信号分子强化改性挂膜沸石持续抑制沉积物中氨氮释放

为寻找一种长期有效的底泥修复方式,对沸石进行了改性并挂膜的实验.考察了4种铝盐[AlCl₃、 Al（NO₃）₃、 Al₂（SO₄）₃和KAl（SO₄）₂]改性挂膜沸石对上覆水中氨氮的去除情况.结果表明,AlCl₃改性挂膜沸石效果最佳,且最佳改性浓度为0.8 mol·L^-1.进一步分析添加信号分子OHHL后,AlCl₃改性挂膜、 NaCl改性挂膜和天然挂膜沸石抑制河流底泥中氮释放的持续性.其中AlCl₃改性挂膜沸石上附着的细菌量多,反硝化菌数量占比高（初始82.1%; 30 d后61.1%）,因此,生物再生率高（64.9%）,从而使得该沸石使用寿命长达8.5个月.可见,AlCl₃改性挂膜沸石能对底泥释放的氮负荷达到有效持续地抑制.     

光催化与生物膜直接耦合降解4-氟苯酚废水

为了实现4-氟苯酚（4-FP）废水的快速持续降解,本文构建了光催化与生物膜直接耦合系统.该耦合系统由N掺杂TiO₂涂覆光催化光纤束、生物膜、核孔膜和紫外-可见LED光源构成.实验研究了单独光催化、单独微藻生物膜及光催化-生物膜耦合3种体系对4-FP的降解性能.研究发现：光催化系统降解4-FP速率慢、脱氟效率低,12h内降解率为94.3%,脱氟率仅为24.7%.微藻生物膜在第一个周期内对4-FP的降解性能高于单独光催化,10h内降解率达到98.9%,脱氟率达到90.9%,但3个周期后4-FP降解率降低至75.5%,脱氟率降低至69.5%.在耦合系统中,生物膜中微生物种群发生了自适应调整,富集了大量的红球菌、假单胞菌和无色杆菌,导致了光催化、生物降解及光合作用三者亲密协作,实现了4-FP快速持续地降解,运行12个周期后,5h即可将4-FP完全降解,同时溶解有机碳及脱氟率分别达到89.4%和78.3%.     

硫酸盐还原菌包覆矿石控制酸性废水排放及碳源的优选研究

本研究基于实验室筛选、培养的硫酸盐还原菌(Sulfate-reducing bacteria,简称SRB)菌群,分别考察以麦芽糊精、污泥、乙醇、乳酸钠等为碳源时SRB的生长状况,同时模拟野外环境进行柱淋滤实验,分析在不同碳源作用下原位控制酸性矿山废水的效果。结果表明,采用这4种碳源时,SRB还原硫酸盐能力的大小依次为:乙醇麦芽糊精乳酸钠污泥,对SO24-的去除率分别为91.9%、86.9%、83.4%和65.0%。模拟实验结果表明,接种SRB并在初期补充碳源,能有效控制含硫废石的SO24-释放和酸性矿山排水的产生,以乙醇、麦芽糊精、乳酸钠和污泥为碳源对雨水淋溶时SO24-的减排率分别为84.8%、76.2%、69.9%、54.0%。综合考虑经济性和污染控制能力,麦芽糊精是较理想的工程碳源,培养7天后能在矿石表面广泛覆膜,生物膜中优势菌群为Proteobacteria、Firmicutes和Bacteroidetes,能有效控制硫的氧化与酸性排水的产生。     

寒冷地区IFAS+磁混凝污水厂菌群结构和抗生素抗性基因分析

为探究寒冷地区IFAS+磁混凝污水厂中菌群及其携带的抗生素抗性基因（ARGs）变化,采用16S rRNA基因测序和宏基因组测序方法对新疆某城市污水厂进行研究.结果表明,绿弯菌门（Chloroflexi）和硝化螺旋菌门（Nitrospirae）在活性污泥中的相对丰度平均值分别为3.50%和0.03%,在生物膜中的相对丰度分别达到10.02%和2.12%,NH₄⁺-N和TN去除率平均值分别由改造前的91.89%和66.76%提升至改造后的97.71%和91.90%,表明IFAS增强了寒冷地区污水厂的生物脱氮能力;生物处理段内与铁氧化还原有关的Ferruginibacter和红育菌属（Rhodoferax）的相对丰度平均值分别达到5.24%和3.72%,出水中红育菌属（Rhodoferax）的相对丰度达到9.48%,表明磁粉对菌群产生了影响;该厂对ARGs有明显的去除效果,ARGs的相对丰度由进水中的191.08×10^-3‰降至出水中的32.58×10^-3‰,活性污泥中ARGs相对丰度为63.25×10^-3‰~72.38×10^-3‰,明显高于生物膜中的41.31×10^-3‰,但sul2、floR和rpoB 2等ARGs优势亚型在生物膜中的相对丰度分别为5.77×10^-3‰、2.52×10^-3‰和2.03×10^-3‰,高于活性污泥中的3.15×10^-3‰~3.57×10^-3‰、1.73×10^-3‰~2.24×10^-3‰和1.28×10^-3‰~1.76×10^-3‰;网络分析结果表明,Caldilineaceae_norank与sul2呈显著正相关,毛球菌属（Trichococcus）与floR呈显著正相关.     

