序贯试验设计改进高效硝化菌发酵培养基

为了开发商品化的硝化菌产品,以去除养殖水体中的亚硝酸盐,利用序贯试验设计（包括Plackett-Burman设计、部分析因设计、最速上升法和中心组合设计等）对从虾塘中筛选得到的硝化菌的发酵培养基进行优化,得到最佳培养基组成为：NaHCO31.86g/L、NaNO22.04g/L、Na2CO30.2g/L、NaCl 0.2 g/L、KH2PO40.1 g/L、MgSO4.7H2O 0.1 g/L和FeSO4.7H2O0.01g/L.由该优化培养基培养的硝化菌使亚硝酸盐的氧化速率由初始的580.7mg/（g·d）提高至859.5mg/（g·d）,且其在模拟和真实养殖水体中对亚硝酸盐的降解效果良好.     

具有降解对硝基酚功能的硝化菌

硝化细菌是城市污水处理厂水处理系统中的重要功能菌.该硝化菌能否抵御有毒污染物的冲击,是衡量污水处理系统能否稳定运行的指标之一.用对硝基酚(PNP)对普通的硝化菌进行驯化,得到一种具有降解PNP功能的硝化菌.结果表明:经过驯化后的硝化细菌同时具有降解硝基酚和硝化功能.在含有质量浓度为100 mg·L~(-1) PNP的溶液中,与普通硝化菌相比,经过驯化后的硝化菌对NH_4~+-N去除速率高出33%.此外,驯化后的硝化菌对PNP的去除速率是普通硝化菌的33倍.     

反硝化过程中硝酸盐与亚硝酸盐之间对电子的竞争

分别测试硝酸盐和亚硝酸盐在反硝化过程中的降解速率,由于亚硝酸盐的降解速率低于硝酸盐,在此过程中会有亚硝酸盐的积累.后续的实验表明,这一降解速率的差别是因为两者反硝化菌对电子亲和力不同导致电子流的分布不同造成的.在反硝化初期,硝酸盐获得电子较多,因而其降解速率较快.当硝酸盐的质量浓度低于亚硝酸盐后,亚硝酸盐的降解速率较快,这表明电子流主要流向亚硝酸盐.     

氨氮污泥负荷及DO对高浓度亚硝化系统的影响

通过氨氮污泥负荷影响试验和DO影响试验数据分析,得出以下结论:1)高浓度亚硝化系统氨氮降解率及亚硝化率均随着NH4+-N污泥负荷的增高而下降。HRT<2d系统随NH4+-N污泥负荷增加,氨氮降解率迅速下跌到25%～29%;HRT≥2d系统随NH4+-N污泥负荷增加,氨氮降解率缓慢下降到50%～60%;HRT=2.5d和HRT=3d的系统中亚硝化率随NH4+-N污泥负荷增加而下降的趋势不甚明显;HRT=5d系统中亚硝化率的下降是由于污泥产生适应性的造成。因此高浓度亚硝化反应系统的NH4+-N污泥负荷不宜过高。2)随着DO的升高,高浓度亚硝化系统的氨氮降解率一直逐步升高。DO<0.7mg/L是不利于氨氮降解的;DO>2mg/L时氧化的NH4+-N都转变成了增加的NO3--N,亚硝化率下降。将DO控制在0.7～1.3mg/L之内可保证较佳的NH4+-N降解率和亚硝化率。     

初始 pH 值对废水反硝化脱氮的影响

为探讨pH值对硝态氮反硝化体系的影响,设定初始pH范围为4～10,对反硝化过程中NO3－‐N、NO2－‐N、TN、TOC和△TOC／△TN的变化规律、反硝化动力学以及抑制机理进行研究．结果发现：最适宜的反硝化pH值为8,过酸过碱都不利于反硝化过程的进行．在pH＝8时,反应时间最短,硝态氮的去除率为99．4％,TN的降解率为95．5％．亚硝态氮积累量在pH＜7时小于1mg／L;pH＞7时,随pH的增大而增大,最大积累率为22％．硝态氮比反硝化速率在pH＝8时最大,为2．52mgNO－x‐N／（gMLVSS·h）;亚硝态氮比反硝化速率在pH＝7时最大,为1．66mgNO－x‐N／（gMLVSS·h）．因此,反硝化最佳的pH值为7～8．     

