双污泥反硝化除磷-诱导磷结晶工艺中污泥的衰减特征

为调查双污泥反硝化除磷-诱导磷结晶工艺中硝化污泥和除磷污泥的衰减特征,测定硝化细菌耗氧速率(OUR)、聚磷菌PO43--P释放速率(PRR),并利用荧光原位杂交(FISH)技术和DAPI染色方法探究污泥衰减前后目标微生物的分布。研究结果表明:亚硝酸盐氧化细菌(NOB)7 d平均衰减速率为0.41 d-1,呈指数形式衰减,其衰减过程受综合因素影响;而氨氧化细菌(AOB)7 d平均衰减速率为0.13 d-1,呈线性衰减,其衰减过程仅受外源物质影响。在饥饿状态下,聚磷菌(PAO)可通过分解体内贮存的胞内聚合物而获得能量,其衰减速率较低,7 d平均衰减速率为0.11 d-1,且呈线性衰减。污泥中的目标微生物多以团聚体形式存在,且荧光强度与团聚体内微生物数量有关,污泥经过衰减之后,荧光强度弱的团聚体将消失。此外,与单污泥脱氮除磷工艺相比,采用双污泥脱氮除磷工艺有助于硝化细菌和聚磷菌的富集,且通过延长污泥停留时间(SRT)可选择出耐饥饿状态下的目标微生物。     

基于生物强化技术实现城市污水处理系统稳定短程硝化

提出旁侧污泥消化液处理系统实现短程硝化,该系统中的剩余污泥中氨氧化菌(AOB)含量高,而亚硝酸盐氧化菌(NOB)含量低;将上述剩余污泥投加至城市污水处理系统实现生物强化作用,进而实现稳定短程硝化。研究结果表明:通过游离氨(FA)和游离亚硝酸盐(FNA)对NOB合成作用的抑制,可稳定实现污泥消化液短程硝化,亚硝酸盐积累率(RNA)平均为97%。通过投加短程硝化污泥结合控制溶解氧浓度可快速启动城市污水短程硝化。在短程硝化污泥投配率为5.6%和溶解氧质量浓度为0.96 mg/L的条件下,运行15 d即可重建城市污水短程硝化,RNA从1%增加至89%。基于生物强化技术实现城市污水处理系统稳定短程硝化,使得城市污水厌氧氨氧化脱氮成为可能。     

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.     

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.     

反硝化除磷-诱导结晶磷回收工艺试验

对反硝化除磷-诱导结晶磷回收工艺中硝化污泥和除磷污泥进行富集驯化试验,并通过化学分析、荧光原位杂交分析和电镜扫描考察污泥富集驯化效果以及富集驯化前后微生物种群结构和形态的变化.研究结果表明:经过55d的先厌氧/好氧(30d)、后厌氧/缺氧(25d)模式富集驯化后,磷去除率稳定在95%以上,且表现出明显的厌氧释磷和缺氧过量吸磷能力,其单位释磷量和吸磷量分别为8.47和11.13mg P/g MLSS;在好氧条件下,对接种污泥进行25d的强化富集驯化后,其氨氮去除率由78.5%提高到96.5%,明显增强了其硝化能力;污泥富集驯化前后聚磷菌和硝化细菌(AOB+NOB)质量分数分别由接种污泥的9.3%和45.3%增加到68.9%和74.7%,且AOB数量要多于NOB的分别占46.2%和28.5%;聚磷菌多呈杆状,而硝化细菌则以尺寸较小的球菌和杆菌组成,且以团聚体的形式存在.研究表明:该工艺可有效地克服传统单污泥脱氮除磷系统的不足,具有明显的经济效益和环境效益.     

垃圾渗滤液处理系统中微生物群落结构变化研究

采用基于PCR的变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE) 和 real-time PCR 方法, 分析了深圳市某垃圾渗滤液处理系统中总细菌和硝化细菌的生物量及群落结构变化, 探究生物量与水质变化间的关系及环境因素对微生物群落结构的影响。结果表明, 该垃圾渗滤液处理系统具有很好的氨氮和总有机碳(TOC) 去除效果, 总去除率分别为 99.9% 和 91.4% 。在垃圾渗滤液处理系统中, 总细菌、氨氧化菌(AOB) 、亚硝酸盐氧化菌(NOB) 的生物量与 TOC 及氨氮浓度没有显著相关性(p > 0. 05); 溶解氧不影响AOB 生物量, 但明显影响NOB 生物量。微生物群落结构及多维尺度(DMS) 分析表明:在该废水处理系统中, DO浓度对总细菌和 NOB 微生物群落结构有重要影响; 而氨氮浓度是影响 AOB 群落结构的关键因素。     

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.     