生物膜反应器进出水底物浓度相关性研究

从套氧生物膜反器,异养－好氧生物膜反应器和硝化生物膜反应器三方面,全面考察了进水底物浓度对生物膜反应器稳态出水水质的影响委现Ｓｅ随Ｓ０的变化呈现半Ｕ形曲线。在传统的线性模型基础上,提出了非线性Ｓｅ－Ｓ０的模型,该模型能很好地定量描述试验所得数据,并从的数据得到进一步的验证。     

空气提升内循环生物流化床反应器动力学研究

进行了空气提升内循环生物流化床反应液体内循环速度,有机的降解动力学,载体表面生物膜脱落与增工动力学的研究,结果表明,内循环生物硫化内不速度分别与反应器高度及升流区表观气速ｕｇ０．５次方成正比,当内循环流量很大时,反应器可视为ＣＳＴＲ;生物膜的脱降率分别与ｕｇ及膜厚δ的次方,载体数量的２／３次方成正比。     

典型汞污染河流生物膜和沉积物中汞的分布特征

为弄清汞污染历史河流水体、生物膜和沉积物中汞污染现状和潜在风险,本研究选择贵州省清镇市东门桥河为研究对象,采集河流水体、生物膜和沉积物样品,并测定其汞的形态含量。结果表明,东门桥河水体总汞(THg)、溶解态汞(DHg)和颗粒态汞(PHg)的平均含量分别为66.46±51.87 ng/L、10.67±5.15 ng/L和55.79±50.26 ng/L,PHg含量高达72%。生物膜中THg和MeHg的平均含量分别为9.38±12.39 mg/kg、19.58±22.21μg/kg;沉积物中THg和MeHg的平均含量分别为30.89±24.64 mg/kg、21.50±7.20μg/kg。水体和生物膜中汞的季节分布特征为夏季秋季春季。受清淤情况和市政污水排放的影响,随着采样点逐渐远离总排污口,水体汞含量呈现逐渐升高的趋势,而沉积物和生物膜的汞含量呈现出逐渐下降的趋势。     

附着在不同微塑料表面的藻类结构与群落组成

选取水环境中常见的4种微塑料介质（聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET））和一种自然介质（鹅卵石）进行野外生物膜的培养,以探究不同类型介质表面附着的生物膜的表观结构和藻类群落组成的差异特征.结果表明,鹅卵石与微塑料介质上的生物膜的形貌结构及藻类含量与组成特性均存在一定差异：在微塑料介质表面附着的藻类叶绿素a浓度普遍低于自然介质.实验进一步发现,不同的微塑料类型同样会对生物膜藻类含量以及功能特性存在一定影响：PET片上附着的藻类叶绿素a浓度最高（613.7μg/L）,PP片上最低（492.5μg/L）;然而,PP片上藻类的光合作用最大量子产量最高（0.443）.以上结论说明微塑料会改变附着藻类的生长情况和初级生产力,进而可能影响生物膜在水体中的碳循环过程,对水体净化及污染治理产生一定影响.     

藻菌生物膜胞外聚合物与铅锌尾矿重金属的络合配位作用

矿产资源开采冶炼产生大量尾矿渣,其中富含的可溶性重金属引发的生态环境问题日益突显.铅锌矿是我国重要的矿产资源,尾矿露天堆放使得其富含的可溶性重金属淋溶迁移,对矿区周边地表环境造成严重污染.为探明自然水体环境中的藻菌生物膜与重金属的作用机理,采用三维荧光光谱技术研究干旱区天然湖泊中的藻菌生物膜EPS（胞外聚合物）与铅锌尾矿渣中5种重金属离子的络合配位作用.结果表明:①从藻菌生物膜EPS荧光光谱图中可检测出两个荧光峰,均来源于芳香类蛋白酪氨酸物质;②铅锌尾矿淋滤液中的重金属元素主要包括Pb、Co、Ni、Zn和Cd,且这5种金属离子均能有效淬灭EPS的荧光强度;③荧光淬灭滴定试验得出,Pb2+与EPS的络合能力最强,最大络合常数为4.523 1,最大结合位点数为1.177 5;Cd2+与EPS的络合能力最弱,最大络合常数为1.957 1,最大结合位点数为0.684 8;Co2+、Ni2+和Zn2+与EPS的络合能力相似.研究显示,藻菌生物膜EPS中含有的荧光基团与重金属离子的作用强度与金属离子的类型相关,二者的络合配位作用可能会影响重金属在水环境中的化学形态、迁移、生物有效性和生态毒性.      

生物移动床处理农村面源生活污水试验研究

在实验室常温条件下,利用生物移动床(MBBR)处理模拟农村生活污水,通过检测反应器进出水中各污染物的浓度变化特性,确定MBBR挂膜条件及对污水的处理效果。研究表明,启动期活性污泥产生的黏性膨胀对挂膜有较大的影响,通过调节ρ(C)∶ρ(N)∶ρ(P)=100∶5∶1,可以改善此现象;MBBR运行稳定后,进水ρ(COD)、ρ(NH+4-N)、ρ(TP)分别为400,35,7 mg/L时,在p H约为7、ρ(DO)为2~4 mg/L、HRT为3h的条件下,COD、NH+4-N、TN、TP的去除率分别达到85%、85%、60%、70%。MBBR对农村面源污水有较好的处理效果,适合于处理污水管网系统落后的地区和乡镇的面源污水。