好氧颗粒污泥胞外聚合物（EPS）的生化性研究

将人工培养的好氧颗粒污泥进行饥饿试验,研究EPS的可生化性.结果表明,好氧颗粒污泥EPS是由40%可生物降解EPS和60%不可生物降解EPS组成的,其中可生物降解EPS可作为颗粒污泥自身的能源,而不可生物降解EPS则不行,但其对颗粒污泥的立体结构有巨大作用.将从新鲜好氧颗粒污泥中提取的EPS投加到好氧颗粒污泥和活性污泥中,提取的EPS均可被两者作为碳源利用,且活性污泥对EPS的利用速率是好氧颗粒污泥的1.5倍;而从饥饿好氧颗粒中提取的EPS作为两者碳源时,均没有明显的利用效果,说明不可生物降解的EPS不能作为两者的能源.     

污泥龄对膜生物反应器性能的影响

研究了膜生物反应器污泥龄对胞外聚合物(EPS)含量、污泥特性、污泥颗粒粒径分布及膜过滤阻力的影响.结果表明,污泥龄(SRT)为30 d时混合液中胞外聚合物(EPS)和膜面上的EPS含量分别约为90 mg/g、0.8 g/m2,随污泥龄的延长二者同步增加,EPS在膜面上几乎没有积累;混合液EPS含量的增加改变了细菌表面电荷且增大了细菌表面亲水基和疏水基的比例,使细菌存在状态由不稳定型(R型)向稳定型(S型)转变.造成污泥的沉降困难;在长污泥龄运行中.混合液中污泥颗粒呈现双峰分布,泥龄30 d时在O.5 μm和16 μm处有2个峰且平均粒径约14μm,污泥龄延长双峰分布向颗粒小的方向移动;混合液中微细颗粒含量及粒径分布对膜污染起决定性作用.综合考虑膜污染和污泥特性,膜生物反应器的污泥龄应控制在优势菌最小世代时间(运行温度下的最大比增长速度)的120倍以下.     

A/O生物脱氮工艺内循环回流和外碳源投加综合控制的优化

为了提高A/O工艺反硝化效果,应用COST/IWA-Benchmark基准对5种内循环回流量和外碳源投加综合控制策略进行了比较.结果表明,控制策略1无论从外碳源消耗量、出水水质,还是从控制器稳定性上都是最优的控制策略,它有2个反馈环路组成,一个环路控制外碳源投加量,从而维持缺氧区出水硝酸氮浓度处于最优设定值2mg/L,另外一个环路控制内循环回流量,维持好氧区出水硝酸氮浓度(根据排放标准确定,一般为8～12mg/L).该策略在低负荷时可以高效利用缺氧区反硝化容量,而在高负荷时通过控制外碳源投量保证出水硝酸氮满足排放标准.     

不同组成活性污泥胞外聚合物吸附Cd2+、Zn2+特征

以蛋白质和糖含量比分别为2.5∶1、7∶1和9∶1的3种活性污泥胞外聚合物(extracellular polymeric substances, EPS)EPS1、EPS2、EPS3作为吸附剂,研究其对水中Cd²⁺、Zn²⁺的吸附效能.结果表明,EPS对Cd²⁺和Zn²⁺的吸附与其组成有关,EPS1、EPS2和EPS3对Cd²⁺和Zn²⁺吸附量分别约为19.5、　27、　17　mg/g和40.5、 47.5、 37　mg/g. 3种胞外聚合物对Cd²⁺、Zn²⁺吸附过程可在1 h内快速平衡.动力学拟合结果表明,EPS1对2种重金属的吸附速率最快,而EPS2对Cd²⁺、Zn²⁺的平衡吸附容量最高.Freundlich和Langmuir方程均可描述3种EPS对Cd²⁺、Zn²⁺的吸附过程,方程参数拟合结果表明2种金属同EPS之间存在多种作用方式.3种EPS的吸附热力学方程拟合系数均表明EPS对Zn²⁺的吸附稳定性、吸附能力和亲和力均比对Cd²⁺的吸附强;当EPS中糖所占比例增加时,其对重金属的吸附能力也提高,表明糖在吸附过程中起着重要作用.     