分子生物学测定Anammox菌研究进展

目前,已经发现了4种厌氧氨氧化菌属:Candidatus"Brocadia"(Candidatus" Brocadia fulgida",anaerobic ammonium-oxidizing Planctom ycete和Candidatus"Brocadia anammoxida"),Candidatus"Kuenenia"(Candidatus "Kuenenia stuttgarti"),Candidatus"Scalindua"(Candidatus"Scalindua wagneri",Candidatus"Scalindua brodae"和Candidatus"Scalindua sorokinii")和异养厌氧氨氧化菌属(Candidatus"Anammoxoglobus propionicus"、anaerobic ammonium-oxidizing planctomycete Cquenviron-1和Candidatus"J ettenia asiatica").采用分子生物学方法测定厌氧氨氧化菌包括:PCR扩增(DGGE,末端标记限制性片段长度多态性(TRFLP)和定量PCR)、FISH、FISH-MAR和ISR-FISH等方法.结合传统方法和分子生物学方法对各种系统中的厌氧氨氧化菌进行测定,这对于全面认识厌氧氨氧化菌的性质、开发新的废水脱氮技术都具有重要意义.     

溶解氧浓度对好氧阶段生物脱氮途径的影响

采用连续流一体化生物反应器(CIBR)系统,研究了4种曝气量(0.3,0.6,0.9和1.2 m3/h)对好氧阶段生物脱氮途径的影响.实验结果表明:当曝气量为0.3 m3/h时硝化反应未能顺利进行,其余3种曝气量下均顺利完成硝化反应,曝气量越大,硝化速率越大;总氮(TN)损失量分析表明低曝气量有利于同步硝化反硝化(SND)的发生,当曝气量为0.3 m3/h时TN损失量高达9.76 mg·L-1,当曝气量高于0.3 m3/h时以传统硝化作用为主.研究表明溶解氧(DO)质量浓度影响生物脱氮途径的根本原因是DO影响了氨氧化菌(AOB)、亚硝酸盐氧化菌(NOB)和反硝化菌(DB)的活性,可通过在线控制方式实现各种脱氮途径.     

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。     

冷藏孵育对厌氧氨氧化低温脱氮性能和菌群结构的影响

为提高厌氧氨氧化菌在低温(10～15℃)下的脱氮能力,将厌氧氨氧化菌群在5℃低温孵育,探究复苏的厌氧氨氧化菌的低温氮代谢能力。结果表明,经过92天的低温孵育,厌氧氨氧化菌在12±1℃的环境温度下脱氮容积负荷达到225±25mgN/(L·d),约为22±1℃工况下脱氮负荷的68%,显著高于以往研究结果。利用16SrRNA基因高通量测序和主成分分析的方法对反应器内功能微生物菌群进行分析,发现低温孵育对厌氧氨氧化生物膜上的微生物群落结构的演替有显著的影响。典型厌氧氨氧化菌Candidatus＿Kuenenia对低温环境的适应性高于Candidatus＿Brocadia和Candidatus＿Jettenia。低温孵育后Candidatus＿Kuenenia占比的提高和低温代谢能力的增强,对于提升厌氧氨氧化反应器在10～15℃时低温的脱氮性能具有重要作用。     

DO和进水pH值对短程硝化及半亚硝化出水水质的影响

在常温条件下(25±2℃),以人工配制的低C/N比废水作为处理对象,研究溶解氧(DO)浓度、进水pH值对序批式反应器(SBR)短程硝化运行稳定性及半亚硝化出水水质的影响.在本实验条件下,控制DO浓度为0.3～0.8 mg.L-1,进水pH值为8.3～8.5能稳定运行短程硝化并实现半亚硝化出水.研究中还发现高浓度游离氨(FA)和游离亚硝酸(FNA)对氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)都会产生抑制作用,其中当FNA浓度大于0.01～0.03 mg.L-1,AOB和NOB活性开始受到抑制.     

