A2O工艺活性污泥中可培养丝状细菌的多样性

活性污泥法是应用最广泛的污水处理方法之一,但是由于丝状菌过度繁殖而引发的污泥膨胀是制约其发展的重大难题.本研究从A2O工艺城市污水处理系统的膨胀期活性污泥中分离培养出17株丝状细菌.对各菌株进行了16S rDNA测序和系统发育树分析,结果表明,这些分离的可培养丝状细菌均属于链霉菌属;利用rep-PCR指纹图谱技术进一步分析了所得菌种属内多样性,显示出活性污泥中链霉菌存在丰富的多样性.由于这些可培养丝状细菌与引起污泥膨胀的优势丝状菌(微丝菌)生理特征差别较大,不会在污水处理系统中过度繁殖,本研究向活性污泥中投加一定量的链霉菌分离菌株,发现部分菌株对污泥的沉降性能有明显改善作用,为污泥膨胀的防控提供了新的思路.     

基于高通量测序的SBR反应器丝状膨胀污泥菌群分析

为探究丝状污泥膨胀及控制过程中细菌菌群和真菌菌群的变化规律,采用一套11 L的SBR反应器,接种某城市污水处理厂膨胀污泥,以乙酸钠为碳源进行人工配水,对膨胀污泥进行399 d的培养实验,采用高通量测序技术对污泥样本进行菌群多样性分析.结果表明,接种污泥菌群多样性比较丰富,经培养至污泥高度膨胀后,菌群多样性降低,污泥沉降性能恢复正常后,菌群多样性又逐渐增加.细菌中的腐螺旋菌属(Saprospiraceae_norank)、丛毛单胞菌属(Comamonadaceae_unclassified)和四球菌属(Tetrasphaera)相对丰度分别为13.37%、10.54%和8.59%,是接种污泥的主要细菌属.经过培养,膨胀污泥菌群发生变化,接种污泥中细菌相对丰度仅为0.01%的丝硫菌属(Thiothrix)增加至56.95%~60.14%,真菌中相对丰度为19.60%的丝孢菌属(Trichosporon)增加至94.82%.污泥膨胀得到控制后,污泥中丝硫菌属(Thiothrix)相对丰度减少至0.01%,丝孢菌属(Trichosporon)相对丰度减少至2.32%.丝硫菌属(Thiothrix)和丝孢菌属(Trichosporon)过多不利于污泥沉降.     

低溶解氧污泥微膨胀节能理论与方法的发现、提出及理论基础

预防和控制污泥膨胀一直是国内外研究的热点和难点,但目前尚未出现利用丝状菌特性、针对利用丝状菌污泥膨胀的节能理论与方法的研究.实际的污水处理厂运行结果表明,供氧不足引起了污泥膨胀,但并没有导致污泥流失,相反出水水质有所改善,出水COD、SS和TP的去除率得到了提高,基于此提出了低溶解氧污泥微膨胀节能理论与方法.在阐述低溶解氧污泥微膨胀节能方法的发现和提出的基础上,对低溶解氧引发丝状菌适度生长、丝状菌和微膨胀在提高出水水质的重要作用,及利用低溶解氧微膨胀来节能的机制进行了理论分析.并对低溶解氧污泥微膨胀节能理论和方法的应用和研究方向进行了展望.     

