异养硝化细菌处理氨氮废水及影响因素研究

从生物陶粒反应器中筛选出6株异养硝化细菌,将异养硝化细菌扩大培养后,建立SBR反应器并进行了氨氮去除的试验研究。在SBR反应器进入稳定运行阶段时,可以观察到系统对于氨氮的去除率稳定在82．96％左右,表现出较好的氨氮去除效果;出水亚硝酸盐含量一直维持在较低的水平,其最大值不超过3．84mg·L-1;COD的平均去除率为54．72％,基本实现了同一反应器中的有机物和氨氮的共同去除。异养硝化SBR反应器温度为29℃时,反应器对氨氮和总氮的去除能力最大为82．28％和47．27％;在pH值为8．0时,氨氮去除率最高达到80．15％。C／N〈4．5时,随着C／N比的增加,氨氮和总氮的去除率快速增加;在C/N为6时,氨氮去除率最高达到87．62％。     

人工强制混合充氧对分层型水库细菌群落演替的影响

为深度解析人工强制混合充氧过程中细菌群落的演替，以西安金盆水库为研究对象，对2018年8月~2019年4月水库主库区垂向细菌种群结构进行连续监测.结果表明，受人工强制混合充氧作用影响，水库水体中的优势菌群蓝细菌门（Cyanobacteria）的丰度由11.7%~19.2%降至6.3%~8.9%.其中，表层、中层和底层水体蓝细菌的丰度分别由18.3%、11.7%、19.2%降至8.9%、6.3%、7.9%.人工强制混合作用使垂向水体细菌的种群结构差异降低，样本之间的离散度逐渐减小，其中优势菌群放线菌门（Actinobacteria）和变形菌门（Proteobacteria）在水体垂向的丰度分别由"中 > 底 > 表"和"表 > 底 > 中"，逐渐变为表、中、底层趋于均一.人工强制充氧作用使底部水体溶解氧（DO）含量逐渐升高，好氧型细菌的丰度得到明显的增加，其中Polynucleobacter的丰度从0.06%增加到1.06%，甲基孢囊菌属（Methylocystis）的丰度由0.18%增至2.20%，甲基杆菌属（Methylobacter）的丰度由0.02%增加到1.96%.通过冗余分析可知，影响细菌群落组成的主要因素为水体热分层稳定性、水温、DO、总磷（TP）和总氮（TN）.     

聚乙烯醇（PVA）厌氧生物降解特性试验研究

对聚乙烯醇(PVA)的生物降解特性进行试验研究。结果表明：厌氧颗粒污泥的微生物组成及粒径大小，对PVA的降解率影响最大，以产酸菌为主的颗粒污泥对PVA的降解能力最强，20d后PVA的降解率高达70％，以甲烷菌为主的颗粒污泥对PVA的降解能力最差，20d后PVA的降解率仅为6．3％；pH对PVA的降解率影响不大，碱度过大对PVA的降解不利；PVA共基质试验结果表明：以葡萄糖为碳源时，低浓度的葡萄糖会改变污泥的表面性质，使PVA迅速吸附到污泥表面，但随着降解时间的延长，PVA的浓度会回升，高浓度的葡萄糖对PVA的降解产生抑制；以淀粉为碳源时，产酸菌优先利用淀粉，PVA的降解率没有明显提高。在PVA浓度低时，在底物中添加一定的氮源可以提高PVA的降解率。     

3株贫营养好氧反硝化细菌的分离鉴定及反硝化特性

贫营养好氧反硝化细菌在水环境能量流动和物质循环过程中扮演着重要的角色。从山东某水源水库沉积物中共驯化分离出216株好氧反硝化细菌,复筛得到3株高效菌株ZN1、ZN2和ZN3。经形态学指标和16S rRNA序列分析,ZN1和ZN3属于铁还原细菌(iron-reducing bacterium),ZN2属于粘液菌属(Zoogloea sp.)。关键酶基因检测表明3株菌均含有周质硝酸盐还原酶基因(nap A)。在30℃、120 r/min条件下,培养47 h后3株菌对培养液中NO3-N的去除率均在80%以上,TN去除率均在40%以上,且无明显的亚硝氮积累。对3株菌分别进行原水适应,以20%的梯度增加原水的比例直至100%原水。原水培养72 h后,3株菌NO3-N去除率为30%~40%,TN去除率为20%~25%。     

大水深水库内源污染特征及控制技术

对黑河金盆水库水温、溶解氧、pH和底部水质的监测分析结果表明,黑河金盆水库属于稳定的大水深分层型水库,水体分层阻碍了上下层水体之间的物质交换,在水体和底泥耗氧的双重作用下,溶解氧从表层水体的8 mg/L左右降低到底层水体的0.1～0.2 mg/L;在厌氧条件下,底部沉积物中N、P、Fe和Mn等污染物大量释放,导致底部水体中NH3-N、TN、TP、Fe、Mn和COD均值分别达到2.22、2.30、0.05、0.13、2.53、74.00 mg/L。针对水体分层对底部水质产生的不利影响,认为扬水曝气技术适宜于大水深水库的水质原位改善和内源污染控制。     