改进型A~2/O工艺处理晚期垃圾渗滤液试验研究

目的研究组合工艺"缺氧SBR-UASB-好氧SBR"处理高COD、高氨氮、低BOD/COD晚期垃圾渗滤液的可行性,提供一种处理晚期垃圾渗滤液经济、有效的模式.方法在500%回流比下联合启动反应器,系统进水量保证3L/d,调整最佳运行周期,逐步提高回流比并测定各反应器出水COD、NO3-N、NO2-N、TN、NH4-N.结果当回流比达到2200%,系统对COD、NH4-N、TN的去除率分别为96.30%、92.12%、90.57%,出水COD质量浓度49.52 mg/L,NH4+-N质量浓度2.14 mg/L,总氮质量浓度38.71 mg/L.回流比的提升导致系统硝化类型的改变.结论最佳工艺参数下,经由组合工艺处理后出水满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889—2008)规定的直接排放标准.回流比的改变导致亚硝化菌的比增长速率μAOB和硝化菌的比增长速率μNOB比值发生变化,系统硝化类型从短程硝化向全程硝化过度.     

初始pH值对废水反硝化脱氮的影响

为探讨pH值对硝态氮反硝化体系的影响,设定初始pH范围为4-10,对反硝化过程中NO3-N、NO2-N、TN、TOC和△TOC/△TN的变化规律、反硝化动力学以及抑制机理进行研究. 结果发现：最适宜的反硝化pH值为8,过酸过碱都不利于反硝化过程的进行. 在pH=8时,反应时间最短,硝态氮的去除率为99.4%,TN的降解率为95.5%. 亚硝态氮积累量在pH〈7时小于1 mg/L;pH〉7时,随pH的增大而增大,最大积累率为22%. 硝态氮比反硝化速率在pH=8时最大,为2.52 mg NOx-N/（g MLVSS·h）;亚硝态氮比反硝化速率在pH=7时最大,为1.66 mg NOx-N/（g MLVSS·h）. 因此,反硝化最佳的pH值为7～8.     

三株以亚硝酸氮为氮源的异养硝化菌的分离与分子生物学鉴定

从天津北运河沉积物中分离得到3株以亚硝酸氮(NO-2-N)为氮源的异养硝化菌HN4、HN5和HN6.对3菌株降解NO-2-N与总有机碳(TOC)能力进行了研究.结果表明,3菌株富集培养期内降解NO-2-N与TOC效率均在60%以上,富集培养期间NO-2-N含量变化和TOC含量变化高度相关,3株异养硝化菌能在进行脱氮作用的同时利用有机碳.以细菌16S rDNA序列和真菌ITS序列进行分子生物学鉴定,初步认定HN4为Shigella,HN5和HN6为Candida palmioleophila.     

复合硝化菌群处理氨氮废水

从生物陶粒反应器中筛选出6株自养硝化细菌和2株异养硝化细菌,6株自养菌的硝化速率为1.03～1.25 mg(L·d).异氧菌SHY4和SHY5在氨氧化培养基中经过12 d的好氧培养,氨氮最终去除率分别为69.73%和80.78%.亚硝酸盐质量浓度最终分别增加到0.124和0.206 mg/L,SHY5在亚硝化培养基中,经过12 d的好氧培养,亚硝酸盐质量浓度最终降低8.87 mg/L,硝酸盐出现积累质量浓度最终增加0.48 mg/L.采用从生物陶粒反应器中分离出的自养硝化细菌和异养硝化细菌建立序批式活性污泥反应器(SBR)进行了氨氮去除的试验研究,经过15～21 d的硝化处理,氨氮的平均去除率为64.38%.     

好氧反硝化菌的物理诱变法育种研究

以实验室SBR反应器分离出的好氧反硝化菌(WXZ-9)为原始菌株,分别用微波和紫外线诱变.通过反硝化性能测定筛选得到的正突变体WXZ-9-8号,96 h后的TIN去除率达到67.20%,比出发菌株WXZ-9号菌提高了7.07%,NO3--N去除率在24 h达到100%;WXZ-9-8号突变体的最大亚硝基氮还原速率达到52.89 mgNO2--N.L-1.d-1,比WXZ-9号菌株高6.90mgNO2--N.L-1.d-1.结果表明:WXZ-9-8号突变体具有更好的亚硝基氮还原酶的活性,并且比出发菌株有更好的生长适应性.     

