耐高温解无机磷菌解磷条件的优化

为提高堆肥中添加难溶性磷的转化效率,对筛选于高温堆肥中的耐高温解无机磷菌株(BL161)解磷条件进行优化研究. 利用正交设计表L₂₅(56)选择培养时间,温度,pH,磷矿粉添加量和菌剂接种比例作为参考因素,对该菌株进行发酵培养. 结果表明:该菌株的最佳解无机磷条件是培养基pH为4.5,磷矿粉添加量与接种量分别为9.0 g/L和7%,于38 ℃下培养25 d,解磷总量(274 mg/L)达到最大;对温度指标分析显示,该菌株的温度耐受范围较广,在34～50 ℃下均能进行解无机磷活动,38 ℃为最适解无机磷培养温度;该菌株的耐热性较高,在50 ℃下能够很好地定植和解无机磷,发酵液中ρ(磷矿粉)随着培养时间的增加呈上升趋势,并于培养的第25天达到209 mg/L;极差分析显示,发酵时间对解磷总量的影响最大(R_时间152.2),其他各因素对解磷总量的影响大小依次为pH＞温度＞磷矿粉添加量＞接种量.      

耐高温解磷菌的筛选及解磷能力研究

以高温堆肥为原料,通过无机磷培养基筛选、耐高温驯化得到5株耐高温解磷菌,命名为P1～P5.各菌株最佳生长温度为40～50 ℃,其中P1可在35～53 ℃生长,P2～P5在35～50 ℃生长.通过50 ℃高温摇床发酵培养,分别测定了耐高温解磷菌P1～P5的发酵液中ρ(水溶性磷),ρ(微生物量磷),总解磷量和pH.结果表明,在50 ℃下摇床振荡培养耐高温解磷菌P1～P5,7 d后发酵液中ρ(水溶性磷)为30.9～47.6 mg/L,ρ(微生物量磷)为116.4～164.4 mg/L,总解磷量为152.1～201.6 mg/L,发酵液pH明显为酸性,但其与菌株解磷能力没有显著的相关性.在解磷方面,ρ(微生物量磷)明显高于ρ(水溶性磷),因此ρ(微生物量磷)是分析解磷菌解磷能力不可忽视的重要部分.5株解磷菌均具有良好耐高温能力及解无机磷的生理生化功能.      

芽孢杆菌B01固态发酵及其对园林废弃物堆肥的影响

菌剂的使用是目前促进园林废弃物堆肥的有效方法,但常用的菌剂往往为液态菌剂,其制作存在无菌操作要求高、产品存在运输不便等问题,拟尝试通过固体菌剂加以克服.以芽孢杆菌（Bacillus sp.）B01为研究对象,对其固态发酵过程中的载体、保护剂、接种量、装瓶量等常见工艺参数进行优化,制成固体菌剂,并与市售常见液体菌剂——EM菌进行对比,探究其对园林废弃物堆肥过程的影响.结果表明:B01固态发酵的最优载体配比为麦麸35%、米糠45%、乳糖6%、黄豆粉6%、硅藻土8%,保护剂为5%海藻糖,接种量为15%,装瓶量为15%,料水比为1:1.在该发酵条件下,B01固态发酵物活菌体数可达到2.62×1010 CFU/g（以干质量计）,存储90 d后,25℃下的存活率为30.19%.与EM菌相比,固体菌剂——B01可使园林废弃物堆肥过程中纤维素降解率提高11.04%、木质素降解率提高15.47%、腐殖质含量提高19.91%.研究显示,通过固态发酵条件的优化成功地将B01制成固体菌剂,该固体菌剂具有较高的活菌数量和较长的保质期,还可促进园林废弃物堆肥过程中木质素、纤维素的降解以及腐殖质的合成,具有显著的应用潜力.      

海洋石油降解酵母的分离鉴定与降解特性

以原油为唯一碳源,采用富集培养、平板涂布分离、平板划线纯化及摇瓶复筛等方法,从表层海水或海泥中分离得到2株具有较强石油降解能力的菌株SYB-5和SYB-2. 根据菌落及菌体形态、生理生化特征和分子生物学分析、鉴定显示,SYB-5为季也蒙毕赤酵母(Meyerozyma guilliermondii/Pichia guilliermondii),SYB-2为长孢洛德酵母(Lodderomyces elongisporus). 对2株酵母菌的石油降解性能的研究结果表明,SYB-5和SYB-2以原油组分作为碳源,以(NH₄)₂SO₄和(NH₄)₃PO₄作为氮源,在ρ(NaCl)为30g/L、氧气充足的条件下,生长的最适温度分别为36和32℃,pH均为7.0. 在最适生长条件下,培养5d后的原油降解率分别达到45.8%和34.4%. 当2株菌混合培养时,培养5d的原油降解率可提高到53.9%,培养8d时达到56.4%,说明2株菌利用原油作碳源生长时具有协同作用.      

