施用城市污泥堆肥对土壤微生物群落结构变化的影响

在温室条件下进行了15周的盆栽实验,考察了施用城市污泥堆肥后,土壤中养分含量的变化规律,重点研究了施用城市污泥堆肥对土壤微生物群落结构变化的影响。实验发现,污泥堆肥能改善土壤养分,有机质和氮、磷含量得到显著提高。经PCR—DGGE分析,施肥1周后土壤中细菌和真菌的群落结构均发生了较大的变化。随着施肥时间的延长,细菌在富含有机质及氮、磷等养分的土壤环境下大量生长,多样性提高,其优势菌群属于γ变形菌、α变形菌和芽单胞菌;随着有机质的不断消耗,细菌的生长活性受到抑制,最终由于养分的缺乏,细菌种群多样性呈现小幅度的降低,优势菌群变为绿弯菌门、γ变形菌亚纲和厚壁菌门。对于真菌,其多样性指数在堆肥前3周逐渐提升,在第3～12周的监测中呈现相对稳定的变化趋势,优势菌群主要为座囊菌纲和散囊菌纲。     

污泥堆肥施用于草坪草栽培:Zn和Cu的分布特征简

为了探索污泥堆肥中重金属在土壤-植物系统中的积累与转移特性,通过温室盆栽实验,分析了污泥堆肥对草坪草高羊茅、黑麦草和白三叶生物量积累的情况,研究了污泥堆肥中Zn和Cu在植物和土壤中的分布特征。结果表明,污泥堆肥施用可以有效促进3种草坪草的积累生物量,在0~6 kg/m²的污泥堆肥施用量范围内,草坪草的生物量积累随着施用量的增加而提高。土壤中Zn和Cu的含量随污泥堆肥施加量的增加而增大,85%以上的Zn和Cu残留在土壤中。污泥堆肥中的Zn和Cu均可以被植物吸收,随着污泥堆肥施用量的增加,草坪草对Zn和Cu的吸收量增大,但当污泥堆肥施用量超过一定阈值时,草坪草吸收Zn和Cu不再增加,甚至减少;对于不同的草坪草,这一阈值有所不同。植物对Zn和Cu的吸收量只占土壤中Zn和Cu减少量的5%左右。根据生物富集系数（BCF）的计算结果推测,污泥堆肥的施用对土壤环境的影响大于对植物体内累积Zn和Cu的影响。     

蚯蚓生物滤池对小城镇污泥处理效果简

针对小城镇污泥的处理问题,提出了蚯蚓生物滤池解决方案,为此在实验中设置了无蚯蚓对照组,并对污泥的稳定性、污泥性状、蚯蚓与微生物的协同作用以及污泥含有的各种元素存在状态进行了研究,通过蚯蚓生物滤池处理后污泥有机质含量平均相对减少量为11.1%,溶解性化学需氧量（SCOD）增加,滤液中氨氮（NH₃-N）含量由20.6~23.9 mg/L降至1.9~4.6 mg/L、滤液中硝态氮（NO₃^--N）含量由0.2~9.5 mg/L升高到42.0~50.8 mg/L,因此,实验结果表明,蚯蚓生物滤池能显著提高污泥的稳定性,改善污泥脱水性能,有利于污泥后续处理。     

厌氧污泥对间二氯苯的吸附性能简

为了研究灭活厌氧污泥和活性厌氧污泥对间二氯苯 （m-DCB）的吸附,考察了吸附平衡时间、吸附动力学、吸附等温线、吸附热力学、污泥投加量和pH对吸附m-DCB的影响。结果表明,2种污泥对m-DCB的吸附在1 h内达到平衡。应用伪一级、伪二级反应动力学对实验数据进行验证,表明厌氧污泥吸附m-DCB更符合伪二级反应动力学模型。2种污泥对m-DCB的吸附都可以用Langmuir和Freundlich吸附模型拟合,但Langmuir吸附模型的拟合结果要好于Freundlich模型,且活性厌氧污泥的吸附性能显著高于灭活厌氧污泥。从吸附热力学上看,该吸附为放热反应,低温有利于吸附反应的进行。pH值对2种污泥吸附m-DCB的影响很小。     

