有机紫外吸收剂BP-3的厌氧污泥降解特性

2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮（BP-3）作为化学品添加剂广泛应用于防晒霜、化妆品和染色剂等个人护理品以及塑料制品,用于吸收紫外线防止皮肤晒伤、材料老化和腐蚀.经使用后BP-3随污水排放或者人类涉水活动直接或间接排放到受纳水环境.因BP-3属于疏水性化合物,进入水环境后更易于分配至污泥和沉积物等缺氧和厌氧环境,厌氧微生物降解是BP-3重要的自然消减过程.然而,目前BP-3在不同厌氧条件下的降解转化机制仍不清楚.本研究以城市污水处理厂厌氧污泥为接种体,对比分析了不同厌氧还原条件和碳源共代谢对BP-3厌氧降解转化的差异.研究结果表明,硝酸盐、硫酸盐还原条件抑制BP-3的厌氧降解,而额外添加混合碳源可促进BP-3的降解（最短降解半衰期为1.285 d）.通过对混合碳源体系厌氧菌群驯化培养,BP-3降解能力显著提高,降解半衰期缩短至0.734 d （10 mg·L^-1）.利用UPLC-QTOF-MS鉴定主要降解中间产物为2,4-二羟基二苯甲酮（BP-1）,推测其厌氧降解转化主要途径为去甲基化.筛查获得了一株BP-3高效厌氧降解单菌,通过16S rDNA测序比对确定为柠檬酸杆菌属兼性厌氧菌.     

雾-霾天人体平均呼吸高度处不同粒径气溶胶的微生物特性

粒径分布和微生物种群结构是雾-霾天气溶胶与人体健康密切相关的典型特征.采用安德森六级采样器在人体平均呼吸高度（近地面1.5 m）处对北京某地雾-霾天及晴天分别进行气溶胶样品采集,从不同粒径气溶胶中的可培养细菌、真菌浓度及种群结构角度展开研究.结果表明,雾-霾天不同粒径气溶胶中可培养微生物浓度呈现不均匀分布状态;不同粒径气溶胶中微生物浓度、种群结构差异性均明显高于晴天.雾-霾天条件下,在粒径大于3.3 μm的气溶胶中,芽孢杆菌（Bacillus sp.）占据优势地位,在粒径小于3.3 μm的气溶胶中,芽孢杆菌（Bacillus sp.）和解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）占优势地位.而当雾-霾过后,解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）在所有粒径的生物气溶胶中均占优势地位.雾-霾天条件下,在粒径大于3.3 μm的气溶胶中共检出5种优势真菌,分别是链格孢菌（Alternaria sp.）、意大利青霉（Penicillium italicum）、蓝状菌（Talaromyces stollii）、枝孢菌（Cladosporium sp.）和Davidiella sp.;而当雾-霾过后,仅链格孢菌（Alternaria sp.）被检测为优势菌.无论雾-霾天还是晴天,在粒径小于3.3 μm的气溶胶中真菌均主要以意大利青霉（Penicillium italicum）和蓝状菌（Talaromyces stollii）为主.在人体平均呼吸高度处,雾-霾天与晴天不同粒径气溶胶中微生物浓度和种群结构存在明显差异.雾-霾天人体平均呼吸高度处微生物浓度高、且种群结构较为复杂,其微生物特性对人体健康的潜在风险不容忽视.     

氧气条件对矿化垃圾修复石油污染土壤的影响

通过对比不同氧气条件下矿化垃圾修复石油污染土壤的效果、降解产物、生态毒性、酶活性和微生物群落,分析了氧气条件对矿化垃圾修复石油污染土壤的影响.结果表明,添加矿化垃圾在厌氧、好氧和厌氧-好氧3种氧气条件下对微生物修复石油污染土壤都有较好的强化效果.修复的最佳氧气条件为好氧,好氧修复后土壤总石油烃（TPH）去除率最高,土壤生态毒性最小.厌氧-好氧试验的TPH去除率和土壤生态毒性介于厌氧和好氧试验之间.好氧条件更利于小分子石油类污染物的降解,修复后链烷烃、烯烃、芳香烃和芳香烃衍生物的去除率最高,新增污染物主要为环烷烃、含卤有机物和含氮杂环有机物.而厌氧条件更利于大分子石油类污染物的降解,修复后环烷烃、环烷烃衍生物和含氮杂环有机物的去除率最高,新增污染物主要为支链烷烃、环烷烃和含氧环状有机物.好氧条件下土壤微生物总活性更高,而厌氧条件下土壤微生物多样性更高.纲水平上,厌氧和好氧条件下土壤优势细菌都为放线菌纲、β-变形菌纲和γ-变形菌纲,优势真菌都为粪壳菌纲.但在属水平上优势菌差异很大,好氧条件下的石油烃降解菌更多,而厌氧条件下的石油烃衍生物降解菌更多.     