东北土著白腐真菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水的可行性探讨

青顶拟多孔菌是一种可以降解木质素的白腐真菌,也是具有较高的产漆酶能力的生产者.选择青顶拟多孔菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水,于液体培养青顶拟多孔菌中的锥形瓶中添加不同体积的废水,考察其对不同稀释比玉米秸秆纤维素乙醇废水的处理效果,并通过研究废水投加时间的调控,获得具有高木质素降解率且相对最短降解时间的工艺条件.结果表明:青顶拟多孔菌可从废水中去除50%以上的COD_Cr和23.8%的木质素.对不同稀释比例（1%~20%）玉米秸秆纤维素乙醇废水中木质素具有较好的去除效果,其中稀释6%废水的体系中降解木质素效果最好,在第10天木质素降解率达到73.5%.不同废水投加时间对青顶拟多孔菌处理稀释20%废水体系中木质素的降解效果影响较大,第5天投加废水可获得理想的木质素降解效果,在试验进行的第19天降解率达到68.4%;在投加废水时间不同的情况下,经青顶拟多孔菌处理后的各体系中BOD₅/COD_Cr均有所提升,并且都提升至0.58以上,其中第9天投加废水体系经处理后BOD₅/COD_Cr最大,达到0.64.研究结果可为青顶拟多孔菌处理玉米秸秆纤维素乙醇废水的实际应用提供参考.      

白腐菌处理铅污染废弃稻草的动态变化研究

通过研究铅污染废弃稻草基质,探讨了不同w(Pb2+)条件下白腐菌对半纤维素、纤维素和木质素的降解性能以及发酵基质总重、腐殖酸碳的变化规律,并在降解半纤维素、纤维素和木质素的同时,研究了白腐菌对发酵基质中重金属的钝化作用.结果表明:在w(Pb2+)为200 mg/kg条件下,白腐菌对半纤维素、纤维素和木质素等较难降解的有机物表现出最好的降解性能,且对Pb2+的钝化作用很明显,对半纤维素、纤维素和木质素的降解率分别为52.36%,32.29%和44.16%;发酵基质总失重率最高达29.89%;w(腐殖酸碳)达142.01 mg/g.      

高效纤维素分解菌在蔬菜-花卉秸秆联合好氧堆肥中的应用

以滇池流域典型的蔬菜废物和花卉秸秆为堆肥原料,以本实验室筛选、保存的17株纤维素降解菌和1株购买的产黄纤维单胞菌(Cellulomonas Flavigena)为复合接种剂,对不同接种条件和控温条件下的联合堆肥中试进行了研究.实验结果表明,在一次发酵的初始阶段,以体积分数0.5%的接种量向堆肥中接种纤维素降解复合菌剂可有效提高发酵过程堆料中纤维素降解菌的种群密度,并使其迅速成为优势菌群,尤其是当堆体处于控温55℃的工况条件时,其菌群密度可保持在3.84×10⁹～1.80×10¹⁰CFU/g;在二次发酵的初始阶段,以体积分数1%的接种量接种,可有效提高二次发酵阶段堆温的回升.对堆料中木质素和纤维素含量以及堆肥终产物的粒径分布指标--过筛率的检测表明,接种的复合纤维素降解菌可有效地降解堆料中的木质纤维素,接种处理中纤维素的降解率比不接种处理高23.64%,接种处理堆肥终产物的过筛率(2.0 cm)比不接种处理高18.28%.研究表明,用纤维素降解复合菌剂进行二次接种二次发酵,能够有效地促进蔬菜-花卉秸秆联合好氧堆肥中物料的纤维素组分的降解,达到加快堆肥进程,提高堆肥品质的目的.     