接种微生物与人粪便同步连续投加对好氧堆肥效果的影响简

利用新型梨形筒式好氧堆肥反应器,在通风量为3.0 L/min,搅拌频率为5 min/h的条件下,就不接种微生物、接种土著菌种、枯草芽孢杆菌与酵母菌时人粪便连续投加好氧堆肥效果进行了对比。堆制20 d即2个运行周期中各堆体的温度、含水率、COD、总氮、pH值与GI等的变化表明,接种微生物可以显著提高堆体的升温速率与堆体平均温度、COD降解率、GI（P<0.01）,堆肥可迅速达到完全腐熟。接种土著菌种效果最为明显（P<0.01）,其后相继为枯草芽孢杆菌与酵母菌。接种土著菌种可使堆体温度在50℃以上维持18 d,第8天COD降解率达到61.17%、总氮损失率为25.75%,第6天时GI达到108.22%。     

市政污泥堆肥过程中微生物群落的动态变化

基于磷脂脂肪酸技术研究堆肥过程中的微生物群落的动态变化,从微生物结构演替的角度为优化堆肥工艺提供一定的理论依据。结果表明,在污泥高温好氧快速堆肥反应的前中期细菌占主导作用,且在整个堆肥期间丰度较高(总共检测出33种细菌磷脂脂肪酸标记物),其结构变化与堆肥反应温度变化有着密切的联系。细菌的比例增长主要集中在堆肥反应中温度较高的时期。所检测到的真菌属PLFA16:00、18:1w9c在微生物群落结构中所占的比例没有明显的变化,摩尔百分数维持在30%左右,可以推测其对污泥中木质素、纤维素这些大分子难降解的物质有一定的代谢分解作用,故受堆肥环境参数变化的影响较小,建议在堆肥中期接种合适的真菌、放线菌,增加堆肥后期微生物的代谢潜能,提高堆肥反应的效率,提升堆肥产品的肥力。     

市政污泥深度脱水药剂优化研究简

污泥含水率高影响污泥后续处置。利用化学药剂对污泥进行深度脱水处理可使污泥减量化、稳定化。为提高深度脱水效果,对添加剂进行了种类和添加量的优化研究（石灰、工业石灰、粉煤灰、硅藻土、十二烷基磺酸钠和飞灰;5%、10%、15%、20%、25%和30%）,另外,还进行了复合投加实验。研究结果表明,石灰、工业石灰、粉煤灰的深度脱水效果最好;复合添加中,25%石灰+5%粉煤灰,20%石灰+10%粉煤灰,10%石灰+20%粉煤灰的深度脱水效果最好。5%的石灰或者工业石灰的添加剂量使干化污泥pH值达到12.25,粉煤灰、硅藻土、十二烷基磺酸钠和飞灰的添加对干化污泥pH值影响相对要小。     

温度与秸秆比例对牛粪好氧堆肥的影响简

为了研究不同C/N比值在不同温度条件下牛粪堆肥30 d时的全量养分和有机质的含量情况,提出了以新鲜牛粪和苜蓿秸秆混合物为堆料,在添加1%的生物腐熟剂的基础上,对堆肥温度及C/N比进行调控,并进行交叉实验。结果表明,（1）采用培养箱进行好氧发酵时,在温度为30℃和45℃的环境下堆肥最佳,温度过低或过高都会影响堆肥。（2）牛粪高温好氧堆肥时,添加一定比例的苜蓿秸秆可以调节堆料的C/N比值、含水量,缩短堆肥时间,其中牛粪与秸秆比例为1：1混合堆肥效果较好。（3）堆肥30 d时,堆料的TN、TP和TK含量较堆肥初期都有所增加,有机质含量有所降低是因为矿化和释放养分造成的,且各含量均符合国家有机肥标准。     

市政污泥与生活垃圾混烧技术验证简

对市政污泥与生活垃圾混烧进行了验证研究。结果表明,与生活垃圾单独焚烧相比,污泥与生活垃圾混烧后烟气中NO_x、CO和HCl的浓度没有出现明显变化,而SO₂浓度出现了下降（从82~93 mg/m³下降至41~70 mg/m³）;Hg、Pb、Sn、Cr和Zn的浓度均表现为不同程度的上升,但仍然符合GB18485;二恶英从0.0087 ng TEQ/m³降至0.0047 ng TEQ/m³。掺烧半干污泥比例为10%、12%和15%时,吨物质的发电量分别为311.8 kWh/t、306.7 kWh/t和296.1 kWh/t。混烧污泥在一定程度上降低了系统的发电量,因此建议混烧污泥的比例不应大于15%。测算的污泥混烧成本约209元/t（80%含水率）。     

