PCR-SSCP技术用于脱臭微生物群落结构的研究

采用PCR-SSCP(单链构象多态性)技术对脱臭生物滤池中填料生物膜微生物群落结构进行了研究.生物滤池对臭气中的污染物随驯化时间逐渐增强,去除率从50%升高到89%.对2种填料树皮和秸秆上生物膜的分析结果表明,滤池内微生物多样性随运行时间先降后升,从1.6～1.9上升到2以上;而2种填料上微生物的相似性逐渐增加,表明随着驯化进程,生物填料上的微生物能够利用臭气污染物进行生长,并随运行时间逐渐趋于丰富和稳定;树皮比秸秆具有较高的生物多样性,平均值分别为2.2和2.0,说明树皮上容易附着多种微生物生长,电镜照片也显示2种填料生物膜的增长和生物多样性的提高.SSCP条带测序结果表明生物滤池生物膜优势微生物种属为芽孢杆菌属,占33.3%;条带中不可培养细菌占44.4%;填料生物膜上的细菌绝大多数是广泛存在于土壤、水体及生物体中的微生物,它们对环境适应能力强,在臭气的污染物去除中扮演重要角色.     

生物滤池去除城市污水处理厂微生物气溶胶的影响因素研究

以城市污水厂处理过程中逸散的异养细菌和真菌微生物气溶胶为研究对象,通过试验研究了生物滤池对微生物气溶胶的去除效果,并考察了进气微生物浓度、进气气体流量和填料湿含量对其去除效果的影响。结果表明:生物滤池能在一定程度上去除异养细菌和真菌气溶胶;在试验浓度范围内,异养细菌在生物滤池中的去除率随着进气微生物浓度的增加先增加后减少,真菌的去除率随着进气微生物浓度的增加而增加;高的进气气体流量有利于微生物气溶胶的去除,异养细菌和真菌的去除率均随着生物滤池进气气体流量的增加而增加;适合微生物气溶胶去除的最佳填料湿含量范围为40.5%~61.8%,过高和过低填料湿含量均不利于微生物气溶胶在生物滤池中的去除。因此,在实际生物除臭工程的设计和运行管理中,应控制合适的进气微生物浓度、进气气体流量和填料湿含量,以保证恶臭物质和微生物气溶胶的同时高效去除。     

环境工程中生物反应器的研究

生物反应器是以微生物的降解作用为基础的污染控制装置,主要依靠的是微生物对污染物的催化作用,然后借助反应器装置为载体,充分发挥微生物的优势。本文介绍了生物反应器的分类,工作原理和特点,指出生物反应器的特征和基本功能。此外,对常见的生物反应器的特征和用途进行介绍,并指出生物反应的应用领域、优势等。     

处理乙硫醇废气生物滤池中微生物的初步鉴定

生物滤池是废气生物处理的主要技术之一 ,其生物相包括细菌和真菌 .对于疏水性有机物质 ,真菌具有更高的处理效率 ,而且真菌对环境的适应性也比细菌强 .本研究采用生物滤池处理含乙硫醇废气 ,通过对生物滤池填料上附着的微生物进行分离鉴定表明 ,初步判定分离出的菌株分别为常现青霉、宛氏拟青霉、文氏曲霉和顶孢头孢霉 .     

不同载体材料对厌氧氨氧化效果影响的研究

文章分别采用水性聚氨酯(WPU)和活性炭2种材料作为生物载体,在2个不同的上流式厌氧污泥床(UASB)反应器中接种包埋污泥和生物活性炭,采用人工配水进行连续实验,观测厌氧氨氧化反应器启动过程中各种含氮化合物的变化,以考察不同载体材料对厌氧氨氧化过程的影响。文章在生物活性炭反应器中成功驯化了采自污水处理厂的普通厌氧污泥,证明了从环境中驯化培养厌氧氨氧化菌的可能性。通过2个阶段中脱氮效率的比较,发现以水性聚氨酯包埋材料作为未驯化细菌载体并无明显优势,反而成为传质的障碍;而采用生物活性炭则可以迅速达到提高局部生物量、聚集功能菌、屏蔽不利环境的干扰等作用,是理想的微生物载体。     

