AmOn工艺中悬浮填料填充率对硝化菌群的影响

AmOn工艺是一种高度集成的污水处理新工艺．研究中采用分子生物学方法分析该系统中氨氧化细菌（AOB）和亚硝酸盐氧化细菌（NOB）在不同填料填充比的运行条件下的群落特征和多样性水平．实验中针对AOB（p亚类Proteobacteria）和NOB（包括Nitrospira和Nitrobacter）16SrDNA片段,采用聚合酶链式反应（PCR）进行扩增,特异性片段进行变性梯度凝胶电泳（DGGE）分离;同时利用香农多样性指数计算群落多样性水平．结果显示,AOB和Nitrobacter群落在填料填充比为40％和50％时具有接近的群落结构,所有AOB和NOB群落在填充比为40％降低到30％并增加活性污泥后均改变明显．AmOn反应器对于活性污泥中的硝化菌群具有一定的选择作用．在AmOn系统中,Nitrosomonas为优势AOB菌属．NOB群落中,Nitrospira类的多样性水平明显高于Nitrobacter．     

氨氧化古菌——环境微生物生态学研究的一个前沿热点

新近在环境基因组学研究上的突破和常温型泉古菌纯培养株系的获得揭示出氨氧化古菌（AOA）是一个不同寻常的功能类群．通过对氨氧化过程的关键酶之一氨单加氧酶（AMO）α亚基的编码基因（amoA）的系统发育分析发现,AOA是一个独立于氨氧化细菌（AOB）进化枝之外的进化类群．目前巳确认,AOA是自然界中最丰富的氨氧化生物,其amoA基因的拷贝数最高可超过AOBamoA基因拷贝数3个数量级．在自然生态系统,尤其是海洋生态系统中具有十分重要的生态地位．据热力学估算,海洋AOA每年生成的NO2与全球海洋新生产力（即海洋对大气碳封存）所需的N量相当;由AOA氧化海洋中的NH。获能所固定的CO2的总量远远超过了埋藏于全球海洋沉积物中的碳量．AOA已成为今后环境微生物生态学的研究热点之一．     

氨氧化古菌——环境微生物生态学研究的一个前沿热点

新近在环境基因组学研究上的突破和常温型泉古菌纯培养株系的获得揭示出氨氧化古菌(AOA)是一个不同寻常的功能类群.通过对氨氧化过程的关键酶之一氨单加氧酶(AMO)α亚基的编码基因(amo A)的系统发育分析发现,AOA是一个独立于氨氧化细菌(AOB)进化枝之外的进化类群.目前已确认,AOA是自然界中最丰富的氨氧化生物,其amoA基因的拷贝数最高可超过AOB amoA基因拷贝数3个数量级.在自然生态系统,尤其是海洋生态系统中具有十分重要的生态地位.据热力学估算,海洋AOA每年生成的NO2与全球海洋新生产力(即海洋对大气碳封存)所需的N量相当;由AOA氧化海洋中的NH3获能所固定的CO2的总量远远超过了埋藏于全球海洋沉积物中的碳量.AOA已成为今后环境微生物生态学的研究热点之一.     

应用16SrDNA序列分析对砾石接触氧化反应器中细菌多样性

 运用分子生物学手段,对砾石接触反应器内的典型区域,包括石球表面的生物膜、石球内部污泥及反应器底部的沉淀污泥,通过DNA提取、PCR扩增、纯化与回收、TA克隆、序列测定,基因比对等方法,对反应器内的细菌多样性进行分析。结果表明,系统中主要存在好氧呼吸菌群及厌氧发酵菌群两大类,优势菌群为以呼吸代谢为主的假单胞菌属、以发酵为主要代谢方式的拟杆菌/噬纤维菌菌属和纤毛菌属。同时好氧菌群中还发育有α蛋白菌、β蛋白菌、γ蛋白菌、硝化螺菌属、土壤杆菌属、衣原体属、葡萄糖杆菌属及褐色高温单孢菌属细菌;厌氧菌群中则发育属于螺旋体属、δ蛋白菌、反硝化菌、乳杆菌属;此外,使生物量的增长减少的各种慢速生长菌群也是本系统内的一大特色菌群。生物多样性的存在,是污泥减量化研究的关键。     

生物浮动床处理电厂厂区生活污水

利用"生物浮动床-过滤-臭氧杀菌"技术处理电厂厂区生活污水,耐有机负荷冲击和水力冲击的能力强,对CODcr、氨氮、总磷有较好的去除效果.CODcr总去除率最高可达到95%,出水CODcr稳定在10～30 mg/L;总磷去除率达到50%以上,出水总磷质量浓度低于0.5mg/L;对NH3-N的去除率基本可以稳定在80%以上;浊度消减率可达到84%,细菌杀灭率大于99.9%,出水细菌浓度小于1/L.     