零价铁预厌氧协同MFC强化降解吲哚性能与功能菌群分析

通过零价铁（ZVI）预厌氧与微生物燃料电池（MFC）的协同作用,研究其对单一基质碳源吲哚的降解特性、MFC产电性能及群落分析.结果表明：ZVI（4 g·L^-1）的预厌氧可明显促进吲哚（250 mg·L^-1）在MFC体系中的降解;其中吲哚与TOC在96 h内的降解率分别为97.17%和89.50%,且吲哚的降解符合一级反应动力学模型;体系中MFC最大输出电压和功率密度可达600 mV和439.55 mW·m^-2;通过LC-MS分析,吲哚在协同体系中的主要中间代谢产物为靛红和水杨酸.高通量测序结果表明,ZVI预厌氧体系的引入有利于MFC体系中梭菌（Clostridium sensu stricto）、链霉菌（Streptomyces sp.）、热单胞菌（Thermomonas）的富集与吲哚的厌氧降解;同时促进假单胞菌（Pseudomonas）和梭菌等在代谢过程中的电子转移,提高了MFC的产电性能.     

厌氧氨氧化菌富集培养过程微生物群落结构及多样性

为深入理解厌氧氨氧化菌富集培养过程微生物群落变化特征,采用ASBR反应器进行厌氧氨氧化菌富集培养,考察了不同培养时间微生物群落组成、多样性及物种网络关系.结果表明,通过逐步提高基质浓度,实现了厌氧氨氧化菌富集,NH₄⁺-N和NO₂^--N去除率分别为97.6%和95.4%,总氮去除率为84.9%.高通量测序发现,整个培养过程优势菌门（相对丰度>5%）为变形菌门（Proteobacteria）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、浮霉菌门（Planctomycetes）、装甲菌门（Armatimonadetes）和放线菌门（Actinobacteria）;富集培养获得的主要厌氧氨氧化菌为Candidatus Brocadia,相对丰度从1.42%增长到24.66%;培养过程,微生物群落优势菌群组成未发生变化,但相对丰度呈现显著差异（P<0.05）.富集培养过程不同时间,微生物群落α多样性呈现先升高后降低的趋势,且存在显著差异（P<0.05）;微生物群落β多样性在富集培养过程发生明显空间分异特征,且存在显著差异（R=0.5672,P<0.01）.培养过程不同时间,物种网络密度分别为0.188、0.068、0.059、0.18和0.0735;虽然富集培养过程导致微生物间的关联作用变弱,但浮霉菌门相关类群的物种成为网络中的主要节点.     

城市尾水氮代谢过程中芽孢杆菌对微藻作用机制

为了对城市尾水深度脱氮,提高地表水体质量,分别利用微藻（Z）、芽孢杆菌（Y）和微藻芽孢杆菌（ZY）对城市尾水进行脱氮处理与氮代谢菌群特征研究,结果表明,Z和ZY对城市尾水中氨氮的去除效果较好,2组降解率都达到了95%以上.Z对亚硝态氮去除效果最好,芽孢杆菌与微藻的共同作用在氮循环反应中亚硝态氮转化为硝态氮过程发挥出较为强大的稳定效果.芽孢杆菌可以有效去除硝态氮,并可以提高微藻对硝态氮的去除效率.ZY菌对城市尾水中硝态氮的去除效果最好,其降解率高达99%以上,几乎完全去除城市尾水中的硝态氮.在Z中样本数占比较高的菌群分别为Chroococcidiopsis_PCC_7203 （24.38%）、uncultured_bacterium-g_norank_f_A4b （23.65%）、Exiguobacteriu （7.09%）、Leptolyngbya_PCC-6306 （9.41%）和Bacillus （1.99%）.在ZY中样本数占比较高的菌群分别为Brevibacillus （22.94%）、Clostridium（8.78%）和Bacillus （4.88%）,Chroococcidiopsis_PCC_7203 样本数占比仅为7.84%,远远低于Z样本数所占比例.微藻可以很好去除系统中氨氮,芽孢杆菌与微藻联用具有较好的氨氮和硝态氮去除效果,芽孢杆菌具有抑制微藻过度增长作用,防止水体富营养化和黑臭发生.研究可为城市尾水深度处理,防止地表水体富营养化提供数据支持.     

