碳源强化下的硫自养/异养反硝化协同作用

为强化硫自养反硝化过程,通过向连续稳定运行的硫自养反硝化反应器内投加少量碳源以进行强化,乙酸钠投加量分别为5.99、11.98、23.96 mg·L~(-1)。分析投加前后反应器内硝氮、COD、硫酸根和耗碱量的变化;研究了碳源强化下硫自养反硝化运行效能及反应机理。结果表明,投加少量碳源可增强自养反硝化过程硝氮的去除效果;在3种碳源投加量条件下,COD的利用率均大于85%,但硫酸盐生成量并未减少;在5.99 mg·L~(-1)碳源投加量下,系统实际耗碱量大于以硫酸根和COD计的理论耗碱量,而在11.98 mg·L~(-1)和23.96 mg·L~(-1)投加量下,实际耗碱量均介于2种理论值之间。在投加少量碳源后,自养反硝化脱氮效果明显提高,异养反硝化趋势随着碳源投加量的增加而增加。     

聚丙烯酰胺作为唯一碳源的好氧和厌氧生物降解

油田为提高原油采收率而采用聚合物驱油作业,产生的采出水中残留着阴离子型高分子质量聚丙烯酰胺(PAM)。废水中PAM和淀粉共存时PAM可发生碳链断裂和生物降解,然而以PAM作为唯一碳源的生物降解性还不清楚。利用好氧悬浮污泥和厌氧升流式反应器,分别处理PAM为唯一碳源的模拟废水(水力停留时间(HRT)为2 d,PAM浓度为200 mg·L~(-1)),结果表明,好氧反应器出水的PAM浓度和黏度均没有降低,同时运行84 d后污泥流失,造成系统崩溃。而厌氧反应器出水PAM浓度和黏度分别降为169.81 mg·L~(-1)和1.50 mPa·s,流场流分离耦合多维角度激光光散射分析发现PAM的分子质量从2.17×10~7Da降低到3.35×10~6Da,表明厌氧条件下可以利用PAM作为唯一碳源进行生物降解,并发生碳链断裂。延长HRT从2～8 d可以提高利用PAM作为唯一碳源的厌氧处理效果,出水分子质量进一步降低到1.60×10~6Da,同时黏度也从1.50 mPa·s降低到1.21 mPa·s。串联生物膜反应器也可以提高利用PAM作为唯一碳源的厌氧生物处理效果,在HRT为4 d条件下PAM的分子质量和黏度降低到1.87×10~6Da和1.26 mPa·s。     

农田土壤碳循环过程及其量化方法

已有研究表明除了作物碳（根际沉积碳和秸秆碳）对农田土壤有机碳（SOC）的输入外，土壤碳还来源于土壤自养微生物固定SOC的贡献以及土壤无机碳（SIC）的固定（无机化学途径和微生物的生物矿化途径）.农田SOC的高低主要受到外源作物碳输入和原有SOC分解的平衡作用.作物碳输入在短期内通常促进SOC的分解，呈现正（根际）激发效应.通过整合分析主要作物的根际激发效应和秸秆还田的激发效应的研究，发现作物根系生长和秸秆还田引起的（根际）激发效应大小平均值分别为75%和67%.尽管秸秆还田通过激发效应引起SOC分解的额外释放，但是土壤残留秸秆碳通常大于激发效应导致SOC的额外损失，因此秸秆还田可能增加SOC的储量.在农田系统中，秸秆碳和根际沉积碳往往共存，这导致土壤碳输入和输出至少有3个碳源（根际沉积碳、秸秆碳和土壤碳），由于多碳源体系的区分方法存在挑战，目前这两种作物碳（根际沉积碳和秸秆碳）对SOC分解的激发效应影响是不清晰的.最后，提出了新量化方法，可以多源区分根际CO₂排放以及SOC中作物碳输入的碳源，以及区分碱性土壤中无机化学和微生物途径对SIC的贡献.研究有助于提高对农田土壤SOC和SIC输入和输出途径的理解，以及农田土壤碳平衡评估的精确度.     

环境因素对Paracoccus sp.QD15-1降解邻苯二甲酸二甲酯的影响

邻苯二甲酸二甲酯(DMP)是一种使用面广、年产量大的人工合成有机化合物,扩散到周围环境中会造成环境污染,去除DMP的主要方法为生物降解法,环境因素是影响生物修复的重要因素。以DMP降解菌Paracoccus sp.QD15-1为研究对象,利用紫外分光光度计、高效液相色谱和反转录-聚合酶链式扩增(RT-PCR)技术,研究了在基础无机盐液体培养基中外加碳氮源以及不同pH和温度对菌株生物量、DMP降解率和降解基因表达的影响。结果发现:在不同碳源的生长环境中,加入质量浓度1.0g/L乳糖后,Paracoccus sp.QD15-1的生物量最大,DMP降解率达到42.16%,基因phtAb和phtB的表达量最大;在不同氮源的生长环境中,加入质量浓度1.0g/L硝酸铵后菌株的生物量最大,降解能力最强,基因phtAb和phtB的表达量均最多;在不同pH的生长环境中,pH=8时菌株生物量最多且DMP降解能力最好;在不同温度的生长环境中,当温度为25℃时菌株的生物量最大,DMP降解率为37.80%。pH=8,温度为25℃时,基因phtAb和phtB的表达量均最多。因此,Paracoccus sp.QD15-1在不同环境条件下生长能力和降解DMP能力均较强,能适应不同的生长环境,在DMP污染的生物修复工程实践中具有良好的利用前景。     

