利用数学模拟方法分析硝化MBR系统中SMP转换过程

为深入了解膜生物反应器(MBR)中微生物代谢产物(SMP)的生成降解以及利用情况,研究了以NH4Cl为惟一能源物质的硝化MBR反应器中SMP浓度以及分子量(MW)变化情况,并运用活性污泥模型3(ASM3)准确地计算出微生物利用底物相关的溶解性产物(UAP)和微生物死亡相关的溶解性产物(BAP)的量分别是多少,最终证明硝化系统中产生的SMP可作为能源物质被异养菌进一步利用,而且相较于BAP而言UAP更易于被生物降解,得出结论 BAP是SMP中的主要污染成分。     

利用数学模拟方法分析硝化MBR系统中SMP转换过程

为深入了解膜生物反应器（MBR）中微生物代谢产物（SMP）的生成降解以及利用情况，研究了以NH4Cl为惟一能源物质的硝化MBR反应器中SMP浓度以及分子量（MW）变化情况，并运用活性污泥模型3（ASM3）准确地计算出微生物利用底物相关的溶解性产物（UAP）和微生物死亡相关的溶解性产物（BAP）的量分别是多少，最终证明硝化系统中产生的SMP可作为能源物质被异养菌进一步利用，而且相较于BAP而言UAP更易于被生物降解，得出结论BAP是SMP中的主要污染成分。     

制革废水处理过程中微生物代谢产物特征及铬分布的解析

制革废水生化处理后的出水仍残留低浓度的铬,为揭示微量铬在活性污泥胞外聚合物(EPS)中的分布及胞外聚合物在生物处理过程中的转化,通过改良热提取法提取生物处理过程中EPS和SMP,测定各组分中多糖、蛋白质、总铬等含量,分析制革废水生物处理中EPS组分的特征、金属铬的分布和EPS各组分含量。结果表明:一级生物处理中EPS的蛋白质和多糖含量均逐渐降低,二级生物处理中EPS含量增加,活性污泥SMP与邻近沉淀池出水组分及溶解性有机物含量具有较强的相似性;铬在不同来源污泥EPS中的分布存在差异,污泥表面吸附及EPS对铬的络合富集、EPS的水解及代谢组分外排的行为均影响铬的迁移;通常,水体中铬首先被S-EPS吸收,经LB-EPS运输渗透至TB-EPS中储存。根据Pearson分析结果,总铬的分布与胞外聚合物中PS/PN及PS含量呈显著正相关(P0.01)。以上研究结果可为制革废水铬排放总量控制和深度处理提供参考。     

好氧颗粒污泥胞外多聚物的提取及成分分析

EPS是微生物聚集体的重要组成部分,提取和分析好氧颗粒污泥的EPS利于深入研究这一新兴微生物聚集体.采用加热、超声、高速离心和加碱等5种方法提取好氧颗粒污泥的EPS,并分析其主要成分.结果表明,匀浆预处理是提取颗粒污泥EPS首要步骤,超声和加热分别适合EPS定性与定量分析,在35 w、超声4 min的条件下,活性污泥与好氧颗粒污泥EPS提取液中TOC产量分别为105.3 mg/g VSS和96.5 mg/g VSS;加热法(80℃,60 min)提取的EPS产量略高于超声法,对于活性污泥和好氧颗粒污泥,TOC含量分别为142.6 mg/g VSS和153.2 mg/g VSS;蛋白质是活性污泥和好氧颗粒污泥EPS中比例最大的成分,且蛋白与多糖在好氧颗粒污泥与其在絮状活性污泥中的比值范围分别为3.22～5.80和1.68～2.63.     

基于不同共代谢碳源降解4-氯苯酚的研究

鉴于氯酚废水在环境中的广泛存在及其显著的难生物降解性,采用序批式生物反应器(SBR)处理4-氯苯酚(4-CP)废水,探讨不同共代谢碳源降解4-CP对污染物去除和活性污泥中胞外聚合物(EPS)的影响。结果表明:分别以可溶性淀粉(DS)和乙酸钠(SA)为共代谢碳源时,4-CP可被有效降解去除;当两个SBR处于稳定运行阶段时,其进水COD、氨氮、磷酸盐和4-CP均具有良好的去除效果,去除率可达到85%以上,且在单个SBR运行周期中的去除趋势一致;两个SBR的活性污泥EPS中多糖和蛋白质无显著差异,以SA为共代谢碳源降解4-CP的活性污泥更易分泌胞外蛋白质。     