青岛近海生物气溶胶中可培养微生物浓度及群落多样性的季节变化

为了研究近海生物气溶胶中可培养微生物浓度和群落多样性,于2009年7月~2010年6月在青岛两个采样点连续采集生物气溶胶样品,分析了其中陆源细菌、海源细菌、陆源真菌和海源真菌的浓度,并计算了Shannon-Weiner指数、Simpson’s指数和Pielou指数.结果表明,陆源细菌和海源细菌月均浓度分别为12~436 CFU·m-3和25~561 CFU·m-3,陆源真菌和海源真菌月均浓度分别为0~817 CFU·m-3和11~1 346 CFU·m-3之间.陆源细菌、海源细菌、陆源真菌和海源真菌浓度在冬季月份较低,2月达到最低值,在春夏月份较高.海源微生物对总可培养类微生物的贡献高于陆源,平均占63%.可培养微生物物种数在17~102之间,与微生物浓度具有一定的相关性,但并未呈现出明显的季节变化.3种指数表明,生物气溶胶中陆源细菌、海源细菌、陆源真菌和海源真菌的群落结构在2月最简单,1月、11月和5月群落多样性较高,群落多样性与浓度的季节变化特征并不一致,而且不同类别的微生物群落存在季节和空间差异.     

发酵培养法筛选堆肥中产表面活性物质的菌种

微生物在城市生活垃圾堆肥中起着重要的作用 ,而某些微生物在一定条件下产生的生物表面活性剂有望改善堆肥的微环境 ,提高堆肥的效率。从不同温度的堆肥过程中 (45℃和 55℃ )筛选产生物表面活性剂的细菌 ,生物表面活性剂的产生通过测定其发酵液的张力值来判断。实验结果表明 ,堆肥过程中的确存在产生物表面活性剂的细菌 ,枯草芽孢杆菌是其主要菌之一。实验通过一系列培养条件的优化 ,使所筛选到的细菌产生活性较强、浓度较高的生物表面活性剂     

生物炭载体的表面特征和挂膜性能研究

以花生壳为原料,于300~700℃下热解制备生物炭以作为生物膜载体,对其进行了理化性质表征和挂膜试验.结果表明:较高的热解温度(700℃)能促进生物炭载体孔隙结构发展,生物炭表面ζ电位上升,亲水性增加,从而有利于污水微生物的附着和生长. 挂膜期间,生物炭载体单位挂膜量分别高出陶粒44%~84%,高温(700℃)生物炭载体生物膜对NH4+-N的去除率高出陶粒1%~3%,而中低温(300、500℃)生物炭载体生物膜对NH4+-N的去除率较陶粒低5%~10%,显示生物炭表面理化性质可能对附着的生物膜微生物种类和活性产生影响.     

基因工程菌在富营养化水体中应用的试验研究

实验模拟了自然状况下水体富营养化的一般过程。利用基因工程菌消氮细菌及沉淀细菌对实验水体进行生物修复。得出：在微生物处理下,水体的营养物质浓度不断降低,水体的浊度下降,透明度升高,使得实验水体的水质得到了明显的改善。     

土地集约利用程度对华北潮土农田土壤微生物群落丰度和死生物物质积累的影响

土壤微生物决定着土壤生态系统的养分周转状况,其死生物物质在土壤有机碳(SOC)积累中发挥关键作用.然而,目前缺乏对土壤微生物群落丰度及其死生物物质如何响应农业土地集约利用程度调整的了解.为弥补这一知识缺口,基于土地集约化利用程度,设置小麦-玉米周年轮作(CC)、临时草地与小麦种植交替(TG)和多年生草地(PG)这3个处理开展长期定位试验,采用基于数字PCR和微生物标志物氨基糖的检测技术,以探究农业土地集约利用程度调整对土壤细菌和真菌数量,以及细菌、真菌和总微生物死生物物质C积累及其对土壤SOC封存贡献的影响,进一步明确驱动细菌、真菌和总微生物死生物物质C积累的关键因子.结果表明,与土壤细菌群落丰度相比,真菌群落丰度受到农业土地集约利用程度调整的强烈影响,随土地集约利用程度的降低而增加.在3种土地集约利用程度处理下,土壤总微生物死生物物质C均主导SOC积累,对SOC的贡献率分别达到52.78%、 58.36%和68.87%,呈现随土地集约利用程度降低而升高的趋势;真菌死生物物质C占总微生物死生物物质C的比例均大于80%,说明其对总微生物死生物物质C的绝对主导地位,且受土地集约利用程度降低...     