3株细菌对土壤中芘和苯并芘的降解及其动力学

研究了3株多环芳烃(PAHs)高效降解菌对土壤中芘和苯并芘(BaP)的降解动态,用Michaelis-Menton和Monod动力学模型对结果进行拟合.结果表明,3株细菌对芘和BaP的降解率有显著性差异.芽孢杆菌(Bacillus sp.SB02)42 d对芘和BaP的降解率均最高.当土壤中芘和BaP的初始浓度为50　mg/kg时,芽孢杆菌(Bacillus sp. SB02)、动胶杆菌(Zoogloea sp. SB09)、黄杆菌(Flavobacterium sp. SB10)42 d对芘的降解率分别为42.69%、32.88%、25.07%, 对BaP的降解率分别为33.04%、25.39％、22.02%.3株细菌对芘和BaP的降解速率也存在显著性差异.芽孢杆菌(Bacillus sp., SB02)最快,1周可降解20.88％芘和12.6%的BaP,动胶杆菌(Zoogloea sp.SB09)次之,黄杆菌(Flavobacterium sp.SB10)降解速率最慢.     

填埋场覆盖土微生物好氧/厌氧共代谢降解氯乙烯的特性、贡献度及微生态研究

填埋场已成为氯乙烯污染的重要来源,明晰覆盖层土壤中氯乙烯的降解特性及功能微生物群落组成对氯乙烯污染控制具有重要意义.基于填埋场覆盖土系统开展了典型氯乙烯的好氧/厌氧共代谢降解研究.结果显示,好氧和厌氧条件下CH₄均可发生降解,二氯乙烯（DCE）只能在好氧条件下被降解,净降解速率为50μg·h^-1·L^-1;三氯乙烯（TCE）可同时发生好氧共代谢和厌氧共代谢转化,净降解速率分别为38和5μg·h^-1·L^-1;四氯乙烯（PCE）只能发生厌氧共代谢,降解速率为0.77μg·h^-1·L^-1,发现好氧共代谢速率远高于厌氧共代谢速率.构建了覆盖层中氯乙烯的分布模型并评估了CH₄及氯乙烯好氧/厌氧共代谢贡献度,CH₄好氧和厌氧降解贡献度分别为59%～70%和30%～41%,TCE好氧和厌氧共代谢降解贡献度分别为73%和27%.对氯乙烯厌氧/好氧共代谢降解过程的微生物群落组成及潜在功能菌属进行了分析,发现好氧...     

长期覆膜条件下农田土壤微生物群落的响应特征

地膜覆盖是农业生产中保障粮食增产增收的重要措施.为明确长期地膜覆盖对农田土壤微生物群落结构特征的影响,采集4个不同覆膜年限的农田土壤,利用高通量测序技术分析土壤细菌和真菌群落结构变化,探讨长期覆膜农田土壤中微生物群落的变化及其对微生物生态环境效应的影响.结果表明,长期覆膜对土壤细菌多样性无显著影响,但降低真菌多样性;长期覆膜使土壤细菌酸杆菌（Acidobacteriota）和真菌被孢霉菌（Mortierellomycetes）物种丰度降低,增加土壤放线菌（Actinobacteriota）物种丰度.长期覆膜可以使土壤富集细菌中的芽孢杆菌（Bacillus）和类诺卡氏菌（Nocardioidaceae）,及真菌中的肉座菌目（Hypocreales）和曲霉菌（Aspergillus）等有益微生物菌群.然而长期覆膜使土壤真菌共生网络变得简单而脆弱,其关键物种仅有子囊菌门中的粪壳菌目（Sordariales）中的未知菌属一种,因此对农田土壤生态环境带来潜在风险.本研究为深化了解长期覆膜对农田微生物生态环境效应的影响提供理论依据.     