软水中EPS对铜管/硅酸盐体系溶解性铜释放影响

以海藻酸钠模拟水体中的EPS,研究了软水体系中海藻酸钠对铜管,硅酸盐体系缓蚀效果的影响.结果表明,当有低浓度海藻酸钠存在时,体系中的溶解性铜浓度显著增加,且老化1 a的铜管溶解性铜释放浓度明显高于老化3 a和10 a的铜管,释放溶解性铜浓度大小顺序为c1a>c3a>c10a;但随着海藻酸钠浓度的增加,老化1 a的铜管的溶解性铜释放浓度增加,而3 a和10 a铜管的溶解性铜释放浓度减小,表明水体中EPS的存在降低硅酸盐对铜管的缓蚀效果.在pH值7.5和海藻酸钠为16mg/L条件下,不同停留时间溶解性铜释放呈现逐渐增加-降低-逐渐增加的趋势,表明海藻酸钠、硅酸盐、铜离子和管壁进行了复杂的相互作用.在低pH值条件下,海藻酸钠对铜管溶解性铜释放影响更加显著,随着pH值增加和铜管老化时间延长,其溶解性铜释放浓度降低,表明海藻酸钠对溶解性铜释放影响降低.     

一株纤维素降解菌株的分离鉴定及产酶特征研究

利用纤维素为唯一碳源的选择性培养基,通过平板分离法,从造纸废水处理池中分离出一株产纤维素酶菌株。经菌落及菌的形态观察,生理生化实验和16SrDNA鉴定,判断其为一株荧光假单胞菌,被命名为Pseudomonas fluorescens sp.strainYL。通过其生长曲线和产酶动力学研究,对数期比生长速率约为0.125h-1。纤维素酶的产生与细菌的生长紧密相关联。该菌在摇瓶培养中以微晶纤维素唯一碳源时,粗酶液的最高CMC酶活出现在培养78h,达到17.12U/mL。然而以微晶纤维素和葡萄糖作为复合碳源时产酶活性最高,70h左右达92.3U/mL,而以蔗糖作为碳源时活性很小。这些结果表明:仅具有还原性基团的低聚糖才可诱导产纤维素酶,大分子纤维素对酶的诱导表达效果不及小分子还原糖,其酶的诱导生成可能是通过小分子还原糖间接实现的。     

一株耐盐原油降解菌的分离鉴定及其降解特性研究

通过对一株新分离到的耐盐原油降解菌进行形态学观察和生理生化鉴定,确定该菌株为假单胞菌(Pseudomonas sp).并对其生长特性和降解特性做了初步研究,确定了该菌株降解原油的最适条件为:原油的质量浓度为0.5 g/L、NaCl的质量浓度为30 g/L、pH值为8、温度30℃、摇床转速140 r/min、接种量为3%.在最适条件下,经过5 d的培养,原油的降解率为68%.实验结果表明该菌株治理海洋石油污染的应用前景较大.     

膜生物反应器中贫营养条件下SMP的产出研究

文章为考察膜生物反应器微生物在贫营养条件下,溶解性微生物产物(SMP)的产出规律和特性,为优化MBR反应器的运行、延缓膜污染提供理论依据。对天津大学游泳馆MBR系统中的污泥混合液进行贫营养实验。研究表明贫营养条件下SMP产出可以分为两个阶段:EPS溶解产生SMP阶段和死亡细胞胞内物质溶出产生SMP阶段。伴随营养物质的匮乏,SMP中大分子物质所占比例显著增加,从第3天的20.2%(占TOC总量的比例),到第8天上升为39.2%,从而会加剧膜污染,并且不同阶段产生的SMP都可以刺激微生物提高对基质的降解速率,SMP浓度与污泥的比好氧速率呈正相关关系。     

贫营养条件下EPS、SMP和微生物多样性的研究

为了考察活性污泥在营养缺乏的条件下,胞外聚合物（EPS）、溶解性微生物产物（SMP）和微生物种群结构自身的变化情况,为优化MBR系统运行、延缓膜污染等提供理论依据,对天津大学游泳馆MBR中的污泥混合液进行贫营养实验,测定了污泥混合液中EPS和SMP的含量,通过聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）技术和克隆测序技术对微生物多样性进行分析,根据序列数据进行同源性分析并构建系统进化树.实验初期,EPS和SMP的浓度由15.04 mg/g和0 mg/g分别上升到17.99 mg/g和3.29 mg/g.随着实验的进行,EPS有很大的降低,最终只有2.40 mg/g;SMP则一直在3.5 mg/g左右变化.实验表明,EPS和SMP对外界环境变化具有一定的缓冲作用,并且在营养缺乏的条件下微生物能够以降解EPS和SMP来维持自身生命活动.由于对EPS和SMP的利用,污泥的Shannon多样性指数由最初的0.81上升到最高时的1.09,随后开始降低,并最终稳定在0.95.克隆测序的结果表明,污泥中微生物的种类比较丰富,并且优势菌种大部分为未经培养菌种.部分菌种能够通过产生蛋白质和多糖水解酶来实现对EPS和SMP的降解,主要属于拟杆菌(Bacteroidetes)、黄杆菌(Flavobacterium）、腐螺旋菌(Saprospiraceae)和厚壁门菌(Firmicutes)等.