升流式污泥床对无机废水中氮硫转化及相互影响

采用无机含氨和硫酸盐(SO₄^2-)废水作为升流式污泥床(USB)反应器进水,研究了其对铵(NH₄⁺)和SO₄^2-的去除以及不同高度污泥层含氮、硫元素的转化途径.结果表明在反应器进水口处由于进水自含氧(外源性氧)和兼性厌氧菌受到氧化应激产生过氧化氢(内源性氧),两种“氧”共同存在下,反应器内生物脱氨量(以氮计)最高达40mg/L左右,且在USB反应器不同高度污泥层含氮化合物和含硫化合物的转化途径不同.在反应器底部污泥层,颗粒污泥表面氨氧化菌利用O₂将氨(NH₄⁺)氧化成亚硝酸盐(NO₂^-),在颗粒污泥内部厌氧氨氧化菌利用NH₄⁺和NO₂^-生成氮气(N₂)和硝酸盐(NO₃^-);同时,O₂的存在使得反应器底部污泥层部分厌氧颗粒污泥裂解,产生少量有机物,在颗粒污泥内部硫酸盐还原菌利用有机物将SO₄^2-还原生成硫离子(S^2-);硫自养反硝化菌利用NO₂^-/ NO₃^-将S^2-重新氧化为SO₄^2-.在反应器上部污泥层,由于只有少量内源性氧的存在,硫自养反硝化菌只能利用少量NO₂^-/ NO₃^-将S^2-氧化为硫单质(S₀);在USB反应器底部污泥层实现NH₄⁺的去除和SO₄^2-的循环,在上部污泥层实现了SO₄^2-的去除.     

自来水厂除锰滤砂的催化活性分析

研究来自我国东北２个自来水厂的除锰滤砂对Ｍｎ＾２＋的催化活性,以确定微生物在除锰过程中的作用,利用ＰＹＣＭ培养基可在每ｇ湿砂上计到１０＾５－１０＾６个细菌,其中有４０％￣５０％具有Ｍｎ＾２＋氧化能力,对滤砂表面的微生物进行原位培养,灭菌和ＨｇＣｌ２抑制,表明微生物群落的存在与稳定对于活性表面的存在与稳定是至关重要的,当生物活性被抑制后,锰砂残余活性约为原活性的２０％,这部分活性可能来源于化学催化。     

水力停留时间对活性污泥系统的硝化性能及其生物结构的影响

利用微生物呼吸醌指纹谱图结合传统分析方法研究了水力停留时间(HRT从30 h逐步缩短至5 h)对活性污泥硝化性能及种群结构的影响.结果表明,对于NH₄⁺-N浓度为500 mg·L^-1的废水,在HRT≥20 h时,氨氮去除率可达98%以上.若继续缩短HRT,污泥流失严重,尽管进水NH₄⁺-N浓度降低,出水NH₄⁺-N和NO₂     

Isolation and characterization of heterotrophic nitrifying bacteria in MBR

The study presented the method for isolating the heterotrophic nitrifiers and the characterization of heterotrophic nitrification. Continuous tests via a membrane bioreactor (MBR) were operated under the controlled conditions to proliferate the nitrifiers. Heterotrophic nitrifying bacteria were isolated from the system in which the efficiency of total nitrogen(TN) removal was up to 80%. Since no autotrophic ammonium and nitrite oxidizers could be detected by fluorescence in situ hybridization(FISH), oxidized-N production was unlikely to be catalyzed by autotrophic nitrifiers during the heterotrophic nitrifiers‘ isolation in this study. The batch test results indicate that the isolated heterotrophic bacteria were able to nitrify. After 3 weeks incubation, the efficiencies of the COD removal by the three isolated bacterial strains B1,B2 and B3 were 52.6%, 71.7%, and 77.7%, respectively. The efficiencies of the TN removal by B1, B2, and B3 were 35.6%, 61.2% and 68.7%, respectively.     

强化启动对内循环生物流化床硝化效果的影响

通过改变内循环生物流化床的启动水质,提高N/C组成以强化流化床后期的硝化作用.结果表明,高N/C和低进水COD强化启动后处理生活污水,在HRT为2h时,可以同时高效去除COD和氨氮,氨氮的平均去除率为74%.耗氧速率试验表明,强化启动后,流化床中生物膜的异养菌活性大幅度降低,氨氧化细菌活性明显提高,硝化细菌活性变化不大.对反应系统微生物醌进行的跟踪分析表明,强化启动后,生物膜中的硝化细菌数量明显增加,微生物种群的分布均匀性变化较小,以革兰氏阴性菌为主.扫描电镜观察显示,低N/C启动条件下,生物膜厚且致密,异养菌所占比例高;高N/C启动条件有利于硝化细菌的生长,生物膜相对稀薄.     