嗜盐污泥处理高盐生活污水的短程硝化及其诱因辨析

本研究采集入海口河底泥发展嗜盐活性污泥处理高盐生活污水,在SBR工艺连续运行的120d里取得了稳定的短程硝化.为了确定嗜盐污泥短程硝化的成因,研究基于淡水污泥短程硝化理论系统地分析了pH、游离氨(FA)、温度、溶解氧(DO)和曝气时间等关键工艺参数对嗜盐硝化系统内短程硝化的贡献.试验结果表明,嗜盐硝化系统最适宜盐度范围为10—61g/L,最佳pH范围为7.5—9.尽管盐度、温度对氨氧化菌(AOB)和亚硝酸氧化菌(NOB)的活性有一定的影响,但在测试的温度和盐度范围内AOB的活性始终高于NOB的活性.荧光原位杂交(FISH)技术分析硝化种群结构表明AOB是系统优势生长的主要硝化菌群.嗜盐系统内短程硝化可能和接种的天然环境内的河底泥内NOB数量少而且代谢亚硝酸速率缓慢有关.     

同时测定肉制品中氯化物、亚硝酸盐、硝酸盐

本文应用离子色谱仪,兔肉脯为基质,建立了同时测定肉及肉制品中氯化物、亚硝酸盐和硝酸盐的分析方法.样品绞碎后纯水起声提取,提取液过c18柱除去有机杂质,经0.45μm过滤器直接进行测定.方法操作简单,重现性好,各组分加标回收率为：C1,103.0％; NO2-N,98.0％;NO,-N,94.2％.RSD在0.4％～1.3％（n=6）.方法检出限分别为：C1,0.01 mg/L; NO2-N,0.005 mg/L; NO3-N,0.02 mg/L.     

含盐生活污水处理中的硝化菌种群优化

为了实现稳定的短程硝化, 通过使用 NaCl 作为一种选择抑制剂(只抑制亚硝酸氧化菌(NOB)的生长而不会以抑制氨氧化菌(AOB) 的生长) 在序批式反应器处理含盐生活污水过程中实现硝化种群的优化。实验考察了不同盐度对 AOB 和 NOB 的抑制程度以及对系统硝化性能的影响, 选择 7. 6 g/ L的盐度作为种群优化的最佳盐度。长期抑制实验实施 4 个月后, 亚硝酸盐积累稳定在 95% 以上, 短程硝化稳定。利用荧光原位杂交技术(FISH) 检测到AOB (Nitrosospira) 已经成为硝化菌群的主导菌种, NOB(Nitrobacter)基本检测不出, 证明 NOB 已经被淘洗出系统,硝化种群得到优化。同时讨论了盐度对 NOB 的选择抑制机理。     

不同填料渗滤系统净化生活污水的效果比较

建立了2套不同填料的地下渗滤系统装置净化生活污水,1号装置由纯土壤装填,2号装置由土壤与砂分层装填,比较了2套装置对污染物的去除效果.2套装置运行了6个月,水力负荷为5 cm·d~(-1)时每天进水4次,10 cm·d~(-1)及20cm·d~(-1)运行时每天进水8次.在水力负荷10 cm·d~(-1)下运行,对化学需氧量(COD)、总磷、NH_4~+ -N、总氮的去除率1号装置分别为80.7%,38.9%,48.7%,43.5%,2号装置分别为88.4%,87.2%,98.2%,24.9%;在水力负荷20 cm·d~(-1)下运行,1号装置发生堵塞现象无法运行,而2号装置对COD、总磷、MH_4~+ -N、总氮的去除率分别为87.1%,56.1%,98.0%,28.9%,对COD及NH_4~+ -N仍保持了良好的去除效果,并且保持了良好的水力渗透性能.研究结果表明,渗滤系统内部填料的改善提高了地下渗滤系统的运行水力负荷及其抗堵塞性能.     

不同电子受体影响下的反硝化除磷过程

为进一步了解反硝化除磷菌的代谢行为,以序批式反应器(SBR)在厌氧/好氧条件下培养的活性污泥为对象,进行批次试验,研究了不同电子受体对反硝化缺氧吸磷的影响.结果证实:只要有电子受体存在,不论是硝氮(NO3--N)还是亚硝氮(NO2--N),缺氧吸磷都会发生,但NO2--N的缺氧吸磷量相对较少;反应开始时的电子受体质量浓度对反应过程影响很大,试验中NO3--N质量浓度为30mg/L、NO2--N质量浓度为20mg/L时吸磷量和吸磷速率均达到最高值;低于该值时,吸磷量和吸磷速率随着电子受体质量浓度的提高而增加;高于该值时,吸磷量和吸磷速率随着电子受体质量浓度的提高而减少;NO2--N质量浓度达80mg/L时,没有发现对反应的抑制作用;好氧吸磷效果好于缺氧吸磷.试验还发现反应器在厌氧/缺氧条件下连续运行时,反硝化除磷菌的厌氧释磷和缺氧吸磷能力将很快丧失.     