城市居家环境空气真菌群落结构特征研究

居室环境质量的优劣与人类健康密切相关.成年人约80%～90%的时间是在室内度过,而且现代人们的生活越来越离不开空调,由于人体、房间和空调机在室内会形成了一个封闭的循环系统,容易使细菌、病毒、霉菌等微生物大量繁衍.因此,百货商场、学校教室、办公室和现代住宅等近年来成为了室内环境空气质量的研究热点.在北京市5个方向(东南西北中)共选取31户具有小孩的家庭于2009年11月～2010年10月进行试验,研究了城市居家环境空气真菌的群落结构特征.结果表明,从分离的225株空气真菌中共鉴定出24属,从鉴定出现的次数来看,其优势真菌属依次为青霉属(Penicillium)、枝孢属(Cladosporium)、曲霉属(Aspergillus)、链格孢属(Alternaria)和茎点霉属(Phoma),其中青霉属出现的次数占分离菌株总数的36%.居家环境中青霉属、枝孢属、曲霉属、链格孢属、丛梗孢属(Monilia)的出现频率较高,其中青霉属的出现频率在90%以上;浓度百分比较高的真菌依次为青霉属、枝孢属、曲霉属、无孢菌和链格孢属,它们浓度总和约占总浓度的65.0%及以上,其中青霉属浓度百分比为32.2%.在北京市取样的31户家庭中,空气真菌浓度范围为62～3 498 CFU.m-3,平均值为837 CFU.m-3.空气真菌总浓度与枝孢属、曲霉属、链格孢属浓度的季节变化特征基本一致,夏季明显高于春季、秋季和冬季(P<0.05*),冬季浓度最低,而青霉属浓度的季节变化则表现为春季较高,夏季、秋季和冬季没有显著差异(P>0.05*).北京市居家环境空气真菌浓度男孩家庭明显高于女孩家庭(P<0.05*),并且家庭空气真菌浓度与人均居住面积呈显著负相关.     

SBR法处理生活污水时非丝状菌污泥膨胀的发生与控制

采用序批式活性污泥法(SBR)处理实际生活污水.研究了低溶解氧条件下,有机负荷对污泥膨胀的影响和突然降温对污泥沉降性能的影响.低溶解氧条件下,当有机负荷为0 20kg·(kg·d)-1和0 26kg·(kg·d)-1时,活性污泥中虽然有丝状菌存在,但并没有发生污泥膨胀.有机负荷达到0 57kg·(kg·d)-1时,菌胶团过量生长,发生非丝状菌污泥膨胀.提高溶解氧,降低有机负荷可使污泥沉降性能恢复正常.突然降温,也会导致非丝状菌污泥膨胀.恢复温度后,膨胀现象可得到控制.非丝状菌污泥膨胀除了没有丝状菌过量增殖外,还具有污泥有粘性,泥水混合液难过滤的特点.     

利用啤酒和味精废水开发微生物发酵培养基及其应用研究

利用啤酒和味精废水,经稀释添加某些成分后,成功研制出微生物发酵培养基.比较研究了真菌、细菌和链霉菌(生物农药生产菌)利用食品工业废水发酵培养基的可能性.结果表明,井冈霉素菌和阿维菌素菌不能利用废水培养基,分离、保存的特异灰色链霉菌西藏变种TAS-1和代号为HX-0501乳黄色细菌能利用废水发酵培养基.经生物测试,其发酵代谢产物对多种病原真菌具有很高的拮抗作用.该研究为利用食品工业废水生产生物农药,微生物处理废水及废物再生利用找到了1条新的途经.     

丝状菌污泥膨胀对脱氮除磷功能菌群的影响

丝状菌引起的污泥膨胀或生物泡沫是活性污泥法污水处理厂运行管理中经常碰到的异常问题,为确定丝状菌引起的污泥膨胀对脱氮除磷系统功能菌群的影响,采用形态学鉴定和Illumina MiSeq高通量测序对5座城市污水处理厂非膨胀期和膨胀期活性污泥、生物泡沫中关键微生物菌群分布特征进行分析研究.结果表明,污泥膨胀和生物泡沫主要由微丝菌(Microthrix parvicella)引起,膨胀期污泥和生物泡沫中微丝菌最高比例达6%和38%.主要脱氮除磷菌属为亚硝化单胞菌(Nitrosomonas)、硝化螺菌(Nitrospira)、陶厄氏菌(Thauera)和Candidatus Accumulibacter phosphatis.膨胀期与非膨胀期相比AOB和聚磷菌相对丰度明显降低,最大变化比例为54%和47%,反硝化菌相对丰度显著升高,最大变化比例为73%;脱氮除磷菌群的波动变化受污泥膨胀的影响外,还与处理工艺及菌群的生理特性相关.     

