利用寡毛类蠕虫反应器处理剩余污泥的研究

考察了一种新型寡毛类蠕虫反应器(由游离型蠕虫生长区和附着型蠕虫生长区组成)处理排放剩余污泥的效果．在试验的启动阶段1^#反应器接种了颤蚓(Tubificidae),2^#反应器作为对照．对照试验的结果表明,整个试验运行期间,颤蚓始终存于1^#反应器中,并且主要附着在填料上和聚集在反应器底部．从第35天开始,2个反应器中均发现了游离型蠕虫如红斑瓢体虫(Aeolasoma)、仙女虫(Nais)和叉形管盘虫(Aulophorus)．蠕虫生长有助于污泥减量和改善污泥沉降性能,并且颤蚓的存在和生长可导致更显的污泥减量效果．整个试验期间,1^#反应器的平均污泥减量效果为57％,远高于对照反应器．高浓度NH4^ -N对蠕虫有毒害作用,从而抑制了蠕虫的生长．寡毛类蠕虫的生长对硝化过程没有影响,但会导致一定程度的氮、磷释放。     

北运河上游合流制管网沉积物的月变化与污染物赋存特征

合流制管网沉积物是溢流污染的重要来源,明确其月变化和污染物赋存特征,有助于管网沉积物控制和溢流污染负荷削减.本研究现场调查了北运河上游合流制管网沉积物的月变化和污染物赋存特征,结果表明,管网沉积物的粒径分布为大颗粒（10目）、10~40目颗粒和细颗粒（60目）分别占36%、~50%和15%（质量比）.管网沉积物在干季初期（10月）大颗粒（灰分）升高,随后细颗粒、有机污染物负荷（VS）逐渐累积升高.沙河库区水环境质量的关键污染物氨氮和总氮,在底泥中的浓度分别在6—9月（汛期）和5月达到峰值,均在40目的颗粒上浓度最高;管道沉积物氨氮和总氮负荷分别在4月和5月达到最高峰,进入汛期后逐步降低.去除40~60目的颗粒能削减80%以上的管网沉积物氨氮和总氮负荷.干季的管网沉积物控制和雨季的溢流口物理处理,能够有效削减溢流污染负荷.     

干湿季节下再生水补给河流的溶解性有机物组成特征及其与致病菌基因的相互关系

水体中溶解性有机物（DOM）对各种类型污染物的迁移转化具有重要影响.为了考察干湿季节下再生水补给水体的DOM分子多样性变化及其主要成分对致病菌分布及迁移的影响,本研究以北京两个典型的再生水补给水体（清河和沙河水库）为对象,分别在旱季和雨季采集水样,采用三维荧光光谱（3D-EEM）、平行因子分析（PARAFAC）、光谱指数（FI、HIX和BIX）和¹H-NMR等方法分析水样的DOM,并采用定量PCR测定目标致病菌基因（ecfX、mcr1、gltA、tcpA和23S rDNA）的相对丰度.结果发现,清河和沙河水库水样的DOM分别为5个和4个组分,主要以自生源为主,且微生物活性较高,降雨会导致腐殖酸类有机质的输入.¹H-NMR分析表明,清河和沙河水库水样中DOM有6个氢核基团,旱季以烷氧基和脂肪族羟基基团为主,雨季则以羧基或芳香环氢核基团为主.相关性分析结果表明,旱季致病菌基因的相对丰度与DOM特征组分的相关性较弱;雨季DOM更利于与致病菌表面吸附,致病菌基因的相对丰度与CH₃、CH、CHO/N、H_Ar、H_p和CH-α呈显著相关性（p<0.05）.     

