紫外线消毒后耐药性大肠埃希氏菌的光复活特性

为了考察耐药性大肠埃希氏菌在紫外线消毒后的光复活特性及耐药性的变化,选用从城市污水处理厂分离得到的多重耐药性大肠埃希氏菌SER8作为受试菌株进行紫外线消毒和光复活研究。考察不同剂量紫外线辐照对大肠埃希氏菌SER8的光复活率和光复活速率的影响,以及在磷酸盐缓冲溶液和二沉池出水中复活情况的差别。采用Kirby-Bauer纸片琼脂扩散法考察在紫外线消毒和光复活过程中大肠埃希氏菌SER8对四环素、氨苄西林、诺氟沙星、链霉素、庆大霉素、头孢噻肟、磺胺甲恶唑、环丙沙星和氯霉素的耐药表型。结果表明,在10~40 mJ·cm~(-2)紫外线辐照剂量范围内,大肠埃希氏菌SER8的光复活率和光复活速率基本上随着紫外线辐照剂量的增大而减小。在紫外线消毒后接受日光灯照射的48 h内,大肠埃希氏菌SER8在二沉池出水中的复活率基本与磷酸盐缓冲溶液中的相似,但在48~72 h阶段存在一定的差异。接受20 mJ·cm~(-2)紫外线辐照后经日光灯照射48 h的过程中,大肠埃希氏菌SER8对9种抗生素的耐药表型均未发生变化。     

水质对紫外消毒在两种典型再生水中应用的影响

以大肠杆菌为对象，研究了再生水水质变化对紫外消毒效果和光复活的影响。结果表明，紫外对大肠杆菌有很强的灭活作用，在紫外剂量为4mJ／cm^2时，大肠杆菌的灭活率达到了4．41个对数级。腐殖酸、铁和2种再生水水体中其他溶解性物质会影响光吸收和紫外透射率，但对紫外消毒动力学无影响。在颗粒物浓度为0～200mg／L的范围内，外源高岭土和活性污泥等颗粒物的投加对紫外消毒效果影响较小，而再生水水样W1中原有的2．61／1：g／L的颗粒物则会极大地影响消毒效果，使UV对细菌的灭活出现明显的拖尾现象。腐殖酸会增强紫外损伤大肠杆菌的光复活能力，但2种再生水中细菌的光复活能力相对磷酸盐缓冲溶液（PBS）中减弱，减弱程度在不同水样中有所不同。     

鼠伤寒沙门氏菌的紫外灭活及光复活抑制的研究

研究了鼠伤寒沙门氏菌的紫外失活动力学、在日光灯下的光复活现象以及氯对其光复活的抑制。结果表明,鼠伤寒沙门氏菌的紫外失活动力学曲线分为滞后区、一级动力学区、拖尾区三阶段,在PBS中的一级动力学失活速率常数为0.9041 cm2/mJ。而紫外灭活后的鼠伤寒沙门氏菌在日光灯下存在光复活。当紫外剂量为10 mJ/cm2时,鼠伤寒沙门氏菌在日光灯下照射3 h内发生明显的光复活,浓度从8.6×103CFU/mL增加到4.1×106 CFU/mL;但是在紫外消毒后,投加1 mg/L的氯可以有效抑制该细菌的光复活,投加2 mg/L的氯可以在10 min内全部灭活。因此,紫外-氯联合消毒能够有效的抑制鼠伤寒沙门氏菌细菌光复活,使其得到高效灭活。     

三氯异氰尿酸在窖水中的余氯衰减规律及消毒效果

为保持集雨窖水水质,提高饮用水安全性,采用向窖水中投加三氯异氰尿酸(trichloroisocyanuric acid,TCCA)的消毒方法,检测主体水的余氯衰减规律和微生物的变化情况,重点研究了消毒剂投加量、温度及pH等因素的影响。实验结果表明:余氯衰减过程符合一级动力学模型;随初始氯投加量的增大,水中余氯衰减量增大,余氯衰减系数减小且与初始投加量的倒数成线性正相关;随水中有机物等反应物浓度的降低,余氯衰减量减少,余氯衰减系数减小;随温度的升高,余氯衰减量增大,衰减系数增大;随pH的增大,余氯衰减量减少,衰减系数减小;水中菌落总数的灭活率随消毒剂投加量的增加而增大。当消毒剂浓度为1.5～2.5 mg·L~(-1)时,在60 min内可完成对菌落总数99.0%的灭活;当消毒剂浓度大于2.5 mg·L~(-1)时,在30 min内可完成对菌落总数99.9%的灭活。在pH为6～9时,pH越小,消毒效果越好;在10～30℃时,温度越高,消毒效果越好;水中氨氮存在时,氯胺的生成会减弱短期消毒效果。与传统氯制消毒剂相比,TCCA在窖水消毒方面有较好的应用前景。     

