧条件下以有机物为电子供体,将硫酸盐还原为硫化物的原核微生物。SRB产生的硫化物具有毒性和腐蚀性,其腐蚀产物硫化铁会堵塞地层,历来为环保和石油工业所关注。杀菌剂虽广泛用于抑制SRB生长;但杀菌剂不但价格高,对人体和环境有毒害作用,而且由于生物膜会降低杀菌效果和SRB会产生抗药性,难以获得满意的效果。目前,提出用微生物方法解决这一问题：(1)用硝酸盐激活硝酸盐还原菌,通过生物竞争抑制硫酸盐还原菌生长繁殖;(2)用硫化物氧化菌,通过生物氧化除去硫化物;(3)用短芽孢菌,通过其分泌物抑制硫酸盐还原菌生长和繁殖;(4)用噬菌体杀死SRB。目前对方法(1)在油田和方法(2)在污水处理方面已做过很多研究和现场试验,对方法(3)和方法(4)也做过一些研究。这些方法都有各自的优点和缺点,本文对相关问题进行了分析。     

包埋硝化菌流化床处理温瑞塘河河水的中试研究

以快速去除温瑞塘河河水中的氨氮为目的,研究了包埋硝化菌流化床中试装置处理河水的特性.研究结果表明,在实验条件下,当进水氨氮平均值为6.15 mg/L时,氨氮平均去除率可达到45.50%,且转化产物基本上以硝酸盐氮为主.此外,中试装置对河水中的COD_Mn也具有一定的去除效果.包埋硝化菌流化床可以对河水中毒害性较大的氨氮进行快速转化,在城市河道的治理方面具有一定的应用前景.     

土壤中好氧反硝化菌分离研究

传统的反硝化作用,由微生物在厌氧或微厌氧条件下将硝酸盐还原成氧化亚氮或氮气。本文力图从土壤中找出在好氧条件下,既有硝化作用,也有反硝化作用的脱氮细菌,若将该细菌应用于控制水体富营养化、处理污水和净化水域,有着极大的实用价值。     

不同碳源培养的反硝化聚磷菌对电子受体适应性研究

采用厌氧/缺氧序批式反应器(SBR)在不同碳源(乙酸钠、丙酸钠、ρ(乙酸钠)、ρ(丙酸钠)=2∶1和ρ(乙酸钠)∶ρ(丙酸钠)=1∶2)条件下成功培养反硝化聚磷菌(DPB)，并利用静态试验研究不同碳源培养的DPB对电子受体的适应性。结果表明，不同碳源条件下DPB系统都能利用硝酸盐和亚硝酸盐脱氮除磷，但利用次序及效率不同:仅硝酸盐为电子受体时，乙酸盐含量越高，反应过程中污泥的亚硝酸盐累积量(0～6.60mg/g)和反硝化速率越高(4.02～8.58mg/(g·h))，而除磷率越低(81.1%～91.9%)；混合电子受体时吸磷总量、吸磷速率、除磷率均下降，且乙酸盐含量越高其除磷率(53.2%～73.9%)和亚硝酸盐去除率越低(34.7%～86.4%)，丙酸盐为主的DPB系统可同步利用硝酸盐和亚硝酸盐，而乙酸盐为主的DPB系统在硝酸盐消耗将尽时亚硝酸盐才被用于反硝化吸磷。     

双污泥反硝化除磷技术去除生活污水中N2O影响因素研究

为探讨双污泥反硝化除磷技术在处理生活污水时N_2O产生量的影响因素,通过控制进水中化学需氧量(COD)浓度以及不同曝气量,分析了装置内总氮(TN)、总磷(TP)、氨氮(NH_(3~-)N)、亚硝酸盐氮(NO_(2~-)-N)、硝酸盐氮(NO_(3~-)-N)含量,研究了不同控制条件下N_2O的释放量,并对不同DO浓度下NH_3和NO_(2~-)-N完全降解所需时间进行了探讨。结果表明:1)硝化阶段DO浓度为3 mg/L时释放的N_2O浓度最低;2)随进水COD浓度的增加,反应完全后装置内TN浓度依次降低、TP浓度依次增大;3)反硝化阶段,进水COD浓度为300 mg/L时,释放的N_2O浓度达到最大值(5.34 mg/L)。     