高硫酸盐难降解废水高温厌氧处理中限量曝气的应用及影响

由于硫酸盐还原的影响,普通高温UASB反应器处理亚硫酸盐纸浆厂排出的高硫酸盐难降解废水过程中甲烷菌活性受到了严重抑制.考虑到空气对硫化氢的吹脱和对硫化物的氧化作用可能减轻硫化物对甲烷菌的抑制,本研究在厌氧反应器中引入限量曝气措施.试验结果表明,反应器的运行稳定性和处理能力均得到大幅提高.在有机负荷提高到原来2倍的情况下,曝气后COD去除率仍有提高,从40%～50%提高到60%～70%.试验证明部分甲烷菌可以耐氧,而某些种类的水解酸化细菌则对不完全厌氧环境比较敏感.     

Bacterial community succession during the enrichment of chemolithoautotrophic arsenite oxidizing bacteria at high arsenic concentrations

To generate cost-effective technologies for the removal of arsenic from water, we developed an enrichment culture of chemolithoautotrophic arsenite oxidizing bacteria (CAOs) that could effectively oxidize widely ranging concentrations of As(III) to As(V). In addition, we attempted to elucidate the enrichment process and characterize the microbial composition of the enrichment culture. A CAOs enrichment culture capable of stably oxidizing As(III) to As(V) was successfully constructed through repeated batch cultivation for more than 700 days, during which time the initial As(III) concentrations were increased in a stepwise manner from 1 to 10-12 mmol/L. As(III) oxidation activity of the enrichment culture gradually improved, and 10-12 mmol/L As(III) was almost completely oxidized within four days. Terminal restriction fragment length polymorphism analysis showed that the dominant bacteria in the enrichment culture varied drastically during the enrichment process depending on the As(III) concentration. Isolation and characterization of bacteria in the enrichment culture revealed that the presence of multiple CAOs with various As(III) oxidation abilities enabled the culture to adapt to a wide range of As(III) concentrations. The CAOs enrichment culture constructed here may be useful for pretreatment of water from which arsenic is being removed.     

醌呼吸影响厌氧消化产CO2/CH4及转化有毒物质的研究

利用蒽醌-2,6,-双磺酸(AQDS)为模式物在厌氧消化过程中富集醌呼吸微生物,考察了富集产物厌氧消化同步醌呼吸的产气特性和对有毒物质的转化.结果发现,富集产物具有较强的腐殖质还原能力,CO2:CH4为1.7,高于未富集污泥;不同来源的腐殖质因其具有不同的分子结构和醌功能基团数量,对污泥的醌呼吸的促进作用有所差别,而可从还原性腐殖质接受电子的Fe(III)可显著加强醌呼吸速率;醌呼吸微生物在pH4.5~6条件下获得较高活性,说明此时醌呼吸对厌氧消化贡献较大;富集产物以乙酸为电子供体时可快速转化苯和三氯乙烯, 27h的转化率分为85.9%和82.2%,并可以苯为电子供体以三氯乙烯为电子受体同时降解苯和还原三氯乙烯,30h内的转化率分别为81.7%和68.8%.     

基于Miseq的好氧反硝化菌源水脱氮的种群演变

为了研究好氧反硝化菌源水脱氮过程中水体微生物群落的演变,利用Miseq高通量测序法对投菌和对照两系统水体样本的微生物信息进行统计,并对两组样品进行了优化序列统计,OTU分布统计和分类学分析的基础分析;以及细菌群落结构,PCA,Rank-Abundance,Hcluster,Specaccum和OTU分布的高级分析.结果显示,投加贫营养好氧反硝化菌的源水系统的氮素得到有效去除,脱氮效果明显;层次聚类和主成分分析显示两系统内的群落结构发生变化,投菌系统与对照系统主要表现为变形菌和拟杆菌门;细菌主要门类和水质参数的相关性分析得出,水质指标对两系统群落变化作用明显;与此同时,投菌系统中有关氮循环的细菌有上升的变化过程. Miseq高通量测序研究源水脱氮过程的微生物种群演变可行,为研究原位生物脱氮过程的水体微生物群落演变提供技术支撑.     

排硫杆菌T12对硫氰酸钠和硫代硫酸钠的氧化

从处理腈纶废水的混合细菌SAT13中分离出一株化能自养细菌T12,命名为排硫杆菌T12(Thiobacillus thioparus T12)。该菌在含硫氰酸钠和硫代硫酸钠的无机合成培养基中生长较快,对硫氰酸钠和硫代硫酸钠的氧化能力很强。氧化的最适pH为6.6—7.6。在培养基中存在某些有机污染物的条件下不影响菌的生长和氧化硫氰酸钠的能力。当酚、丙烯腈和氰化钾等毒性大的污染物质浓度分别在125、225、5mg/L时即开始抑制硫氰酸钠的氧化。