MBR出水氯、紫外、臭氧单独与组合消毒

采用氯、紫外和臭氧单独与2种组合工艺对MBR工艺中试出水进行了消毒实验,研究了不同消毒方式对指示性微生物的去除效果以及消毒副产物三卤甲烷(THMs)生成量随有效氯投加量的变化。结果表明,组合工艺消毒效果明显优于单独消毒效果,紫外剂量为25 mJ/cm2与有效氯投加量为3 mg/L的紫外与氯组合、臭氧投加量为6 mg/L与有效氯投加量为4 mg/L的臭氧与氯组合2种工艺消毒后出水中的总大肠菌群指标均满足《污水再生利用城市杂用水水质》(GB/T 18920-2002)的要求。THMs生成量随着有效氯投加量的增加而增加。相对紫外与氯组合消毒,臭氧与氯组合消毒可以大幅度降低THMs生成量,有效氯投加量为4 mg/L时,THMs生成浓度为14.11μg/L,比氯单独消毒过程降低了37.19%。     

紫外-氯顺序灭活地下水源水中真菌的效能

以地下水源水中真菌为研究对象,研究了单独紫外线灭活、单独氯灭活以及紫外线-氯顺序灭活的灭菌效果,同时对单独消毒剂灭活进行了动力学研究,确定了其动力学参数。结果表明:单独紫外线灭活时,在相同紫外剂量(I·t)下,高紫外强度(I)下真菌的灭活效果优于低紫外强度的灭活效果;紫外线灭活符合一级光化学反应,其速率常数k为0.044~0.077 cm2·(m W·s)~(-1)。单独氯灭活时,氯浓度2.0 mg·L~(-1),作用30 min,真菌灭活率达到95%;氯衰减符合一级衰减模型,即氯灭活真菌符合一级动力学反应,其速率常数k为0.056~0.081 L·(mg·s)~(-1)。紫外线-氯顺序灭活时,高紫外剂量-低加氯量可以达到低紫外剂量-高加氯量的灭活效果;真菌完全灭活时,紫外剂量从5 m J·cm~(-2)增加到30 m J·cm~(-2),加氯量可降低1~2 mg·L~(-1),减少了消毒副产物的生成量,降低了生态环境风险;紫外线与氯顺序灭活具有协同效应。     

炼化企业中水紫外线消毒及其影响因素

研究水质对254 nm紫外线透射率的影响,通过动态实验考察了照射时间、254 nm紫外线透射率以及紫外线剂量对炼化企业中水消毒效果的影响并同时考察异养菌、硫酸盐还原菌和铁细菌的光复活及暗修复现象。结果表明,有机物是影响炼化企业中水紫外线消毒的重要因素;紫外线对炼化企业中水中的异养菌具有良好的灭活作用;增加照射时间对消毒效果的提升作用受254 nm紫外线透射率的影响;紫外线透射率在较低的范围内时对消毒效果的影响相对较大,在较高的范围内时影响较小;紫外线剂量-响应曲线受254 nm紫外线透射率的影响;剂量的"成分",即照射时间和透射率的不同组合,也会对消毒效果产生影响;在80 mJ/cm2的剂量下,20 h内异养菌出现了较强烈的光复活和暗修复现象,铁细菌仅出现了明显的光复活现象,硫酸盐还原菌没有表现出明显的复活。     