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．     

氧化沟工艺脱氮除磷特征影响因素分析

氧化沟工艺具有操作简单、运行费用低和出水水质好等优点,在污水处理领域应用广泛。然而,氧化沟工艺中硝化菌、反硝化菌和聚磷菌生长速率不协调,难以实现同步高效脱氮除磷的效果。因此,综述了氧化沟脱氮除磷影响因素及发展趋势,详细分析了温度、溶解氧(DO)、酸碱度(pH)、污泥龄(SRT)等因素对脱氮除磷效果的影响,为氧化沟工艺脱氮除磷效果最优化操作提供理论依据。     

废水生物脱氮技术研究进展

介绍了几种新型脱氮工艺,主要包括短程硝化反硝化、氧限制自养硝化反硝化(OLAND)、全程自养脱氮(CANON)、厌氧氨氧化、同步反硝化脱磷除硫等工艺。它们以亚硝化反应和厌氧氨氧化反应为主,使脱氮具有更加低能耗、高效率的特点。微生物种类的扩展,厌氧氨氧化和反硝化反应的竞争,羟氨转化为联氨是厌氧氨氧化菌活性出现的标志等是最新的研究内容,但新型脱氮工艺的影响因素与控制方略,特别是相关物质转换,微生物学机理有待进一步研究。     

两株好氧氨氧化菌(AOB)的分离纯化及菌属鉴定

在生物脱氮过程中,好氧氨氧化细菌( AOB)发挥重要作用.本研究通过梯度稀释培养、平板划线分离进行AOB分离纯化,获得两株氨氧化能力较强的AOB菌株A2和A7,它们能将培养液中的大部分氨氮氧化.对A2和A7菌株进行革兰氏染色,并通过光学显微镜及扫描电镜观察细胞形态,发现A2和A7均为革兰氏阴性菌,细胞呈杆状,长为1~1.5μm,宽约0.5μm.生理生化实验表明,A2和A7属于自养微生物,不能利用有机碳源.系统发育分析表明,A2和A7均为亚硝化单胞菌( Nitrosomonas).     

有机物存在时全程自养脱氮工艺启动及微生物群落结构演变

为了实现全程自养脱氮工艺在处理含有机物废水中的应用,考察有机物存在时全程自养脱氮工艺的启动、运行工况与微生物群落结构演变,通过低溶解氧和生物膜菌种富集的控制策略,缓解有机物对厌氧氨氧化菌的抑制,实现全程自养脱氮工艺启动和功能微生物的富集。结果表明,当进水化学需氧量质量浓度为600 mg/L时,全程自养脱氮工艺启动,在反应器稳定运行期间总无机氮去除率最高达到79.46%;三维荧光光谱显示腐殖酸类和富里酸类物质是主要的微生物代谢产物;微生物高通量测序显示厌氧氨氧化菌的优势属Candidatus Kuenenia和Candidatus Brocadia的相对丰度分别从0.02%和0.01%增加到10.47%和4.45%,成功实现厌氧氨氧化菌的富集。     

厌氧氨氧化反应器运行过程微生物群落演替分析

为探究厌氧氨氧化(ANAMMOX)过程中微生物群落结构的演化,采用高通量测序技术对ANAMMOX反应器中微生物群落结构进行分析.结果表明:反应器运行61d后氮去除负荷达到1.04kg·N·m^-3·d^-1,总氮去除率达75%以上.反应器中微生物多样性较为丰富,存在变形菌门、绿曲挠菌门、绿菌门、浮霉菌门等微生物.从启动到稳定过程中微生物群落结构趋于稳定.其中和脱氮相关的变形菌门和浮霉菌门合计占比达40%以上.ANAMMOX菌所在的浮霉菌门比例随运行时间延长而逐渐增加,是反应器脱氮效能提高的主要原因.反应器内占据优势地位的ANAMMOX菌主要为Candidatus Kuenenia属,占比14%左右,同时还有少量Candidatus Brocadia属.     

长庆油田金属管材的腐蚀性细菌类群研究

对长庆油田101站和马岭42＃井注入水，原油及油水混合样品中可引起金属管材腐蚀的细菌进行分离，鉴定。结果：表明，这些样品中都含有硫酸盐还原菌（Sulfate-reducing Bacteria,SRB)，铁细菌（Iron Bacteria,IB)及少量硫杆菌，其中硫酸盐还原菌种类较多，主要为脱硫弧菌属和脱硫肠状菌属，铁细菌主要为纤发菌属（Leptothrix)，赭色菌属（Ochrobium)及鞘铁菌属（Siderocapsa)，各样品中的硫杆菌主要是脱氮硫杆菌，硫酸盐还原菌与铁细菌的存在对采油管线造成了腐蚀危害，讨论了这类细菌在油田的分布，以便更有效地防止油田环境中微生物对金属管材的腐蚀。     

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.