活性污泥丝状菌膨胀的起因分析及控制措施

介绍近年来人们从污泥中新分离鉴定的一些丝状菌,如Herpetosiphon、杆菌属的Mycoides、Eikelboom属中021N、1701、0041和0803型等.曝气池中的泡沫是由放射菌纲的奴卡氏菌属产生的.活性污泥的絮凝体是一种含有蛋白质、核酸、碳水化合物和灰分的物质,增加絮凝体数量和大小有利于污泥沉降,而丝状菌菌丝总长度增加则使污泥沉降性能下降.由于保持较高溶解氧浓度(≥2mg/L)和污泥有机负荷(F/M),在曝气池前设置接触混合池、投加氯、间歇式进水等能抑制丝状菌生长,故这些都是消除丝状菌膨胀的有效措施。     

A2O-BAF反硝化除磷工艺丝状菌膨胀的发生及控制

为了有效控制A2O-BAF反硝化除磷工艺处理实际生活污水时产生的丝状菌污泥膨胀,研究了有机负荷和冬季突然降温对丝状菌污泥膨胀的影响.结果表明:当有机负荷低于0.30kgCOD/(kgMLSS·d)时,系统中存在轻度的丝状菌污泥膨胀现象;当有机负荷高于0.55kgCOD/(kgMLSS·d)时,容易引发严重的丝状菌污泥膨胀,调节有机负荷可使丝状菌污泥膨胀得到有效控制.冬季突然降温也会导致污泥膨胀的发生,恢复温度后,污泥沉降性能恢复正常,丝状菌污泥膨胀亦得到有效控制.     

北京市夏季空气真菌生态分布特征

研究了北京市夏季空气真菌的群落结构和分布特征．结果表明,空气真菌优势菌属依次为枝孢属(Cladosporium)、链格孢属(Alternaria)、无孢菌(non—sporulating mycelia)、青霉属(Penicillium)和曲霉属(Aspergillus),其中枝孢属浓度占总浓度的47．2％,出现频率为100％,是绝对的优势真菌属．在不同的功能区,教区枝孢属最多,占53．5％,交通干线青霉属和链格孢属最多,分别占7．2％和24．3％．公园绿地无孢菌占31．7％,明显多于教区和交通干线,不同的环境条件能够改变空气真菌类群的浓度．公园绿地和教区空气真菌总浓度明显高于普通干线(P＜0．01)．空气真菌的粒子径主要分布在1．0—6．0um,约占总数的70％,呈对数正态分布．公园绿地空气真菌中值直径大于交通干线和教区,分别为2．50um,2．37um和2．04um．     

处理垃圾渗滤液的SBR中微生物种群与污泥比阻

为了研究活性污泥法处理垃圾渗滤液时污泥过滤性能与微生物种群的关系,采用两组运行参数相同的SBR反应器对某垃圾焚烧发电厂的垃圾渗滤液进行处理,一组置于太阳光照下(SBR1),另一组置于室内黑暗处(SBR2).在运行过程中发现SBR1在第30~50 d出现了轮虫等捕食性后生动物,污泥比阻在第35 d出现下降;而SBR2在第40 d发生了丝状膨胀,污泥比阻一直上升.为了研究两组反应器中微生物种群的差异,取两反应器运行至第50 d的活性污泥进行高通量测序发现:SBR1真菌中Rozellomycota为优势菌门,相对丰度为83.71%.SBR2真菌中Basidiomycota和Trichosporon为优势菌门和菌属,相对丰度分别为99.84%和99.78%.SBR1中细菌丰度较SBR2高,Thauera是SBR1中主要细菌菌属,其相对丰度为39.35%;Planktosalinus、Thauera和Ottowia为SBR2中优势细菌菌属,其相对丰度分别为16.84%、16.23%和12.55%.SBR2中主要真菌和细菌菌属类型和丰度均与SBR1存在差异,可见活性污泥中的微生物种群结构是影响污泥过滤性能的主要因素,同时太阳光照会影响活性污泥反应器中的微生物种群结构.     