紫外线消毒对3种大肠杆菌的灭活效果和耐药性影响

为了考察紫外线消毒对水中细菌的灭活效果及耐药性的影响,使用3种具有不同耐药性的大肠杆菌(大肠杆菌ATCC25922、对四环素和磺胺甲恶唑二重耐药的大肠杆菌SER2以及对四环素、磺胺甲恶唑、氨苄西林、庆大霉素、链霉素和头孢噻肟六重耐药的大肠杆菌SER6)进行紫外线消毒实验。通过平板计数法研究了不同剂量的紫外线辐照对大肠杆菌的灭活率,并利用K-B纸片琼脂扩散法和扫描电子显微镜分别考察了紫外线消毒后大肠杆菌耐药性和细胞形态的变化。结果表明,在20 m J/cm2的紫外线辐照剂量下大肠杆菌ATCC25922、SER2和SER6的对数灭活率分别为4.75、5.04和3.83。大肠杆菌ATCC25922和SER2的紫外线消毒灭活效果基本相同,而大肠杆菌SER6的灭活率偏低。经80 m J/cm2的紫外线消毒之后,大肠杆菌SER6对庆大霉素药敏纸片抑菌环直径较消毒前发生了显著变化(p0.05)。高辐照剂量(200m J/cm2)的紫外线消毒能够造成菌株形态上的破坏,这是导致其灭活的原因之一。     

Plackett-Burman法筛选污水中氨氮去除的主要影响因素

结合生产实际运行数据,分析了深圳市某污水处理厂A2O生物处理单元、AB生物处理单元、微絮凝过滤单元和次氯酸钠消毒单元等对氨氮的去除效果,采用基于蒙特卡罗(Monte-Carlo)模拟的概率统计方法对该厂再生水中氨氮符合相应标准的概率(保障率)进行了定量计算。结果表明,氨氮存在较大的超标风险,对此采用Plackett-Burman设计对全流程处理工艺中影响氨氮去除效果的因素进行了研究,筛选出了主要控制因子:混合液回流比、过滤池聚合氯化铝(PAC)投加量和接触池中次氯酸钠投加量,为进一步优化工艺参数提供了重要理论依据和实践基础。     

固定化氨氮降解菌处理氨氮废水的试验研究

考察了海藻酸钠(SA)和聚乙烯醇(PVA)含量对固定化载体性能的影响,并筛选了最优条件制备固定化氨氮降解菌,研究其对氨氮废水的处理效果。当PVA和SA质量分数分别为8.00%、1.00%时,制成的固定化载体抗压性能最好,能够形成丰富的多孔结构。固定化氨氮降解菌在处理氨氮废水前驯化168h,可以恢复较高活性。在固定化氨氮降解菌投加量2%(质量分数)、反应温度30℃、pH 8.01、溶解氧3.0 mg/L的条件下反应60h,氨氮废水中的氨氮质量浓度从最初的3 835.29 mg/L降为82.35mg/L,去除率为97.85%。固定化氨氮降解菌在投加量低于氨氮降解菌的情况下,仍然能实现与之相近的氨氮废水处理效果,证明固定化氨氮降解菌能高效处理高浓度氨氮废水。     

炼化企业中水紫外线消毒及其影响因素简

研究水质对254 nm紫外线透射率的影响，通过动态实验考察了照射时间、254 nm紫外线透射率以及紫外线剂量对炼化企业中水消毒效果的影响并同时考察异养菌、硫酸盐还原菌和铁细菌的光复活及暗修复现象。结果表明，有机物是影响炼化企业中水紫外线消毒的重要因素；紫外线对炼化企业中水中的异养菌具有良好的灭活作用；增加照射时间对消毒效果的提升作用受254 nm紫外线透射率的影响；紫外线透射率在较低的范围内时对消毒效果的影响相对较大，在较高的范围内时影响较小；紫外线剂量-响应曲线受254 nm紫外线透射率的影响；剂量的“成分”，即照射时间和透射率的不同组合，也会对消毒效果产生影响；在80 mJ/cm²的剂量下，20 h内异养菌出现了较强烈的光复活和暗修复现象，铁细菌仅出现了明显的光复活现象，硫酸盐还原菌没有表现出明显的复活。     