死谷芽孢杆菌分离鉴定及其污泥减量特性

为研究缺氧-好氧-沉淀-厌氧(A+OSA)污泥减量工艺微生物特性,从A+OSA污泥减量系统中分离筛选得到一株特异菌株JL4。通过形态特征、16S r DNA序列分析和系统发育分析,菌株JL4与Bacillus vallismortis位于同一簇群,同源性100%,将其鉴定为死谷芽孢杆菌。污泥分解实验表明其对灭菌后的污泥底物具有降解作用,经过JL4菌处理72 h后,污泥浓度下降了25.7%,污泥上清液COD浓度增加了4.6%。直接将JL4菌接种至灭菌后污水48 h后,JL4菌COD降解率能够达到43.7%,且JL4菌能直接进入对数期的生长,其表观增长率(Yobs)为0.026 h-1,Yobs远低于降解碳水化合物的好氧异养微生物的表观产率。JL4菌可能是A+OSA污泥减量系统的功能微生物之一。     

聚甲醛废水的生物强化处理及微生物种群动态分析

聚甲醛工业废水含有甲醛、三聚甲醛和酚类等有害物,而且盐分和COD也较高,很难实现生物处理至达标排放.在聚甲醛污水厂建立中试系统并接种活性污泥,同时投加了经筛选的三聚甲醛降解菌Bacillus methylotrophicus和甲醛降解菌Candida maltosa、Pseudomonsa putida组成的复合菌剂,进行了聚甲醛、甲醛等有毒物质的选择性生物强化,通过温度梯度凝胶电泳(PCR-TGGE)技术对污水反应器进行了微生物群落结构分析,并与污水厂同期出水进行对照研究.结果表明,在投加复合菌剂的强化生物系统中,最终出水的甲醛、三聚甲醛(Trioxane,TOX)和COD降解率分别在97.8%、94.2%和92.6%以上,且系统表现出更高稳定性和抗冲击负荷能力.PCR-TGGE图谱表明,非生物强化系统中未检测到B.methylotrophicus,而该菌在生物强化系统中的活性一直得以维持,其对有毒物质的持续降解解除了其它微生物群落的抑制因子,污泥活性有效增强,说明该菌及复合菌剂确实对TOX及甲醛等毒性物质可有效降解,选择性生物强化可成为工业污水处理的可靠手段之一.     

耐高浓度沼液产油小球藻的分离鉴定与特征分析

本研究从长期在空气中放置的沼液中分离得到1株可以耐受高浓度沼液的藻株,经形态和分子生物学方法鉴定为小球藻属的一种,命名为Chlorella sp.BWY-1.本研究所用的沼液来自于以固液分离后的猪场废水为发酵原料的沼气工程.与普通小球藻Chlorella regularis(FACHB-729)的对比研究表明,Chlorella sp.BWY-1在BG11和不同浓度的沼液中都有相对较强的生长速率、生物量积累能力和氮磷等污染物去除能力.Chlorella sp.BWY-1在BG11中有最高的生长速率和生物量生产力(324.40 mg·L-1,以dw计),但是其含油量和油脂生产力随着沼液浓度的增加而增加.在未稀释的沼液中Chlorella sp.BWY-1的含油量可达44.43%,油脂生产力达108.70 mg·L-1.分析结果表明该藻株在养殖废水处理和生物能源方面具有一定的应用潜力,可以结合固液分离、厌氧发酵等其他技术用于养殖场废水的处理和生物柴油的制取.     