一株源于污泥浓缩池厌氧除磷菌的分离、鉴定及特性研究

采用浓缩池污泥为细菌分离的种泥,利用传统和现代微生物的分离、鉴定相结合手段,分离出一株源于污泥浓缩池的厌氧除磷功能菌(NA菌),从细菌形态、生理生化和16S rDNA三方面确定了所得细菌的分类地位,利用静态厌氧反应对其进行厌氧除磷特性初探. 结果表明:可将NA菌鉴定为蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus),该菌株同时具有反硝化和厌氧除磷产生磷化氢(PH₃)的双重功能. 随着培养时间的不断增加,NA菌总数,TP去除率和PH₃生成量分别由第7天的1.2×103 mL-1,7.66%和0.124 mg/L上升至第21天的1.7×104 mL-1,11.50%和0.465 mg/L,PH₃生成量与TP去除率,NA菌总数之间表现为同步一致的正相关关系,但由于未进行驯化,NA菌的厌氧除磷产生PH₃的能力较弱.      

垃圾堆肥高效复合微生物菌剂的制备

将康氏木霉、白腐菌、变色栓菌与EM菌、固氮菌、解磷菌、解钾菌按一定配比扩大培养制成5组复合微生物菌剂,比较其产脱氢酶、淀粉水解酶和纤维素分解酶能力大小以及在实际堆肥中的应用效果,从中选出一组高效复合微生物菌剂Ⅴ,其配比为:康氏木霉∶白腐菌∶变色栓菌∶EM菌∶固氮菌∶解磷菌∶解钾菌=15∶15∶15∶25∶10∶10。      

响应面法优化重金属絮凝剂MAMPAM除Cu(Ⅱ)的絮凝条件

以聚丙烯酰胺(PAM)和巯基乙酸(TGA)为主要原料,经羟甲基化反应和酰胺化反应将巯基接枝到PAM分子链上,制备出具有重金属螯合能力的絮凝剂巯基乙酰化羟甲基聚丙烯酰胺(MAMPAM). 以含Cu(Ⅱ)水样为考察对象,采用响应面法中的CCD试验对MAMPAM除Cu(Ⅱ)的絮凝条件进行优化. 结果表明:①试验值与响应值的点基本呈线性,决定系数R2值为0.915 4,残差服从正态分布,说明模型的合理性和拟合性均较好;模型的F值为12.75,P值为0.000 2(<0.001),表明模型非常显著. ②水样初始pH(X₁)、Cu(Ⅱ)初始浓度(X₂)、MAMPAM投加量/Cu(Ⅱ)初始浓度(X₃)的P值分别为0.003 4、0.073 2、0.000 5,说明X₁、X₃为显著影响因素,X₂为不显著影响因素. 通过响应面分析,X₁X₃、X₂X₃之间的交互作用显著,X₁X₂之间的交互作用不显著. ③通过模型验证得到最佳絮凝条件为软件推荐的絮凝条件,即水样初始pH为5.8、Cu(Ⅱ)初始浓度为65.6 mg/L、MAMPAM投加量与Cu(Ⅱ)初始浓度的比值为3.7∶1,在此条件下试验测得的Cu(Ⅱ)去除率为95.05%,模型预测的Cu(Ⅱ)去除率为98.52%,相对偏差为?3.52%. 研究显示,利用响应面法优化MAMPAM除Cu(Ⅱ)的絮凝条件可行.      

内蒙古荒漠灌木根际解磷菌多样性及其解磷和产铁载体能力

为深入挖掘解磷菌资源,采用无机磷和有机磷培养基对内蒙古荒漠灌木根际解磷菌（phosphorus-solubilizing bacteria,PSB）进行分离筛选,以16S rRNA基因序列初步分析PSB的分类地位;采用钼锑钪比色法和钒钼比色法分别测定菌株的解无机磷和有机磷能力;采用铬天青S（CAS）蓝色平板法筛选可产铁载体的菌株,根据分光光度法定量测定产铁载体能力.结果表明:从荒漠灌木根部共分离到62株解磷细菌,分属6纲和21属,其中放线菌纲（Actinobacteria,32.26%）为最优势菌纲,芽孢杆菌属（Bacillus,17.74%）为最优势菌属;其中23株菌可以使PVK培养基变色,解无机磷能力较强,为4.2~33.99 g/mL;32株菌可在有机磷培养基上生长,其解有机磷能力为0.30~191.03 IU;有22株菌具有产铁载体能力,其铁载体的相对含量（A_s/A_r）范围为0.47~0.99.研究显示:内蒙古荒漠灌木根际PSB类群多样,且不同灌木间PSB组成差异较为明显;含有多种较高解有机磷能力和产铁载体能力的PSB菌株是多种植物根际促生菌的重要来源.      