紫外联合过硫酸盐杀灭水中大肠杆菌

为提高UV杀菌效率并同时解决UV杀菌存在光复活现象的问题,以大肠杆菌为研究对象,采用UV-PS(紫外联合过硫酸盐)体系杀灭水中大肠杆菌,研究了各因素对UV-PS体系杀菌效果的影响,并考察复活光强度(0～42μW·cm~(-2))对不同体系处理后大肠杆菌复活的影响,最后分析其杀菌机理。结果表明:UV-PS体系杀菌效率高于单独UV及单独PS杀菌,15 mJ·cm~(-2)紫外剂量下,0.3 mmol·L-1 PS的加入较单独UV杀菌时大肠杆菌对数去除率增加1.0个对数级;且一定范围内大肠杆菌对数去除率随着PS初始浓度的增加而增加;中性条件更有利于大肠杆菌杀灭;Fe2+对大肠杆菌杀灭产生抑制效果;大肠杆菌经UV-PS体系处理后光复活能力明显下降,且仅在较强的复活光照下才会产生一定的光复活;UV-PS体系较单独UV杀菌时大肠杆菌细胞形态破坏更为严重,UV-PS体系产生的硫酸根自由基首先攻击细胞表面,使得细胞结构破损,细胞膜破裂,进而对其内容物进行氧化损伤,导致细胞死亡。UV-PS体系杀菌效率高且对大肠杆菌的光复活现象抑制明显,具有一定的应用前景。     

城市污水处理工艺对宿主特异性标记物和肠道病原菌的去除效果

采用自制小型反应器模拟实验和实时荧光定量PCR检测方法,针对指示人类、犬类粪便污染的宿主特异性标记物,以及病原性大肠埃希氏菌、沙门氏菌和志贺氏菌等典型的肠道病原菌,分别考察了序批式活性污泥法(SBR)、混凝、过滤工艺对它们的去除效果。研究结果表明,SBR工艺的去除效果优于混凝和过滤工艺,对标记物和病原菌毒力基因的去除率都在93.5%以上。SBR工艺中初期短时间的搅拌即可去除大部分标记物和病原菌。在这3种处理工艺中,宿主特异性标记物与肠道病原菌毒力基因的去除率具有显著相关性,这说明宿主特异性标记物能够在一定程度上反映污水处理过程中肠道病原菌的含量。     

多相芬顿-活性炭工艺强化饮用水消毒效果

为了考察多相芬顿-活性炭工艺对饮用水中微生物消毒效果的影响,采用中试对活性炭工艺与多相芬顿-活性炭工艺进行了对比研究。该中试对水中溶解性有机物(DOC)、总细菌16S rRNA、三磷酸腺苷(ATP)及胞外多聚物(EPS)含量与性质进行了分析。结果表明,多相芬顿-活性炭工艺能够将出水DOC浓度控制在(0.90±0.11) mg·L~(-1),并使得EPS减少83.2%,降低EPS中蛋白质/多糖(PN/PS)比值,其凝聚性明显下降,在相同氯浓度投加情况下水中微生物16S rRNA基因拷贝数去除量提高了3.5个对数量级,ATP浓度降低为0.016 nmol·L~(-1)。因此,多相芬顿-活性炭工艺明显提高了对有机物的去除能力,显著降低EPS中蛋白质的含量,使得微生物凝聚性变差,微生物更加容易被消毒剂灭活,该工艺强化了饮用水消毒效果。     

银氮共掺杂二氧化钛的制备及其抗菌性能

采用溶胶凝胶-水热反应法,以金属银元素和非金属氮元素掺杂改性二氧化钛,制备出银氮共掺杂二氧化钛光催化剂,利用XRD、SEM、TEM和IR等测试技术对Ag-N-TiO_2的晶型结构、形貌结构、元素组成等进行表征。结果表明,采用溶胶凝胶-水热反应法所制备的Ag-N-TiO_2具有晶型好、结晶度高、粒径小(11.32 nm)、分布均匀等优点。以大肠埃希氏菌为目标细菌,考察Ag-N-TiO_2可见光光催化和避光条件下抗菌性能。结果表明,Ag-N-TiO_2在可见光和避光条件下都具有良好的抗菌效果,对大肠埃希氏菌的抑菌圈直径分别达到了15.2 mm和14.7 mm,SEM形态表征显示,添加催化剂的细菌细胞表面出现凹陷、皱褶或孔洞,同时鞭毛消失,表明所制催化剂具有良好的抗菌效果。     

亚铁离子活化过硫酸氢钾复合盐降解水溶液中萘普生

在不同pH值、Fe2浓度和过硫酸氢钾复合盐(PMS)浓度下,探究降解萘普生(NPX)的最佳条件,并通过分批投加Fe2+和改变投加顺序的方式,提高降解NPX的效率.结果表明,NPX在pH =3的条件下,降解效果最好;Fe2+浓度改变时,PMS/Fe2+/NPX=1/0.75/1条件下,NPX去除率最高;分批投加Fe2+和先投加Fe2+均可大幅提高NPX去除率.缓慢少量的产生硫酸根自由基(SO4--)更利于处理有机物,Fe2+的浓度则在产生自由基方面起着重要作用.     