高含硫气田采出水生化处理的微生物构效关系

为了探究高盐、高CODcr （重铬酸盐法化学需氧量）、高氨氮采出水生化处理的关键功能菌群及代谢机理,本研究在生产规模缺氧/好氧池-膜生物反应池（anoxic / oxic pond - membrane bioreactor,A/O-MBR）,使用Illumina Miseq高通量测序和实时荧光定量多聚核苷酸链式反应（real-time quantitative polymerase chain reaction,qPCR）方法,检测了细菌、氨氧化细菌（ammonia oxidizing bacteria,AOB）和氨氧化古菌（ammonia oxidizing archaea,AOA）的组成和含量。A/O-MBR 出水分析结果显示CODcr平均211 mg/L,去除率72.7%;氨氮分为低/高去除率（LS/HS）两个阶段,去除率分别为5.7%和70.8%。氨氮全部氧化为亚硝酸根;但亚硝酸根没有进一步转化为硝酸根,而是部分通过反硝化转化为氮气。细菌组成揭示关键功能菌群：涉及CODcr去除的主要有林杆菌（Limnobacter）、陶厄氏菌（Thauera）、伯克氏菌（Burkholderia）、水微菌（Aquamicrobium）、藤黄单胞菌（Luteimonas）、砂单胞菌 （Arenimonas）,涉及反硝化的主要有斯塔普氏菌（Stappia）、生丝微菌（Hyphomicrobium）和噬甲基菌 （Methylophaga）。AOB优势菌是亚硝化单胞菌 （Nitrosomonas）,占比高达96.6%。AOA主要有亚硝化球菌（Nitrososphaera）、亚硝化短小杆菌 （Nitrosopumilus）和Nitrosocosmicus,均率属于奇古菌门（Thaumarchaeota）。LS和HS样品细菌含量范围2.83×10^9～4.01×10^9 拷贝/g污泥,细菌丰富是高效生化处理的基础;AOB含量分别是7.27×10^7～8.47×10^7 拷贝/g污泥和6.79×10^8～17.2×10^8 拷贝/g污泥,差异显著,是氨氮去除率差异的决定因素;AOA含量范围4.06×10^4～8.88×10^4 拷贝/g污泥,均极低,揭示其不是氨氮去除的关键菌群。这些发现可为提高含硫气田高含盐采出水处理效率和稳定性奠定基础。     

高温和高盐对Nitrosomonas nitrosa WH-1氨氧化活性的联合影响

自养氨氧化细菌是污水处理中的重要细菌,但高温和高盐对其氨氧化活性的联合影响研究仍较为匮乏.该文以纯培养的自养氨氧化细菌Nitrosomonas nitrosa WH-1为例,采用响应面法测定了温度与盐浓度对N.nitrosa WH-1亚硝氮积累速率的联合影响,还测定了不同盐浓度条件(3～18 g·L^-1)和不同温度条件(36℃～48℃)下的最适温度、半数抑制温度和半数抑制盐度.发现高温与高盐对亚硝氮积累速率存在明显的交互作用,当温度由36℃升至42℃,半数抑制盐浓度由8.84 g·L^-1增至10.45 g·L^-1,而盐浓度为15～18 g·L^-1时的最适温度和半数抑制温度也显著高于盐浓度为3～12 g·L^-1时的情况.上述结果说明,高温可以缓解高盐所引起的抑制,且适度的高盐也可以提高自养氨氧化细菌的耐热性.     

基于甲酸为还原剂的双金属纳米钯-铜/二氧化锡复合催化还原硝酸盐氮研究

采用共沉淀法，制备了纳米SnO2；采用浸渍法，制备了Pd-Cu负载在SnO2的双金属纳米负载型催化剂，对纳米SnO2进行XRD、TEM、比表面积等分析表征；以甲酸为还原剂，在常压下，考察了纳米Pd-Cu/SnO2催化还原硝酸盐的活性和选择性。结果表明，制备的纳米SnO2的晶粒粒径或颗粒粒径为8.9 nm~10.4 nm或9.3 nm～10.7 nm，比表面积最大为144.9892 m2/g。催化还原硝酸盐的Pd-Cu配比为6：1，甲酸的投加量为3.2 mmol时，硝酸盐的转化率为100 %，催化活性达到0.119 mmol•min-1•gcata-1，总氮的去除率为76.23 %，反应的最佳pH为4。     

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