Fenton氧化法对制革废水中难降解四羟甲基氯化磷的去除作用

制革废水中四羟甲基氯化磷(THPC)属于有机磷,其结构稳定、难降解、对微生物具有抑制作用,传统的生化处理技术不能有效地处理此类废水。采用Fenton氧化法处理含THPC制革废水,考察H₂O₂投加量、pH、m(Fe2+)/m(H₂O₂)、反应时间、紫外光波长等因素对TP和COD去除效果的影响,建立了TP降解的动力学模型。结果表明:在pH=4,H₂O₂投加量为6667 mg/L,m(Fe2+)/m(H₂O₂)=1,反应时间为80 min时,TP和COD去除率最高,分别达到43%和83%;紫外光助(波长185 nm)Fenton体系可提高THPC的降解效果;动力学模型研究发现,H₂O₂投加量分级数(q=1.065)高于有机物的底物分级数(a=0.858),表明Fenton体系降解TP的反应速率主要受H₂O₂投加量制约。     

发酵液作为EBPR碳源的动力学模拟

发酵液是一种优质的碳源,能够提高生物除磷系统(EBPR)的除磷效果.采用基于碳源代谢的修正ASM2模型,能够较好地模拟发酵液作为EBPR碳源的动力学变化规律.发酵液作为EBPR唯一碳源时,系统中的异养菌不仅不对聚磷菌(PAO)的生长构成竞争关系,反而促进PAO的生长.发酵液作为实际污水的补充碳源时,优化了污水中的碳源组成,创造了有利于聚磷菌生长的环境,使EBPR中聚磷菌达到微生物总量的40%以上,比实际污水作为碳源的EBPR中的PAO含量提高了3.3倍.     

淀粉废水生产微生物絮凝剂及发酵动力学特征

以淀粉生产废水为原料制备微生物絮凝剂,考察了外加磷酸盐、氮源对微生物絮凝剂产量和絮凝活性的影响,分析了絮凝菌的生长与代谢特征,检测了发酵过程中pH值、COD、氨氮、及总磷的变化规律,分别利用Logistic和Luedeking-Piret模型对絮凝菌生长和代谢产物生成的动力学过程进行了拟合,并探索了微生物絮凝剂对淀粉废水的絮凝沉降性能.结果表明,外加6g/L的磷酸盐（K2HPO4：KH2PO4=2：1,w/w）和2g/L的尿素,所制备微生物絮凝剂的产量和絮凝活性分别显著提高至0.96g/L和92.8%.在对数生长期,菌体干重、细胞浓度OD₆₀₀和菌落数分别迅速增加至1.58g/L、0.86和5.3×10⁷cfu/mL,淀粉废水培养基的COD、氨氮、总磷分别由7836、975、712mg/L迅速降低至1736、188、146mg/L. 絮凝菌发酵结束后,发酵培养基的pH值由6.8略降至6.5.絮凝菌代谢获得的微生物絮凝剂中多糖含量为96.2%,基本不含蛋白质.Logistic和Luedeking-Piret模型的拟合结果能够较好地描述絮凝菌生长和代谢产物生成的动力学过程.此外,本实验制备的微生物絮凝剂在投加量为30mg/L时,能够去除淀粉废水中48.6%的COD和71.9%的浊度.     

基于贝叶斯公式的地下水污染源识别

将贝叶斯公式与地下水二维水质对流-扩散方程相耦合,建立依靠监测井监测值的地下水污染源参数（污染源强度M、排放位置（X₀,Y₀）和排放时刻T₀）反演模型.针对监测井监测值信息量不充分或者监测值与模型参数关联性较弱的问题,提出了一种基于贝叶斯公式与信息熵的监测井优化设计方法.构建一个污染物在承压含水层中瞬时排放的算例,在确定单井监测及监测次数条件下,以监测井位置D及监测频率Dt的优化为目标,分别进行模型参数后验分布信息熵最小的单目标监测方案优化,以及信息熵最小且监测耗时最短的多目标监测方案优化.依据优化后的监测方案采用延迟拒绝自适应Metropolis算法进行污染源参数反演识别.算例研究表明：在预设定单井监测,且监测次数为5次条件下,单目标优化后的监测方案为D=（830.2,199.8）,△t=2.7,在此监测方案下,4个污染源参数M,X₀,Y₀,T₀的反演均值误差分别为19.5%、13.2%、3.4%、1.3%;多目标优化后的监测方案为D=（807.9,199.4）,△t=1.2,在此监测方案下,4个污染源参数M,X₀,Y₀,T₀的反演均值误差分别为19.9%、13.4%、3.7%、4.2%.与基于单目标优化的监测方案的反演结果相比,基于多目标优化的监测方案条件下,污染源参数的反演均值误差虽分别增加了0.4%、0.2%、0.3%、2.9%,但监测时间却显著缩短了55.6%.     