基于SASMBR的城镇污水PN/ANAMMOX研究

基于目前短程硝化–厌氧氨氧化(partial nitritation and anammox, PN/A)工艺处理城镇污水中反应器运行不稳定和氮去除负荷低的问题, 本文设计一种新型复合生物反应器: 序批式–折流板–分置膜生物反应器(sequencing batch-baffled-separate membrane bioreactor, SASMBR)。将该反应器应用于PN/A工艺处理城镇污水, 探究反应器的性能, 并对SASMBR运行PN/A工艺的运行成本进行分析。结果表明, 采用SASMBR 反应器运行PN/A工艺处理城镇污水, 能够实现高效稳定的脱氮效果, TN去除率达到80%~85%, 氮素去除负荷(nitrogen removal rate, NRR)达到0.20~0.22 kgN/(m^-3·d^-1), 出水TN浓度维持在8 mg/L以下。16S rRNA基因测序分析发现, 短程硝化SASMBR反应器内设置的折流板能够富集氨氧化细菌(ammonia oxidation bacteria, AOB), 确保短程硝化SASMBR反应器的良好性能; 厌氧氨氧化SASMBR内固定在折流板两侧的无纺布可以有效地持留厌氧氨氧化菌(ammonium oxidizing bacteria, AnAOB), 同时, 厌氧氨氧化SASMBR内丰度升高的AOB可以为AnAOB 提供生长的厌氧环境和 NO₂^--N 基质, 使厌氧氨氧化SASMBR反应器能够快速启动和高效稳定运行。SASMBR的运行成本为0.037 元/m³, 比传统城镇污水处理厂的运行成本大幅度降低。     

小型浅水湖泊氨氧化细菌分布特征及其对氮素垂向分布的响应

以淮河流域里下河地区小型浅水湖泊为研究对象,采用分子生物学方法和细菌反硝化稳定同位素技术研究氨氧化细菌（AOB）的生物多样性和群落特征,探究不同类型的污染物对AOB丰度和群落特征的影响。结果表明,得胜湖AOB的生物多样性和丰度最高,而大纵湖北部最低,究其原因,认为是得胜湖较为复杂的污染来源和周围环境以及大纵湖湖心密集的水生植物造成的。amoA基因的系统发育分析表明,研究区内丰度最高的是亚硝化单胞菌属,占92.3%,亚硝化螺菌属占77%;硝氮含量与AOB丰度具有一致性,AOB丰度高的采样点上覆水中硝氮较高。同位素溯源分析表明污染物的来源差异导致了δ15N的不同,长期的围网养殖会导致δ15N降低,而腐烂植物的长期过度累积则会导致δ15N增大。     

低温厌氧氨氧化生物滤池细菌群落沿层分布规律

通过扫描电镜(SEM)、变性梯度凝胶电泳技术(DGGE)和克隆测序等方法,对低温(14.9～16.2℃)稳定运行的上流式厌氧氨氧化(ANAMMOX)生物滤池内上(140～190 cm)、中(60～140 m)、下(10～60 cm)3部分细菌群落分布进行研究.研究结果表明:大部分氨氮、亚氮在反应器中部呈比例地去除,总氮去除负荷达2.4 kg/(m3.d);类似ANAMMOX菌的球形细菌主要分布在反应器中部;生物滤柱上部细菌多样性最高,中部其次,下层细菌多样性最低,细菌群落结构沿层变化是适应生物滤柱沿层氮素变化的结果;生物滤柱不同滤层分布着同一种厌氧氨氧化菌(ANAMMOX)与好氧氨氧化菌(AOB),克隆测序鉴定ANAMMOX菌为Candidatus Kuenenia stuttgartiensis,AOB为Nitrosomonas sp.ENI-11:AOB的存在能够消耗进水中的微量溶解氧,为反应器创造厌氧环境,有利于生物滤柱中部富集较多的ANAMMOX菌.     