抗生素菌渣堆肥进程中微生物群落的变化

将青霉素菌渣、林可霉素菌渣与牛粪等原料分别进行好氧堆肥实验,以考察堆肥过程中不同菌渣对微生物群落的影响。在堆制的41d里,根据温度变化分阶段采集堆肥样品,采用稀释倒平板法测定细菌、放线菌和真菌的数量。结果表明,菌渣不同,其堆肥中的微生物群落变化趋势不同。青霉素菌渣堆肥中细菌数量变化趋势为高一低,真菌数量变化趋势为高一低．高,放线菌数量为逐渐增加;林可霉素菌渣堆肥过程中细菌数量变化趋势为低一高一低,放线菌和真菌数量变化趋势为高．低．高。依据真菌菌落形态观察,菌渣堆肥中的真菌种类比对照牛粪堆肥单一,表明两种菌渣对堆肥中的微生物多样性均产生了不利影响。林可霉素菌渣堆肥初始时的细菌数量比对照低1个数量级,放线菌数量在整个堆肥进程中都明显低于对照,堆肥结束时,随着菌渣含量的增加,放线菌数量逐渐下降,高温期真菌数量下降幅度随着菌渣含量增加而加大,表明林可霉素菌渣对细菌、放线菌和真菌均有不同程度的抑制。堆肥化后菌渣中林可霉素残留量的减少表明,在一定条件下堆肥处理可以将抗生素菌渣无害化和资源化。     

红霉素生产废水中微生物群落结构分析

采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳技术（PCR—DGGE）研究了序批式活性污泥法（SBR）处理红霉素生产废水过程中从厌氧处理阶段到好氧处理阶段的微生物群落结构变化,并对微生物群落的部分优势细菌进行了克隆测序和系统发育树分析。结果表明,微生物群落丰富度随SBR处理进程呈递增趋势;微生物群落的相似性在相邻的处理阶段间相对较高,相隔越远的处理阶段间则越低;6种优势菌的同源性均在95％以上,其中有4种细菌均为厌氧和好氧处理阶段的优势菌,有1种细菌仅为好氧处理阶段的优势菌。     

堆肥污泥施用于杨树后土壤理化性质及土壤污染风险

污泥可作为一种土壤改良剂应用于树木,特别是杨树。采用田间实验,探讨堆肥污泥施用于杨树后的土壤理化性质和土壤污染风险,以期为污泥的合理利用提供科学依据。通过2年的田间实验研究了不同堆肥污泥用量对土壤营养成分和重金属污染的影响,实验设置4个处理：对照、低量、中量和高量。结果表明,随着污泥用量的增加,土壤营养成分和重金属的质量分数均有所提高,而且堆肥污泥可显著降低土壤pH,高量污泥可使土壤碱性降为中性。污泥累计施用后,除了低量对K、Na、Cd 和Pb质量分数影响不显著外,污泥处理均对土壤营养成分和重金属的质量分数影响显著;中量和高量污泥处理使土壤有机质增加1.2和1.6倍,有效氮增加1.2和1.9倍,N、P及K质量分数分别增加2.7和2.9倍、2.8和4.3倍及0.6和0.7倍。土壤中Cu、Zn、Ni、Cr、Hg和Pb质量分数均没有超出我国农用地土壤污染风险筛选值和管制值范围(GB 15618-2018);Cd质量分数超过了土壤污染风险筛选值,但也远低于土壤污染风险管制值。本研究可为将堆肥污泥作为土壤改良剂应用于杨树提供参考。     