基于模型分析的水驱油藏硫酸盐还原菌生物竞争抑制技术

 利用生物竞争(Lotka-Volterra)数学模型,以油藏条件下硝酸盐还原菌(NRB)和硫酸盐还原菌(SRB)的菌群演替为对象,研究了两种群竞争性生态关系。利用该数学模型,通过平衡点求解方式,探索了在人工补给硝酸盐电子受体条件下硝酸盐还原菌-硫酸盐还原菌的群态变化规律。在模型分析的基础上,获得了在硝酸盐补给条件下,油藏中NRB和SRB经菌体增殖、底物竞争而实现的稳态抑制系统。同时,该模型还很好地解释了在硝酸盐耗尽时,NRB抑制SRB系统的瓦解和崩溃。通过对NRB-SRB两种群生态系统临界点的求算,获得模拟油藏条件下精确的稳态抑制期规律和计算方法。本研究成果可用于指导油田生产中NRB抑制SRB技术的硝酸盐补给浓度和具体工艺实施。     

反硝化型厌氧甲烷氧化耦合厌氧氨氧化脱氮工艺研究进展

反硝化型厌氧甲烷氧化(Denitrifying Anaerobic Methane Oxidation, DAMO)耦合厌氧氨氧化(Anaerobic ammonium oxidation, Anammox)脱氮工艺在实现能源废水处理方面具有很大的潜力。DAMO-Anammox脱氮工艺能同时将甲烷、氨氮和硝酸盐转化为无害的N₂和CO₂,在无需额外能量消耗下实现废水中的碳氮循环,有望成为未来环境友好型废水处理的主要技术。本文讨论了DAMO-Anammox微生物的协同和竞争机制,不同电子受体的类型对脱氮过程中微生物胞外电子传递机制及脱氮除甲烷效率的影响,指出了目前DAMO-Anammox脱氮工艺存在的功能微生物富集困难、气液传质效率差和脱氮性能不足等应用瓶颈,总结了如新型反应器构型的设计、人工电子中介体投入和电化学强化等相对应的改进策略,为该工艺的进一步研究和规模化应用提供参考。     

豌豆杆支持的水源水生物脱氮实验研究

针对水源水中硝酸盐氮(NO3-N),采用豌豆杆支持的生物脱氮法开展了批实验研究,考察了生物脱氮过程中NO3-N、亚硝酸盐氮(NO2-N)、氨氮(NH4-N)、溶解氧(DO)和pH随反应时间的变化,探讨了豌豆杆的长期性能。实验结果表明:2d后,NO3-N被完全去除,豌豆杆生物脱氮能有效去除水中的NO3-N;0.5 d之后,开始出现NO2-N,并在第2天时达到峰值(2.46mg/L),硝酸盐还原速率比亚硝酸盐还原速率大;模拟水中检出了NH4-N(<2.1mg/L),豌豆杆自身含有的有机氮好氧时在氨化菌的作用下分解、转化为NH4-N;DO降为0mg/L的时间为0.14d,体系中的颗粒铁能快速除氧;溶液pH介于7.65～7.88之间,变动幅度不大,模拟水中HCO3-对OH-起到缓冲作用;随着反应时间的延长,生物脱氮能力降低,豌豆杆不能长期稳定持续的供给有机碳,需要定期更换。豌豆杆作为固体碳源具有潜在的应用价值。     