磁性聚合硫酸铁混凝—NaClO氧化处理垃圾渗滤液

采用化学还原法制备的纳米Fe3O4与聚合硫酸铁(PFS)复合制备磁性聚合硫酸铁(MPFS)混凝剂,利用MPFS混凝—NaClO氧化组合工艺处理垃圾渗滤液,用单因素实验确定最佳运行参数。结果表明:MPFS对COD的去除效果优于PFS,在纳米Fe3O4与PFS的质量比为1∶3、MPFS投加质量浓度为3.5g/L、pH为6.5、混凝时间为25 min时,混凝效果最佳;混凝出水在NaClO投加摩尔浓度为140mmol/L、pH为6.0、氧化温度为50℃、氧化时间为65 min时,氧化效果最佳。在最佳运行条件下,MPFS混凝—NaClO氧化组合工艺对垃圾渗滤液COD、色度和氨氮的去除率分别达到88.2%、77.4%、80.3%。     

基于改性凹凸棒土的强化混凝处理高藻低浊原水工艺

针对水厂低浊高藻水的处理难题,研究了改性凹凸棒土(改性凹土)联合聚合氯化铝(PAC)强化混凝的除藻除浊效果。设计实验原水条件为叶绿素a(chl-a)浓度为98.58~110.35μg/L,浊度(5.6±0.5)NTU。考察了PAC和改性凹土的复配投加量、混凝沉淀时间、pH、投加顺序、搅拌速率等工艺参数对Chl-a和浊度耦合去除效果的影响。结果表明,"PAC+改性凹土"对Chl-a和浊度的去除效果明显优于单投PAC的效果。当PAC投药量12 mg/L,改性凹土投药量10 mg/L,沉淀时间20 min时,对Chl-a和浊度的去除率可分别达到92.5%和89.2%,可至少减少40%的PAC投量,且形成的矾花密实,沉降速度快,去除效率高。最适pH范围为7~8。投加顺序应为先投加改性凹土,混合搅拌转数宜慢速,可控制为50 r/min。     

耐低温贫营养好氧反硝化菌群脱氮特性及安全性

针对微污染水体强化原位生物脱氮技术同时面临低温、贫营养及好氧问题,对实验室已分离筛选的贫营养好氧反硝化菌和耐低温好氧反硝化菌进行菌源重组,构建出高效耐低温贫营养好氧脱氮功能菌群T1(Y3+F3+H8)和T2(Y3+F4)。研究不同投菌量条件下菌群的脱氮特性,结果表明,投菌量对T1脱氮效果有一定影响,0.1、0.2和1.0 mg/L投量对NO3--N去除率为71%、91%和100%,总氮去除率为56%、34%和52%;T2菌群,当投量为0.2 mg/L时,对NO3--N、总氮去除率最大可达66%和59.48%。对菌群T1、T2进行生物安全性分析,采用次氯酸钠进行消毒,其生物灭活率均达到99.9%以上。     

气升式反应器中微生物烟气脱硫研究

基于微生物酸性铁溶液烟气脱硫特性,实验构建了一套内循环气升式反应器.在反应器中,利用处于对数生长期的氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillus ferrooxidans)酸性铁溶液进行了模拟烟道气SO2脱除实验研究.为寻求高脱硫率,实验研究了铁离子浓度、入口氧含量、细菌数和pH值的变化对脱硫率的影响.考察了反应液中Fe(Ⅱ)离子浓度的变化规律.实验表明,含T.f菌酸性铁溶液的脱硫效果较高;Fe离子浓度在7.67 g/L左右时脱硫率最佳;入口气中氧含量、反应液中细菌数和pH值越高,反应液的脱硫率也就越高.反应液中的Fe(Ⅱ)离子浓度是一先扬后抑的变化过程.