厌氧氨氧化细菌富集培养过程微生物结构与功能解析

为了研究厌氧氨氧化细菌富集培养过程中微生物结构与功能的关系,本研究采集升流式污泥床反应器（Upflow anaerobic sludge bed,UASB）中厌氧氨氧化反应启动与驯化过程的样品,结合传统微生物培养方法和分子生物学手段,对启动过程中的氮素转化功能基因、异养菌演替及菌群演替进行了定性与定量分析.结果表明,随着总氮去除率从1.39%升高至79.62%,厌氧氨氧化细菌功能基因hzo大量富集,且统计分析结果表明nirS是影响脱氮效果的关键因素.微生物菌群在门水平上主要优势菌门为厌氧氨氧化细菌所在的浮霉菌门（Planctomycetes）,在属水平上的优势菌属为Candidatus Kuenenia,丰度从4.75%升高至48.77%.这些都表明厌氧氨氧化细菌的成功富集是实现脱氮效果的主要因素.尽管进水无外加碳源,但异养菌始终占有一定的比例,与厌氧氨氧化细菌存在共生现象,却在功能上发生演替.网络分析和基于KEGG数据库的功能预测结果表明,厌氧氨氧化细菌Candidatus Kuenenia和异养菌Ignavibacterium、Gp4呈显著正相关（p<0.05）,这些异养菌通过降解或合成胞外物质,分泌次级代谢物质与厌氧氨氧化细菌相互作用,进而影响厌氧氨氧化细菌的活性与生长.     

底物类型对厌氧消化过程中胞内外抗生素抗性基因归趋的影响研究

厌氧消化（anaerobic digestion,AD）是畜禽粪污和剩余污泥重要的处理处置方式,其在能源回收和消减抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARGs）中具有重要的应用前景.底物类型及预处理是影响厌氧消化过程的重要因素,其对ARGs归趋特征的影响尚不明确.本研究针对猪粪、鸡粪和剩余污泥3种典型的环境ARGs源为研究对象,明确不同底物类型对厌氧消化中ARGs归趋的影响特征,结合胞内ARGs （Intracellular ARGs,iARGs）和胞外ARGs （Extracellular ARGs,eARGs）及其微生物群落结构演替的差异,探讨不同底物类型在厌氧消化过程中ARGs的响应特征.结果表明,底物类型对厌氧消化过程中的胞内外ARGs的变化具有显著的影响.高压蒸汽灭菌（120℃,30 min）预处理底物对厌氧消化结束时的总累积甲烷产气量没有显著的提高,鸡粪组中出现产气抑制的现象,这与之前的研究一致.不同底物类型样品中DNA浓度与DNA中16S rRNA基因的丰度之间存在显著相关性（R²=0.663,p<0.05）.底物中微生物对厌氧消化中iARGs和eARGs的转归贡献率较小,剩余污泥中的eARG在总ARGs中的比例最高（5.47%）.在不同底物类型中iARG和eARGs的变化均显著不同.     

堆肥技术及进展

堆肥技术是有机固体废弃物处理和资源化利用的一种有效手段。堆肥系统可分为条垛式、强制通风静态垛式和反应器式三大类。影响堆肥系统运行的主要操作因素有：水分、Ｃ／Ｎ比、调理剂、氧含量、温度和ｐＨ值     

螺旋霉素废水处理过程中菌群结构、水质特征及抗性基因之间关系分析

抗生素制药废水常含有大量抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes,ARG）,传播抗性污染的风险高于城市污水,但目前人们对抗生素制药废水处理过程中ARG转归影响机制研究尚有不足.本研究采用高通量测序考察某螺旋霉素制药废水厂A²O工艺过程中菌群结构变化,并通过多种统计学分析方法考察菌群结构、水质特征及ARG之间的相互关系.结果表明,生物处理单元中污泥的菌群结构受进水水质影响较小,其中厌氧和缺氧池中均以产甲烷菌与硫酸盐还原菌为优势菌,好氧池和二沉池中优势菌群的功能较为复杂;A²O系统对常规污染物去除效果较好,但不能稳定削减潜在致病菌丰度.水质特征、菌群结构和ARG之间存在显著相互影响关系,其中废水处理过程中生物量、NH₄⁺-N和化学需氧量（chemical oxygen demand,COD）与ARG和可移动遗传元件（mobile genetic elements,MGE）的分布密切相关.在水相和泥相中对ARG和MGE产生显著影响的菌属不同,而且泥相中有更多的潜在致病菌与ARG显著相关性,即污泥中微生物同时获得耐药性和致病性的可能性比水相中高.本研究可为今后抗生素制药废水处理过程的抗性污染控制提供科学参考.     