不同基质培养条件下的好氧颗粒污泥特性研究

采用序批式活性污泥(SBR)工艺,分别以葡萄糖(R₁反应器)和乙酸钠为基质(R₂反应器)运行102 d,对培养成熟的颗粒污泥特性进行研究. 结果表明:R₁反应器中以球菌为主,R₂反应器中以杆菌、球菌为主;在颗粒刚成熟时,R₂反应器的颗粒大些,且集中,粒径在0.1～1.0 mm,随着颗粒成熟期的延长,R₁反应器的粒径要大些,最大为2.2 mm;R₁和R₂反应器的耗氧速率(OUR)分别为 1.184和0.944 mg/(L·min),比耗氧速率(SOUR)分别为0.838和0.825 mg/(g·min);有机污染负荷为600～1　200　mg/L时,R₁和R₂反应器的COD_Cr去除率均达到95%～98%.      

利用菌-藻体系净化水产养殖废水

采用正交法确定由地衣芽孢杆菌、硝化细菌、月芽藻、四尾栅藻组成的菌-藻体系去除水产养殖废水中的COD_Cr,NH₄+-N,NO₂－-N,NO₃－-N以及溶解态磷(DP)的最优化体积比.结果表明,地衣芽孢杆菌、硝化细菌、月芽藻、四尾栅藻接种量分别为2.01×106, 2.18×106, 1.95×106和1.89×106 cfu/mL,V(地衣芽孢杆菌)∶V(硝化细菌)∶V(月芽藻)∶V(四尾栅藻)为1∶2∶2∶2时,污染物的去除效果最佳,其中,COD_Cr,NH₄+-N,NO₂－-N,NO₃－-N和DP的去除率分别为44.05%,89.16%,100%,98.62%和100%,投加菌-藻溶液的养殖废水污染物去除率优于其自身的净化效果.通过对体系中各因素极差分析得出,地衣芽孢杆菌是体系中去除COD_Cr和NO₃－-N的主要因素,月芽藻是去除NH₄+-N的主要因素,四尾栅藻是去除NO₂－-N的主要因素,硝化细菌是去除DP的主要因素.      

生物质固体废物厌氧发酵过程中HS对产CH4作用研究进展

针对生物质固体废物量大面广,具有污染和资源利用双重特性,厌氧发酵能源化可促进其污染控制,且过程中部分有机成分在微生物作用下转化成腐殖质（HS）.通过分析厌氧发酵过程中HS转化规律、HS结构特征与氧化还原性能、腐殖质还原菌与产甲烷菌活性、产CH₄效率之间的响应关系和作用机制研究进展,总结凝练出生物质厌氧发酵系统内HS对CH₄的调控原理,为减少厌氧发酵系统内HS对产CH₄途径的抑制作用,提高发酵效率的技术研究提供理论支撑.     

pH值调控柠檬酸污泥厌氧发酵产酸及碳源潜力研究

以柠檬酸废水厌氧颗粒污泥为接种物,在不同pH值调控条件下开展柠檬酸生产废水剩余活性污泥厌氧发酵产酸研究。通过对发酵液挥发性脂肪酸(VFAs)、有机质、氮磷和污泥脱水性能的分析,探讨了柠檬酸污泥厌氧产酸机制。结果表明,pH³10的碱性条件更有利于有机质的溶出从而促进VFAs的产生。三维荧光光谱分析发现在恒定pH值下腐殖酸(HA)和富里酸(FA)会大量溶出降低VFAs的产量。初始pH=10是柠檬酸污泥厌氧产酸的最佳pH值,发酵4d的VFAs浓度最高达(6681.47±126.82)mg COD/L,是文献报道中市政污泥产酸量的近2倍,其中乙酸占比49.8%,发酵后产酸功能菌Chloroflexi、Bacteroidota的相对丰度分别由初始的9.52%、10.87%增至16.84%、14.39%,污泥归一化毛细吸水时间(n_CST)为(11.34±0.27)s×L/g,脱水性能良好,发酵液TP浓度为(20.45±0.33)mg/L。研究表明,利用柠檬酸剩余活性污泥碱性厌氧发酵产酸作为污水处理过程中的外加碳源具有较大潜力。