基于小波变换的水源水中藻类生长动态研究

对利用小波变换法对天津引滦原水中日检测叶绿素（藻类表征指标）构成的时间序列进行了变换，将原始序列分解为5个低频和较低频的周期性小波系数和3个高频的“噪音”小波系数，发现5个周期性信息变化与季节更替、优势藻种变换及一定条件下藻类生长动态平衡等因素有关；而高频的“噪音”细节信息除检测误差造成外，降雨、风向及取样的深度也会对此产生重要的影响。通过该段时间水源区域内的气温、太阳曝辐照度及降雨数据分析，验证了小波转换系数的意义及分析结果。     

自由氯、一氯胺和二氧化氯对饮用水中粪肠球菌的消毒动力学研究

以粪肠球菌为研究对象，研究了自由氯、一氯胺和二氧化氯在不同pH值和温度下的消毒效果，并将灭活速率常数表示为pH和温度的函数，对Chick—Watson模型进行了修正。结果表明，随着pH的上升，自由氯和一氯胺的灭活率减小，二氧化氯的灭活率则增大。温度对一氯胺的影响较小，对自由氯和二氧化氯的影响较显著。修正后含有pH和温度两参数的消毒动力学模型可以很好地模拟消毒过程，增强了模型的通用性。     

沸石与生物沸石薄层覆盖技术削减富营养化景观水体氮比较研究

以扬州古运河河水和表层沉积物为研究对象，实验室静态模拟实验比较研究了沸石与生物沸石（即附着高效异养硝化菌和好氧反硝化菌的沸石）薄层覆盖削减富营养化景观水体氮效果，考察了生物沸石薄层覆盖削减氮可行性，探讨了生物沸石薄层覆盖削减氮的机理和影响因素。实验结果表明，当实验历时21d时，2kg／m^2（2mm厚）的沸石和生物沸石覆盖对上覆水体TN的削减率分别为36．92％和60．41％，生物沸石比沸石对TN削减率提高了23．48％，高效菌的生物脱氮作用明显；21d后生物沸石覆盖对TN的削减率维持在60％～75％，但生物沸石相对于沸石削减氮的效果有降低趋势。实验后期碳源不足是影响高效菌生物脱氮的主要影响因素。可见，生物沸石薄层覆盖削减富营养化景观水体氮是可行的，但需要进一步研究强化高效反硝化细菌适应能力方法。     

接种物对厌氧同步脱硫反硝化特性的影响实验研究

分别以厌氧污泥、脱氮硫杆菌菌悬液和厌氧污泥并添加脱氮硫杆菌菌悬液为接种物,以硫化物和硝酸盐为进水基质,考察不同接种物条件下,各反应器的硫化物氧化特性、反硝化特性、生化反应机理及微生物特性。结果表明,在无菌条件下,硫化物不能被硝酸盐化学氧化。接种脱氮硫杆菌菌悬液的2#反应器的硫氧化速率为1.98 g S/(m3.h),停留24 h硫化物的去除率高达97%,脱硫能力最强,该接种条件下以硝酸盐氧化硫化物为主反应,优势菌为杆菌,进水的NO3--N/S应控制在0.4以下,可以实现高效生物脱硫。接种厌氧污泥的1#和3#反应器的脱氮效果比2#反应器好,停留时间为24 h时,硝酸盐的平均去除率为96%。单独接种厌氧污泥的1#反应器的硫氧化速率为1.78 g S/(m3.h),其优势菌为球菌,该接种条件下以硝酸盐氧化硫化物和硝酸盐氧化单质硫为主反应,进水的NO3--N/S应控制在0.8左右。以厌氧污泥联合脱氮硫杆菌为接种物时,硫氧化速率为1.71 g S/(m3.h),反应器以硝酸盐氧化硫化物、硝酸盐氧化单质硫以及异养反硝化为主反应,驯化后优势菌为球形、卵圆形和短杆状,应控制进水NO3--N/S为1.2,可以实现同步脱硫反硝化,该工艺既可以用于含硫废水的处理,也可以用于C/N低的硝酸盐废水的处理。     

斑马鱼群体行为变化用于水质在线预警的研究

采用计算机摄像跟踪技术,以正常水体中斑马鱼鱼群的行为变化为基础,模拟污染物突发暴露下斑马鱼鱼群游动行为(速度和高度)、通讯行为(平均距离和分散度)和区域分布(不同区域停留时间)的变化规律.结果表明:在氯氰菊酯和溴氰菊酯联合突发暴露下,斑马鱼表现出慌乱不安的过度活跃,游动速度在暴露前30 min内持续增大,变化区间由暴露前30～60 mm·s-1增至60～85 mm·s-1,而后又迅速下降至20mm·s-1左右.高度的变化稍微滞后于速度的突变,在暴露12 min后才明显增高.持续的污染物暴露和其对鱼的毒性作用也破坏了鱼群原有的通讯和分布规律,平均距离和分散度分别增大43.5%和120.0%,且鱼群在浓度相对较低、接近水面的出水口附近的停留时间明显增加.与传统的以个体鱼和单一行为反应为监测对象的方式相比,基于斑马鱼群体行为变化用于水质在线预警系统能够获得更加全面、有效的信息,是预警水质突变的可靠手段.