荧光定量PCR监测抑制剂对低温SBR微生物的影响

为研究氯酸盐抑制剂对SBR活性污泥中微生物的影响,采用序批式活性污泥反应器(SBR),在低温(15℃)条件下通过向反应器定时投加氯酸盐抑制剂,成功抑制系统中亚硝酸盐氧化菌(NOB)的活性,氨氮去除率和亚硝酸盐积累率均达到90%以上,实现了城市污水短程硝化的快速启动.采用实时荧光定量PCR对氨氧化菌(AOB)、亚硝酸盐氧化菌(NOB)和总细菌进行菌群定量分析,分析结果表明,氯酸盐抑制剂对NOB具有选择抑制性,对AOB的活性没有明显影响,而对NOB的活性抑制在短时间内是不可恢复的.     

硝氮对狐尾藻附着生物膜细菌群落的影响

为探讨关于沉水植物表面附着微生物群落对硝态氮的响应机制,以沉水植物狐尾藻为研究对象,利用扫描电镜、16S rRNA高通量测序以及PCR扩增技术,探究4种硝氮浓度(2 mg/L、8 mg/L、20 mg/L和40 mg/L)和对照条件下狐尾藻表面细菌群落特征及相关反硝化基因的变化规律。结果表明:硝氮对生物膜的生长具有促进作用,但降低了生物膜细菌α多样性;β_SOR多样性指数表明硝酸盐胁迫下细菌群落构建由物种更替主导;Proteobacteria、Planctomycetes、Cyanobacteria和Bacteroidetes是生物膜的优势门;与对照相比,硝氮刺激了反硝化细菌(Rhodobacter、Acinetobacter和Bacillu)的生长及反硝化基因(napG、nirS、cnorB、qnorB和nosZ)丰度的增加;网络分析表明生物膜微生物间存在复杂的相互作用。这些结果表明微生物反硝化作用在湿地硝酸盐去除中发挥着重要作用。     

微生物对杜塘水库沉积物磷释放的影响研究

以杜塘水库大坝断面的沉积物为对象,通过对上覆水-沉积物界面的好氧/厌氧连续培养模拟实验,比较灭菌与非灭菌条件下,上覆水中溶解性无机磷、溶解性铁等离子的质量浓度变化,并分析培养前后沉积物中各形态磷以及与磷循环相关微生物的变化,研究微生物对磷释放的影响.结果表明,有氧条件下,沉积物主要在微生物的矿化作用下释放磷,而厌氧条件下,沉积物主要通过微生物还原沉积物中铁来促进磷的释放,微生物对沉积物磷的内源释放具有重要的影响;沉积物中有机磷和铁/铝结合形态磷是沉积物中较容易释放的组分;对培养前后异养好氧菌、有机解磷菌、无机解磷菌的数量进行了比较,发现培养条件下各种细菌明显增多,证实了沉积物中与磷循环相关微生物的存在以及对磷元素释放的可能影响.     

光合细菌P4株的反硝化作用

光合细菌Ｐ４株在厌氧条件下,具有反硝化活性,在好氧条件下,这种活性受到抑制,但Ｐ４不能利用硝酸盐作为氮源同化为自身细胞物质,并在反硝化作用下测定到Ｎ２的存在,说明Ｐ４株反硝化作用是通过异化途径实现的,不同碳源对Ｐ４株反硝化作用具有不同的协同性,特别以苹果酸钠,乙酸钠等为碳源时,Ｐ４株对硝酸盐去除率接近１００％,在黑暗厌氧条件下,Ｐ４株主要通过反硝化作用获得能量而生长繁殖,在光照厌氧条件下,Ｐ４株可以通过光合成作用（光合异养）和反硝化作用获得能量生长繁殖,但两者是竞争性的即负相关性,当光照度度达５ｋｌｘ以上时,Ｐ４株反硝化作用非常弱,它的ＮＯ＾－３比肖耗速率ＰＮＯ＾－３仅为黑暗条件下１／１０左右,不管是在光照或黑暗条件下,亚硝酸盐在低浓度范围内,Ｐ４株对亚硝酸盐也有良好还原活性,其中最适碳源为苹果酸钠、乙酸钠、琥     