Responses of protists with different feeding habits to the changes of activated sludge conditions: A study based on biomass data

Changes of protists, which were categorized into different functional groups primarily according to their feeding habits, in two full-scale municipal wastewater treatment systems experiencing sludge bulking were investigated over a period of 14 months. Protist biomass represented 3.7% to 5.2% of total biomass on average under normal sludge conditions, and the percentage increased significantly (p < 0.05) under sludge bulking conditions. The biomass of Chilodonella spp., capable of eating filamentous bacteria, tended to decrease in both systems when sludge bulking occurred, showing that the abnormal growth of filamentous bacteria did not lead to a biomass bloom of this group of protists. On the other hand, the bactivorous protists represented more than 96% of total protist biomass, and the biomass of this group, particularly the attached ciliates, increased significantly (p < 0.05) when sludge bulking occurred. The significant increase of the attached ciliates may have possibly facilitated the growth of filamentous bacteria through selectively preying on non-filamentous bacteria and further exacerbated sludge bulking. The redundancy analysis and correlation analysis results showed that the biomass changes of the attached ciliates were primarily related to the sludge volume index and to some extent related to five-day biochemical oxygen demand loading and hydraulic retention time.     

低负荷氧化沟系统中EPS与活性污泥沉降性能的关系

污泥膨胀是氧化沟系统中常见的运行问题,为寻求有效的针对性污泥膨胀的控制措施,需要首先明确污泥膨胀发生的机理.因此,在实验室模拟氧化沟处理系统中,采用以可溶性淀粉为碳源的模拟生活污水,探索了系统内污泥EPS的变化及其与污泥膨胀的关系.试验结果显示,在低负荷氧化沟中,污泥出现丝状膨胀,污泥中EPS含量及EPS中蛋白质含量与污泥的沉降性能(SVI)之间呈现出明显的负线性关系,但EPS中糖的含量与污泥的SVI之间无明显的线性关系.适当提高污泥负荷,污泥的EPS含量增加、沉降性能改善.研究认为,在低负荷运行的系统且缺乏细菌可快速容易降解碳源的条件下出现的污泥中EPS减少,并非是氧化沟污泥发生丝状膨胀的致因,丝状菌的优势繁殖才是根本原因.不能通过控制EPS来影响氧化沟低负荷下的污泥丝状膨胀.     

营养失衡下的分层分质EPS对异型膨胀污泥及其沉降性差异影响

为探索EPS对膨胀污泥沉降性的影响,通过减少进水P源、N源的方式培养异型膨胀活性污泥,分析不同层、不同组分EPS对异型膨胀污泥沉降性影响.结果表明：异型膨胀（非丝状菌粘性膨胀、丝状菌膨胀）活性污泥EPS多糖组分Total-PS、中层组分（L-PS）含量均高于正常污泥.非丝状菌粘性膨胀污泥EPS各层多糖含量高于丝状菌膨胀污泥,而各层蛋白质（PN）含量均低于丝状菌膨胀污泥.非丝状菌粘性膨胀污泥Total-EPS（（229±94）mg/g MLSS）、PS/PN值不仅显著高于正常活性污泥（（86±16）mg/g MLSS）,也高于丝状菌膨胀污泥（（108±30）mg/g MLSS）.非丝状菌粘性膨胀污泥EPS多糖总量Total-PS、蛋白质总量Total-PN越高,SVI值越大,污泥沉降性越差,越易膨胀,且EPS蛋白质组分对污泥膨胀作用大于多糖;从不同层EPS看,松散外层（S层）EPS对非丝状菌粘性膨胀作用最大（S-PN与SVI值相关性最大,r为0.881,P<0.05）,是主要影响因子.丝状菌膨胀污泥,除了内层紧密型T-PN对SVI值影响较大外,其他各层、各组分EPS含量与SVI均呈微弱负相关.     

痕量金属缺乏症引起的污泥丝状菌膨胀及其控制

本文在简要描述活性污泥处理过程中有机物降解及微生物增长对营养的需求的基础上,对由痕量金属缺乏症引起的污泥丝状菌膨胀问题进行了分析,说明了在处理过程中生长速率缓慢的丝状菌大量繁殖,而生长速率快速的絮凝微生物受到抑制的原因。本文还介绍了用补充痕量金属的方法成功地控制丝状性污泥膨胀的几个实例。