咖啡园土壤硝化作用研究

为探究云南咖啡园土壤硝化作用及其主要影响因素，采集云南省保山市隆阳区潞江坝和德宏州芒市2个主产区5个咖啡园土壤进行培养试验，并分析土壤性质和土壤氨氧化微生物特征对硝化作用的影响.结果表明，供试土壤培养期间(0～7 d)的净硝化速率为1.83～7.42 mg·kg-1·d-1，土壤pH是影响土壤净硝化速率的重要因子，两者呈极显著正相关关系(p<0.01).培养结束后，净硝化速率高的土样，pH值显著下降，表明硝化作用会加剧土壤酸化.在供试土壤中，氨氧化古菌(ammonia-oxidizing archaea,AOA)数量高于氨氧化细菌(ammonia-oxidizing bacteria,AOB)，氨氧化古菌Group I.1 a-associated (Candidatus Nitrosotalea)相对丰度在所有土壤硝化细菌中最高，其相对丰度与净硝化速率没有直接关系，但与有效磷和速效钾含量呈极显著正相关(p<0.01).高p H值土壤净硝化速率较高，由此引起的p H值下降风险较大，应通过改善土壤缓冲性，达到构建氮素养分库和减少酸化的目的.     

厌氧氨氧化、反硝化与甲烷化耦合研究

根据厌氧氨氧化菌、反硝化菌与甲烷菌的特征,采用气提式反应器,利用反硝化颗粒污泥进行厌氧氨氧化污泥培养,研究厌氧氨氧化、反硝化与甲烷化耦合作用,并考察其对高氨氮有机废水的处理效果.反应器经过106 d的试验运行表明,NH3-N、TN、NO3-N及COD的去除率分别可达45%、69%、94%及81%;试验过程中同时观察到了厌氧脱磷现象;反应器中接种的灰黑色絮状污泥在连续运行期间逐渐转变为深棕黄色颗粒污泥.经PCR检测表明厌氧氨氧化活性较高.     

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。     

污泥回流比对双污泥BCR反硝化除磷效果的影响

以模拟华南地区的城镇污水研究对象,开展了污泥回流比对双污泥BCR反硝化除磷的影响研究. 结果表明:使超越污泥和回流污泥的回流比分别控制为0.6、0.4和0.2时, BCR工艺对COD去除率的均值分别为89.98%、89.48%和82.38%,出水COD平均质量浓度分别为20.94 、21.67 、37.66 mg/L;而总氮的去除率均值则分别为79.94%、80.58%和65.47%,出水总氮平均质量浓度分别为5.72 、5.75 、10.85mg/L;总磷去除率的均值分别为88.81%、91.64%和77.06%,出水总磷质量浓度均值为0.76 、0.59 、1.62mg/L,新工艺改善了传统双污泥连续流工艺出水NH4+-N质量浓度偏高的缺陷. 工艺在超越污泥回流比和回流污泥回流比均是0.4时处理效果最佳. 由于好氧硝化池与中沉池合建,好氧硝化池中的NO3--N与中沉池中的DPB接触而发生反硝化吸磷的反应而使部分总磷在好氧硝化池中被去除.     

应用生物强化技术对含食品废水的污水中菌群的改造研究

为改良活性污泥性能,采用生物强化技术,在含食品废水的污水处理厂曝气池中投加具有高效降解蛋白质、脂肪、苯胺的复合微生物菌剂(由异养硝化-好氧反硝化菌株以及反硝化聚磷菌组成),有效降低出水总氮(TN)、氨氮(NH₃-N)、COD,使其水质稳定达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》中规定的一级 A标准。实验结果表明:于曝气池投加复合菌剂后,出水水质有了很明显提升,二沉池出水TN去除率达到93.48%,在原有基础上提高近70%;NH₃-N去除率达83.15%,在原有基础上提高60%以上;COD去除率达到91.40%。在复配菌剂生长成熟并和曝气池内土著微生物形成共生菌群后,停止加菌2个月,并在此期间控制回流污泥,从而将生化池中污泥质量浓度持续降低(从9000mg/L降低到6000mg/L左右)。最终系统TN、NH₃-N、COD能够稳定达到GB18918—2002规定的一级 A标准,大大减少了原系统运行能耗。     