北京地区畜禽养殖场周边蔬菜地生食蔬菜抗生素耐药基因(ARGs)的赋存特性

我国畜禽养殖废水灌溉农田广为应用,其中携带的抗生素耐药基因(ARGs)给环境及人类健康带来了潜在的危害,亟需了解畜禽养殖场周边蔬菜地生食蔬菜可食部ARGs的赋存特性.本文选取北京地区畜禽场周边农田中10份蔬菜样品,采用非细菌培养方法直接提取细菌总DNA,通过PCR扩增,考察了5类(磺胺类、四环素类、大环内酯类、氯霉素类、喹诺酮类)ARGs的赋存特性.结果表明,蔬菜样品残留的磺胺类ARGs、四环素类ARGs存在范围最广(蔬菜表面、内部的检出率分别为100%、70%),喹诺酮类ARGs次之(蔬菜表面、内部的检出率分别为100%、60%).无论在种类还是数量,蔬菜样品表面携带的ARGs均比内部丰富;并且蔬菜样品表面及内部均检出已被禁用多年的氯霉素类ARGs(cml A).这说明畜禽养殖场周边蔬菜地生食蔬菜可食部分残留ARGs严重,可能会导致生食蔬菜大量附生及内生细菌的耐药,并通过食物链危害人类健康,应引起高度重视.     

一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺污泥膨胀发生和恢复过程中胞外聚合物变化特征

胞外聚合物（Extracellular Polymeric Substances， EPS）对污泥沉降具有重要作用.以一体式部分亚硝化-厌氧氨氧化工艺为对象，针对出现的污泥膨胀问题，通过停止投加乙酸钠、调整SRT和曝停比等措施控制了污泥膨胀，并考察整个过程中胞外聚合物变化特征.结果表明，阶段I~II（0~77 d），SVI升至215.86 mL?g^-1，TN去除率仍稳定在60.88%；阶段III（78~109 d），SVI维持在210.16 mL?g^-1，TN去除率下降至32.19%； 阶段IV（110~140 d），SVI下降至107.53 mL?g^-1，TN去除率也恢复至54.55%，AOB、NOB和ANAMMOX活性分别恢复至0.42、0.06、0.20 g?g^-1?d^-1.污泥膨胀得到控制以后，溶解性EPS （Solubility EPS， S-EPS）、溶解性蛋白（Solubility PN， S-PN）从243.15、213.25 mg?g^-1分别下降至110.97、49.52 mg?g^-1.三维荧光光谱分析表明，投加乙酸钠PN含量呈上升趋势，PS含量下降.PICRUSt2对蛋白质（PN）、多糖（PS）代谢分析也表明，停止投加乙酸钠以后，氨基酸代谢基因丰度降低，疏水性增强，PS更多地转为内源性有机物供微生物利用.     

某印染工业园清洁化升级改造成效分析与展望

纺织印染是温室气体排放重点行业，双碳背景下深入清洁生产和减污降碳势在必行。某印染工业园区通过先进生产设备引进、废水收集管网优化、废水处理工艺优化、废水处理系统自动化建设、污染源在线监测系统升级等措施进行清洁化改造后，生产设备节能降耗，废水处理系统实现远程集中控制，污染物排放量减少，COD、NH3-N、TN允许排放富余余量均在排污许可证总量限值的60%以上，为工业园区扩大产能或协同处理园区外企业生产废水创建了有利条件。该工业园区改造后经济环境效益显著，对清洁化改造内容和成效进行分析，并提出污染处理富余能力利用途径建议，可为国内同行业工业园区低碳化清洁化改造提供借鉴和参考。