磺胺和四环素类抗生素对活性污泥性能的影响简

废水处理工艺中抗生素类污染物的存在可能会对生物处理过程产生长期而深远的影响，为探明此类污染物对废水生物处理主体活性污泥性能等方面的影响，采用间歇培养法研究了活性污泥法处理污水时，抗生素类污染物的存在对活性污泥性能如胞外聚合物（EPS）、污染物处理能力、脱氢酶活性和群落结构的影响。结果表明，抗生素的存在会导致活性污泥的胞外聚合物总量及其主要组分蛋白质和多糖增加，以产生保护屏障；且由于污泥絮体解体，细胞破裂导致EPS中DNA和色氨酸含量增加。同时，由于蛋白质大量增加引起的表面负电荷的增加，使污泥疏水性增强，絮凝性能恶化；污泥絮体解体导致污泥颗粒变小，SVI也随之下降；在活性污泥脱氢酶活性急剧下降的同时，出水TOC迅速升高。此外，抗生素类污染物在抑制活性污泥中大部分细菌的同时，对部分菌群也有刺激生长作用，最终导致活性污泥生物群落结构的改变。四环素类抗生素对活性污泥的EPS和絮凝沉降性能的影响大于磺胺类，而对污水处理能力和群落结构的影响则不如磺胺类。抗生素类污染物的长期存在会对活性污泥沉降性能、絮凝性能、脱氢酶活性以及活性污泥群落结构等产生一系列负面影响，进而影响污染物去除效果，导致出水水质恶化。     

磺胺和四环素类抗生素对活性污泥性能的影响

废水处理工艺中抗生素类污染物的存在可能会对生物处理过程产生长期而深远的影响，为探明此类污染物对废水生物处理主体活性污泥性能等方面的影响，采用间歇培养法研究了活性污泥法处理污水时，抗生素类污染物的存在对活性污泥性能如胞外聚合物（EPS）、污染物处理能力、脱氢酶活性和群落结构的影响。结果表明，抗生素的存在会导致活性污泥的胞外聚合物总量及其主要组分蛋白质和多糖增加，以产生保护屏障；且由于污泥絮体解体，细胞破裂导致EPS中DNA和色氨酸含量增加。同时，由于蛋白质大量增加引起的表面负电荷的增加，使污泥疏水性增强，絮凝性能恶化；污泥絮体解体导致污泥颗粒变小，SVI也随之下降；在活性污泥脱氢酶活性急剧下降的同时，出水TOC迅速升高。此外，抗生素类污染物在抑制活性污泥中大部分细菌的同时，对部分菌群也有刺激生长作用，最终导致活性污泥生物群落结构的改变。四环素类抗生素对活性污泥的EPS和絮凝沉降性能的影响大于磺胺类，而对污水处理能力和群落结构的影响则不如磺胺类。抗生素类污染物的长期存在会对活性污泥沉降性能、絮凝性能、脱氢酶活性以及活性污泥群落结构等产生一系列负面影响，进而影响污染物去除效果，导致出水水质恶化。     

水力停留时间对MBR中溶解性微生物产物生成的影响

考察水力停留时间(HRT)对MBR中膜污染的主要污染物——溶解性微生物产物(SMP)生成的影响。结果表明,在装置稳定运行期间,MBR中SMP随运行时间出现累积。与HRT为8 h相比,HRT为12 h时,SMP在MBR中平均累积量要少10.1%,SMP中多糖含量平均高7 mg/L左右,而蛋白质含量平均低45.6%。SMP的平均粒径随装置运行呈下降趋势,并且HRT较短有利于粒径较小的SMP生成,从而堵塞膜孔;HRT较长有利于粒径较大的SMP生成,从而形成凝胶层,两种情况导致膜污染的机制不同。     

不同污泥负荷下SBR处理游泳馆污水的微生物群落的演变

污泥负荷直接影响微生物的生长模式,当污泥负荷发生变化时,短时间内微生物群落结构将发生明显变化。为了研究污泥负荷冲击对SBR系统内活性污泥微生物群落结构的影响,应用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCRDGGE)技术,对不同污泥负荷冲击时,SBR处理游泳馆污水中的活性污泥微生物进行了考查。研究表明,在不同污泥负荷冲击的条件下,以MBR污泥为接种污泥,SBR工艺处理游泳馆污水系统内活性污泥微生物群落结构变化明显,多样性指数随着污泥负荷升高而逐渐增加并趋于稳定,但污泥冲击负荷过高多样性指数反而下降,SBR系统内微生物菌种大部分为未经培养菌种,肠杆菌属、甲苯单胞菌属以及γ-变形菌纲细菌等。微生物通过对不同负荷阶段环境条件的适应及演变,逐渐形成了适应相应污泥负荷的微生物种群。     

膜污染状态下的胞外聚合物、细菌数量及微生物群落结构研究

研究了膜污染状态下膜生物反应器(MBR)中混合液污泥和膜丝表面污泥的胞外聚合物(EPS)含量、细菌数量以及微生物种群结构的情况。结果表明:EPS主要由蛋白质组成,膜丝表面污泥中的EPS含量较高,高达68.3mg/g;MBR污泥中细菌的数量级基本达109个/g,其中膜丝表面污泥细菌数量较高;MBR混合液污泥和膜丝表面污泥微生物群落的Shannon-Weaver指数分别为2.639和2.303,两者微生物群落结构的相似性系数达到0.833,两者的优势菌均为黄色单胞菌,变形杆菌门和拟杆菌门是膜丝表面种类较多的菌群,可能与膜污染有密切的联系。深入分析膜污染形成原因和过程,对膜污染的防治具有重要的意义。