生物矿化促进造纸废水好氧除钙的技术研究

造纸废水厌氧出水中钙离子浓度高,容易引起后续活性污泥好氧曝气系统钙化,造成生化处理能力下降.本文利用富含产脲酶菌的驯化污泥对模拟厌氧出水进行生物矿化除钙.在序批式反应器中接种驯化污泥,在一定尿素浓度下研究除钙过程,并考察曝气对除钙过程的影响.结果表明,当尿素投加量为0.5 g·L^-1时,不曝气条件下钙和有机物去除率分别达到50%和35%左右;曝气有利于吹脱二氧化碳,当曝气量为0.2 L·min^-1时,钙离子和有机物去除率均上升至80%左右,而持续提高曝气量无法进一步提高有机物去除率.综合运行成本和处理要求,曝气辅助生物矿化可以有效去除造纸废水厌氧出水中的溶解性钙离子.通过基因组测序发现驯化污泥中产脲酶功能菌主要来自厚壁菌门,特别是芽孢杆菌纲中的热杆菌属.     

缩短厌氧消化时间改善猪场废水厌氧消化液好氧后处理性能的可行性

采用批式厌氧消化以及间歇曝气的摇瓶试验进行猪场废水厌氧-好氧处理,研究了猪场废水厌氧消化对好氧后处理的影响,以及控制厌氧消化进程改善猪场废水厌氧消化液好氧后处理性能的可行性.对猪场废水原水(厌氧消化0d)直接进行好氧处理,COD和NH4 -N去除率分别可达到95%和98%以上,出水COD低于300mg·L-1,NH4 -N低于10mg·L-1.对厌氧消化液进行好氧后处理,出水COD和NH4 -N浓度随好氧处理时间的增长逐渐升高,厌氧消化前处理时间越长,升高时间越早,幅度越大.实验结束时,出水COD基本在500-600 mg·L-1之间;厌氧消化3、6、9、12d的消化液好氧后处理出水的NH4 -N分别达到22.2、105.4、147.6、171.4 mg·L-1.尽管厌氧消化3d时,COD去除率只有47.5%,但消化液好氧后处理的效能仍然没有提高,只是系统恶化的时间略迟于厌氧消化6、9、12d的消化液.厌氧消化液好氧后处理效果差的原因主要是:在厌氧消化过程中,各污染物降解的差异导致了厌氧消化液可生化性降低以及碳、氮、磷比例失调,影响了好氧后处理过程微生物的生长;厌氧消化液中缺乏易降解有机物,导致反硝化效果差,产生的碱度不能弥补硝化过程消耗的碱度,引起pH下降,进而影响了微生物活性.因此,通过缩短厌氧消化时间的方式来改善消化液好氧后处理的性能是不可行的.     

A2/O污水处理工艺中基质转化机理研究

以实际污水培养驯化污泥的小试规模A²/O工艺为研究对象,对系统中基质的转化机理及硝态氮对基质转化的影响进行了批式试验研究.结果表明,在无硝态氮存在于厌氧环境的系统中,厌氧段消耗的COD有51%可被聚磷菌吸收并合成为聚羟基链烷酸(PHAs);缺氧和好氧条件下的比吸磷速率为3.87和6.54 mg/(g·h),利用单位PHAs的吸磷量(r_P/PHA)分别为0.38和0.78.而在有硝态氮存在于厌氧环境的系统中,厌氧段消耗的COD仅有30.8%可被聚磷菌吸收并合成PHAs,61.5%用于还原硝态氮;缺氧和好氧条件下的比吸磷速率为2.24和4.58 mg/(g·h),r_P/PHA值分别为0.35和0.77.同时,在这2个系统中厌氧阶段释放的磷和消耗的COD成良好的线性关系.硝态氮存在于厌氧环境会降低聚磷菌的厌氧释磷速率和效率,使PHAs的合成量减少,从而降低聚磷菌的缺氧和好氧吸磷速率,但并不会影响其吸磷能力.     

好/厌氧条件下反硝化细菌脱氮特性与功能基因

从西安市金盆水库沉积物中分离筛选出1株高效反硝化细菌,经形态学观察和16S r DNA测序鉴定为施氏假单胞菌(Pseudomonas stutzeri),命名为KK99.探究了该菌株在好/厌氧条件下的脱氮特性以及nar G、nir S和nos Z功能基因的表达水平.结果表明,KK99菌株在好/厌氧条件下,均能进行反硝化作用,且在两种不同的条件下均具有高效的脱氮效率.经过24h的培养,其总氮(TN)去除率分别为85.08%和89.05%.胞内功能基因nos Z和nir S的表达量较高,nos Z在好氧条件下的反硝化发挥主要作用,nir S在厌氧条件下的反硝化发挥主要作用,nar G在两种条件下的表达均较低.同时该菌株还具有同步硝化反硝化性能,在好氧条件下,能同时去除硝酸盐氮和氨氮,24 h时,TN去除率为76%.施氏假单胞菌(P.stutzeri KK99)将为微污染水体富营养化控制和总氮削减工程应用提供菌源保障.     