空气吹脱法在生活垃圾渗滤液氨氮脱除中的实验研究

采集生活垃圾填埋场渗滤液样品,用10%石灰乳和10%NaOH溶液调节pH值至8.0,9.0,10.0,11.0,12.0,13.0后,用鼓风空气吹脱法进行氨氮脱除实验。结果表明,在常温、曝气量为10L/min、曝气强度为30m3/(m2.h)条件下,将渗滤液的pH值提高至10.0~11.0后再进行吹脱,有利于氨从渗滤液中逸出,吹脱后pH值下降为9.0。当pH值为11.0,气液比为2000~2500,吹脱时间为150min时,渗滤液中的氨氮去除率大于90%。渗滤液中氨氮的去除与CODcr的去除无直接关系。     

SBR处理高浓度氨氮废水硝化反应的研究

采用SBR反应器处理高浓度氨氮废水,考察了反应器内氨氮的去除、亚硝态氮和硝态氮的变化情况,并对反应器的工艺运行条件进行了优化。结果表明：在水力停留时间为24h,pH为7．5,溶解氧浓度为3mg／L时,氨氮的去除效率可以达到99％,反应器内的硝态氮生成量稳定,达到85％以上,亚硝态氮很少。污泥特性研究表明,污泥的沉降性能良好,SV在35—40,粒径分布在183μm左右。     

水产养殖水体好氧同时硝化-反硝化脱氮的研究

利用筛选和分离的7株脱氮微生物，在好氧条件下将氨氮转化为亚硝酸氮，随即在好氧反硝化茵的作用下还原为氮气排放．将上述菌株固定在PVA凝胶膜中，研究了水产养殖水体中氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮在PVA凝胶膜中的扩散性能和转化脱氮过程，结果表明，氨氮、硝酸氮和亚硝酸氮在PVA浓度为15％，细胞浓度为40g／L凝胶膜中，扩散系数分别为0．55m^2／s，0．46m^2／s，0．45m^2／s．整个生物脱氮过程历时较短，36h内对200mg／L的氨氮去除率达99％，而且无中间产物亚硝酸氮的积累，固定化微生物生长的适宜pH范围为7～9，最适温度为30℃；与游离的硝化细菌和反硝化细菌相比，固定化硝化茵是游离硝化茵对氨氧化速率的70％，固定化反硝化茵是游离反硝化茵对亚硝酸氮还原速率的74％．经过20d的连续处理，固定化微生物的稳定性远大于游离微生物，28d后，游离微生物在反应器内的浓度几乎为零，而固定化微生物的浓度和活性几乎不变．     

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.     

毛细管区带电泳法测定白藜芦醇与白藜芦醇苷

建立了以苄基三甲基碘化铵为内标测定白藜芦醇和白藜芦醇苷的毛细管区带电泳方法,在优化的分离条件下,两者在7 min内可基线分离,检出限均为1.25×10-4g/L,线性动态范围分别是4.88×10-4g/L~0.31 g/L和5.37×10-4g/L~0.34 g/L,样品的加标回收率为95.44%和97.75%.     

铁碳微电解耦合反硝化菌削减河道黑臭底泥污染物及净化水质的研究

采取向河道中投加铁碳填料和反硝化菌复合包的方式,构建了铁碳微电解耦合反硝化菌曝气辅助原位削减河道黑臭底泥污染物及净化水质技术,模拟实验结果表明,当铁碳填料投加30g/kg、反硝化菌接种量15mg/kg、曝气量为60ml/min和曝气时间为9h/d的最佳组合下运行仅28d后,上覆水COD、NH4+-N、TN和TP去除率分别达85.7%、98.6%、65.7%和96.4%,稳定达到地表水Ⅳ类水标准;底泥TOC去除率达48.8%;底泥中BD-P和NaOH-P组分显著增加;底泥可转化态N含量显著减少;表层5~10cm底泥由深黑色变为浅褐色,耦合技术能快速削减河道黑臭底泥污染物及改善水质. 耦合体系中,铁碳微电解改善了水及底泥复杂有机物的可生化性,碳去除效能显著增强,N素的去除途径增多,P被吸附及生成沉淀固定到底泥中;投加的反硝化菌虽未成为优势菌种,但对脱氮有诱导作用;曝气提高了水体溶解氧,改善了底泥生境,激活了底泥土著微生物活性,三者协同作用削减黑臭底泥污染物并净化水质. 本研究为铁碳微电解耦合反硝化菌原位削减河道黑臭底泥污染物及净化水质技术提供理论依据.