水体扰动对黑臭河道内源氮营养盐赋存形式的影响

设计了一套模拟河道底泥再悬浮装置,设定4个不同水体扰动强度的工况以及1个不扰动对照组,测量了不同水体扰动强度产生的流速以及溶解氧(DO)浓度变化情况,并据此计算出不同工况的雷诺数(Re).研究了不同扰动强度下氨氮、亚硝氮、硝氮和总氮在上覆水、浮泥层间隙水和黑泥层间隙水中的迁移转化规律.结果表明:不同曝气扰动强度引起不同溶解氧梯度分布,并导致底泥中内源氮营养盐赋存形式之间的不同转化途径,其中流速为28.8～32.0cm/s时,Re为1810～2113,DO平均值为5.08～7.50mg/L,上覆水中氨氮和总氮去除效果最好,表明曝气扰动对底泥内源氮中氨氮和总氮的转化行为影响最大.与不产生曝气扰动时相比,由于曝气复氧作用,浮泥层呈现较高的亚硝氮和硝氮浓度,这导致二者分别向上覆水和黑泥层扩散.对于扩散至黑泥层的亚硝氮和硝氮,会在缺氧或厌氧环境的黑泥层中进一步通过反硝化或厌氧氨氧化途径实现对内源氮的完全脱除.     

SBR法处理城市污水过程中氮的去除及转化规律

介绍了利用SBR法处理广州地区城市污水过程中氮的去除和转化规律及处理过程中的各种影响因素。在处于好氧阶段的反应过程中，在去除有机物和进行磷的吸收的同时，进行硝化反应并且控制硝化反应进行到亚 硝酸型硝化结束，然后进行缺氧反硝化，以达到脱氮的目的。实验结果表明，在去除有机物的同时，氨氮也有很好的去除效果，在反硝化的过程中，硝化氮被转化成氮气，通过硝化和反硝化，使总氮得到了一定程度的去除。     

厌氧及二级交互间歇曝气工艺条件下微生物生长动力学特性

在厌氧及二级交互间歇曝气工艺条件(CHBNR,Cui-Hong Biological Nutirents Removal Process)和厌氧-好氧工艺条件下(ASP,Activated Sludge Process)分别确定微生物生长动力学系数,并比较评价了厌氧及二级交互间歇曝气工艺的微生物生长动力学特性.通过试验得出在厌氧及二级交间歇曝气条件下Y(微生物增长系数)、Kd(微生物衰减系数)、K(微生物最大相对增长速度)、Ks(饱和常数)分别为0.200,0.055 d-1,3.12 d-1,38.3 mg/L.厌氧及好氧条件下Y,Kd,K,Ks分别为0.253,0.092 d-1,2.22 d-1,31.7 mg/L.这说明厌氧及二级交互间歇曝气工艺,虽然消耗很多的外部有机物质,但维持自身所需的能源少,相对增长速度小,污泥的生产量少,因而,废弃的污泥量会减少,处理污泥费用降低.     

水库底泥氮释放及其好氧微生物脱氮研究

以丹江口水库为例, 考察水库底泥在不同温度、扰动和曝气等条件下, 总氮、硝氮、氨氮和亚硝氮的释放规律。设置模拟反应器, 探究高效好氧脱氮微生物强化消除水库底泥内源氮污染的效果, 并运用高通量测序技术, 分析高效好氧脱氮微生物对底泥微生物群落结构的影响。结果表明, 温度升高会减少氨氮的释放,增加硝氮和亚硝氮的积累; 水体扰动会加速底泥中氮素释放, 且上覆水中的氮素释放累积量与扰动速度成正比; 溶解氧对底泥氮素释放有显著影响, 曝气处理可以明显地降低底泥中总氮和硝氮的释放及其在水体中的累积。在反应器中底泥–上覆水界面投加高效好氧脱氮微生物Pseudomonas stutzeri (PCN-1)后, 反应器内各种形态的氮素都出现先上升、后下降的趋势; 在反应器运行的第65天, 底泥释放的总氮和硝氮的去除率分别高达75.87%和79.96%, 底泥内源氮污染得到有效的控制。对比投加菌株前后的微生物群落结构, 发现底泥中Proteobacteria, Bacteroidetes和Spirochaetes的相对丰度明显增加, PCN-1强化脱氮处理能够改变底泥的微生物群落结构。     