模拟城市污水在厌氧、缺氧以及好氧反应器中的毒性削减研究

采用发光细菌法测定城市污水毒性,并研究了模拟城市污水分别在厌氧、缺氧、好氧条件下的毒性削减情况.试验采用人工配水,其中添加了甲苯、邻二甲苯、对二甲苯、吲哚、吡啶、环己酮、苯丙酸7种有毒有机物.并用GC-MS检测上述有机物在不同生物处理过程中的降解情况及出水有机物的变化情况.结果表明,模拟城市污水经厌氧生物处理后毒性增大(HRT≤10h);缺氧生物处理对模拟城市污水的毒性略有削减;而好氧生物处理对模拟城市污水的毒性削减能力较强,效果明显.     

焦化废水中有机物在A1-A2-O生物膜系统中的降解机理研究

对焦化废水中有机物在A1 A2 O生物膜系统各段的降解进行了研究 .结果表明 ,废水中主要有机组份为苯酚类和含氮杂环类化合物 ,它们所占比例分别为 5 0 %和 4 0 % .经过厌氧酸化处理后 ,苯酚类中简单酚得到了较大程度的降解 ,随着苯酚甲基取代基数目的增加 ,降解率逐渐降低 ,对三甲酚则没有降解 ;简单的含氮杂环化合物如喹啉、异喹啉、吲哚、吡啶在厌氧过程中也得到了较大的降解 ,而有取代基的含氮杂环化合物则有所增加 ;喹啉和甲基喹啉的降解可生成羟基喹啉和甲基 2(1H)喹啉酮中间产物 .经过厌氧酸化段处理后 ,废水的BOD5 COD有较大提高 .厌氧出水的大部分有机物可在缺氧段得到降解 .最终出水中有机物基本上为大分子难降解物质 .     

庆大霉素和金霉素废水的处理试验研究

对庆大霉素、金霉素及其混合废水的厌氧、好氧处理进行静态试验。结果表明,对于ＣＯＤ为１９２４０ｍｇ／Ｌ的庆大霉素废水,当厌氧反应时间为３ｄ,好氧１０ｈ时,ＣＯＤ去除率为９８．４％;ＣＯＤ为７７４０ｍｇ／Ｌ的庆大霉素和金霉素混合废水（１：２）,厌氧处理２ｄ,好氧１０ｈ时,ＣＯＤ去除９５．８％;庆大霉素废水厌氧处理３ｄ,金霉素废水厌氧处理６ｈ,再将这２种废水混合进行好氧处理４ｈ,其最终出水ＣＯＤ可小于３００ｍｇ／Ｌ。     

低温条件下分流式侧流-AAO工艺污水处理及同步污泥减量效果研究

当前剩余污泥产量巨大及低温条件下运行不稳定是城市污水处理厂活性污泥技术面临的主要挑战和制约.基于此,本文通过向厌氧-缺氧-好氧(AAO)系统中的污泥回流系统引入分流式侧流厌氧系统,以实现强化污水处理和同步污泥减量的目标.结果发现,当侧流分流比例为30%时,分流式侧流-AAO系统能够实现最好的污泥减量效果,污泥累计排放量减少18.43%,污泥表观产率下降19.70%;并且分流式侧流-AAO系统的COD、氨氮和总氮去除效率分别为88.56%、83.12%和71.60%,均略高于AAO系统.同时该条件下,分流式侧流-AAO系统能够在51 d后实现良好的总磷去除效率,并维持出水TP浓度稳定在0.50 mg·L,而AAO系统则需要93 d后才能实现稳定的总磷去除效果.在适当的分流比条件下,分流式侧流厌氧池内能够实现TN的有效去除,可以作为提升水处理系统脱氮能力的潜在手段.