新型后置反硝化工艺处理低C/N(C/P)比污水脱氮除磷性能研究

从内碳源有效利用角度出发,开发了新型连续流后置反硝化AOA工艺,将厌氧段混合液按一定比例分流至缺氧段,从而强化缺氧段反硝化除磷作用.进水NH₄⁺-N和PO₄^3--P浓度保持在(38.31±2.03) mg·L^-1和(5.74±0.13) mg·L^-1,在不同运行阶段进水COD分别控制在300 mg·L^-1和250 mg·L^-1,考察了AOA工艺处理低C/N(C/P)比污水过程影响因素.当进水C/N比和C/P比分别为7.41±0.26和52.36±1.25时,通过将SRT由10 d延长到16 d,系统TN和PO₄^3--P去除率分别稳定在65.86%±2.06%和90.00%±3.97%;当进水C/N比、C/P比降至6.14±0.32和43.40±1.37时,在SRT为16 d条件下,将A/O/A体积比由1/3/1调整为1/2/2,TN和PO₄^3--P去除率分别升至69.76%±3.36%和98.73%±1.82%.结果表明,采用控制SRT、调整好氧/缺氧HRT等策略,可保证处理低C/N(C/P)比污水AOA工艺高效稳定运行.     

城市生物质厌氧产酸构建碳源的研究进展

城市污水生物处理脱氮除磷阶段缺乏高效优质碳源,是国内外污水处理厂普遍面临的主要问题之一。通常采用投加外部碳源的方法提高脱氮除磷效率。常用的外加碳源包括传统的甲醇、乙酸、葡萄糖等,以及高浓度的有机废水及其发酵产物,污泥消化液等。传统投加外碳源如甲醇、乙酸、葡萄糖等成本较高,并且甲醇存在一定的毒性和运输问题。开发经济有效的新型可替代碳源成为目前新的研究热点。利用城市废弃生物质,如可生化性好的啤酒废水、淀粉废水,或城市污水厂剩余污泥的厌氧发酵产物作为污水厂外加碳源,研究发现产物中含有较多的短链挥发性脂肪酸(如乙酸、丙酸、丁酸等),其反硝化效率较单一乙酸做碳源要高,同时还可以节约碳源成本,是一种经济有效的可替代碳源。     

超声预处理剩余污泥水解试验研究

通过改变超声时间、超声密度和水解时间,研究污泥厌氧水解过程中SCOD,NH3-N和TP释放量,最终确定最佳的剩余污泥预处理条件和水解时间。得到的试验结果如下:当剩余污泥超声预处理频率为20~25 k Hz,超声密度为1.6 W/m L,超声时间为15 min,污泥水解1 h时,污泥的释放达到最佳,此时SCOD溶出率高达45.55%,而NH3-N和TP释放量较低,该预处理条件下获得的污泥水解上清液为污水厂提供了有利的补充碳源。     

一株高效产絮菌的筛选、絮凝条件优化及对重金属废水处理性能研究

从活性污泥、水体底泥、植物根系土壤和草莓种植土壤中筛选、分离、纯化,获得了高絮凝活性的菌株,并考察发酵液用量、助凝剂用量以及碳、氮源种类对絮凝活性的影响及菌株对实际重金属废水的絮凝作用。结果表明:以葡萄糖为碳源,酵母膏为氮源,菌体发酵液用量0.2 m L,助凝剂用量0.8 m L时,菌株QB1的絮凝性最高,可达到93%。其对多种重金属废水均具有较好的处理性能,对含铅废水的去除率最高可达99%以上。     

剩余污泥常温厌氧发酵制取外加碳源技术研究

剩余污泥在碱性条件下厌氧发酵会产生大量的易降解有机物如挥发性脂肪酸,可以为污水生物脱氮除磷提供碳源。通过调节p H,研究了本地污水处理厂的剩余污泥在碱性条件下的厌氧发酵,着重考察了碱解处理对污泥融胞效果的影响,并探讨了对后续厌氧消化的促进作用。结果表明,碱处理过程中剩余污泥中有机物发生了显著的溶解,污泥中的细菌被水解破碎,碱处理的p H越高越有利于剩余污泥中有机物溶出,有利于厌氧发酵制取VFAs,p H为11时,VFAs最高达到1 994.78 mg/L,换算成COD为2 898.35 mg/L。     

碳源及电子受体对厌氧微生物降解对氯硝基苯的影响

为考察氯代硝基苯的共代谢降解过程中,有机碳源类型和电子受体对氯代硝基苯厌氧降解过程的影响,以对氯硝基苯(p-CNB,para-chloronitrobenzene)为目标污染物,通过间歇试验考察了葡萄糖、乙醇、乙酸钠等有机碳源及SO2--4、NO3等竞争性电子受体对厌氧微生物降解对氯硝基苯的影响。结果显示,葡萄糖、乙醇和乙酸钠作为碳源时,菌种获得的还原能力大小依次为:乙醇葡萄糖乙酸钠。SO2-4对菌种降解对氯硝基苯过程不产生竞争性抑制。NO-3对对氯硝基苯降解过程的影响与碳源的量有关,当乙醇-COD为100 mg/L时,硝酸盐产生竞争性抑制,且抑制作用随着NO-3浓度升高而增强;当乙醇-COD为600 mg/L时,硝酸盐对菌种降解对氯硝基苯过程不产生竞争性抑制作用。