水中氨氮的测定方法小结及结果分析

水中氮化合物的多少,可作为水体受到含氮有机物污染程度的指标。反映水体受含氮化合物污染程度的几种形态的氮是氨氮、亚硝酸盐氮、硝酸盐氮、有机氮。水中的氨氮是指以游离氨(或称非离子氨,NH3)和离子氨(NH4+)形式存在的氮。氨氮含量较高时,对鱼类呈现毒害作用,对人体也有不同程度的危害。水中氨氮的来源主要是生活污水中含氮有机物受微生物作用分解的产物、某些工业废水及农田排水等。此外,在无氧环境中,水中存在的亚硝酸盐亦可受微生物作用,还原为氨。在有氧环境中水中氨亦可转变为亚硝酸盐,甚至继续转变为硝酸盐[1]。因此,水中的氨氮存在量对人类有重要影响,测定水中各种形态的氮化合物,有助于评价水体被污染程度和"自净"的程度,所以,测定水中氨氮具有十分重要的意义。氨氮的测定方法很多,下面我们简要介绍几种测定氨氮的方法、原理以及用各种方法对已知氨氮浓度的水样进行测定的结果分析。     

准好氧填埋中不同区域反硝化类型分析

依据准好氧填埋的原理构建了准好氧填埋模拟试验装置。在填埋不同区域内布设渗滤液采样器定期进行渗滤液采样,并对渗滤液进行水质分析．分析指标包括COD、总氮、氨氮、硝态氮和亚硝态氯等。结果表明,由于受氧气浓度、氨氮浓度等的影响,不同区域内反硝化类型是不同的。好氧和准好氧区域内以好氧反硝化为主,厌氧区域内以传统厌氧反硝化为主,同时研究表明高浓度氨氮对好氧反硝化的抑制作用小于对传统厌氧反硝化的抑制。     

人工构建微生物组对制革废水的氨氮去除及微生物组的对比变化分析

为探究复合人工微生物组对制革废水处理体系中微生物群落的影响,在传统的厌氧/好氧(A/O)污水处理工艺处理制革废水的基础上,投加微生物复合菌形成人工微生物组。利用复合人工微生物组强化废水处理,应用高通量测序技术测定各样品中的细菌16S rRNA V3-V4变异区序列,并对测序数据进行生物信息学分析、Alpha多样性分析以及物种组成分析。结果表明,投加微生物组后,化学需氧量(COD)和氨氮的处理效果得到提升,COD的去除率约为82.60%,氨氮的去除率约为99.47%。高通量测序结果表明,人工投加微生物组使得活性污泥中微生物群落丰度以及多样性提高,污染物降解功能菌占比有所提升,陶厄氏菌属(Thauera)成为其最主要的优势菌属。复合人工微生物组的投加对强化制革废水处理系统有一定潜力。     

好氧颗粒污泥膜生物反应器处理畜禽废水

采用好氧颗粒污泥膜生物反应器处理畜禽废水,分别对COD、NH4 -N、NO2--N、NO3--N的去除效果和对膜通量的影响进行了研究。结果表明:在水力停留时间(HRT)为8h,进水COD浓度为600mg/L,NH4 -N浓度为40mg/L的条件下,出水COD、NH4 -N的浓度分别为46.6和4.8mg/L。NO2--N和NO3--N的去除率也可达90%以上。并且好氧颗粒污泥的加入减缓了膜的污染。