生物膜水解-好氧循环系统处理活性艳蓝RB-19的微生物群落动态变化

为了研究生物膜水解-好氧循环系统处理蒽醌类染料活性艳蓝RB-19效果及其中微生物群落动态变化,利用基于16S rDNA的PCR-DGGE技术获得了微生物群落的DNA特征指纹图谱。结果表明,该系统能有效地降解活性艳蓝RB-19模拟废水,在RB-19浓度≤400 mg/L时,RB-19去除率维持在82%～96%之间,COD去除率维持在95%左右,但当RB-19浓度提高到500 mg/L时,RB-19去除率降低到58%,COD去除率降低到85%。DGGE分析表明,生物膜上的微生物群落结构随着RB-19浓度递增有显著变化,好氧、水解反应器内的细菌Shannon指数分别从1.32和1.20降低到1.11和1.19。UPGMA聚类分析和NMDS散点分析表明,水解、好氧反应器内的微生物并没有因为同处一个系统内而使得其菌群落结构产生明显的趋同倾向。系统内的多种优势菌群为兼性细菌,克隆测序的结果发现,在水解反应器存在一类具有很强还原能力的古细菌——Methanobacterium sp.MB4。     

SBR中SRT对总细菌群落结构的影响研究

为了揭示序批式反应器不同污泥停留时间(SRT)下总细菌群落结构的异同及SRT变化对总细菌群落结构的影响,应用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)进行研究。通过克隆测序发现,不同的SRT条件下生物多样性和种群结构会有所差异,既存在各SRT条件下相同的优势菌群(Escherichia coli和Aeromonas sp.),也存在某些SRT下特有的优势菌群(Uncultured Peptostreptococcaceae),SRT为40 d时检测到以降解硫酸盐获得能源的优势微生物。研究还表明,SRT为40 d时多样性指数取得最大值,各SRT条件下微生物的种群相似性差别较大。     

不同温度下曝气生物滤池运行效能与微生物群落结构

采用Biostyr 曝气生物滤池(BAF)处理城市污水,研究了温度变化对其处理效果与微生物群落结构的影响。结果表明,温度低于18℃(低温)时,BAF对COD和NH4+-N去除率均低于60%;当水温在18~22℃(中温)之间变化时,BAF对COD 和NH4+-N的去除效果稳定且明显高于低温时的去除率;当水温高于22℃(高温)后,BAF对COD和NH4+-N去除率与水温正相关,去除率随温度的升高而显著提高。PCR-DGGE分析表明,温度越高BAF内总细菌微生物群落多样性越好;定量PCR分析表明,BAF内总细菌、氨氧化细菌和硝化细菌的菌群密度均随温度升高而增大,与其对污染物的去除率变化趋势一致。BAF在低温环境下,滤池内的菌群结构变得简单、菌群密度降低,但出水水质仍能满足要求,表明BAF工艺具有良好的抗低温冲击能力。     

pH对SBR处理效果及活性污泥微生物群落结构的影响

采用序批式生物反应器（SBR）对pH值为5.0、6.0、7.0、8.0、9.0和10.0的原水进行处理,发现COD和TN去除率在pH=8.0时达到最大,NH4+-N去除率随pH升高而增大,在pH=10.0时可达91.0%,碱性条件下污水处理效果更佳;利用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳（PCR-DGGE）技术分析不同pH值下的活性污泥总细菌群落结构,其结果显示,碱性条件下的优势菌为β-proteobacterium,承担脱氮功能的细菌中可培养的是Rhodanobacter sp.,pH=8.0时总细菌多样性指数最高。     

不同污泥负荷下SBR处理游泳馆污水的微生物群落的演变

污泥负荷直接影响微生物的生长模式,当污泥负荷发生变化时,短时间内微生物群落结构将发生明显变化.为了研究污泥负荷冲击对SBR系统内活性污泥微生物群落结构的影响,应用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术,对不同污泥负荷冲击时,SBR处理游泳馆污水中的活性污泥微生物进行了考查.研究表明,在不同污泥负荷冲击的条件下,以MBR污泥为接种污泥,SBR工艺处理游泳馆污水系统内活性污泥微生物群落结构变化明显,多样性指数随着污泥负荷升高而逐渐增加并趋于稳定,但污泥冲击负荷过高多样性指数反而下降, SBR系统内微生物菌种大部分为未经培养菌种,肠杆菌属、甲苯单胞菌属以及γ-变形菌纲细菌等.微生物通过对不同负荷阶段环境条件的适应及演变,逐渐形成了适应相应污泥负荷的微生物种群.     

Microbially mediated cadmium sorption/desorption processes in soil amended with sewage sludge

A multi-compartment system was used to study the importance of microorganisms for Cd desorption from soil amended with sewage sludge and simultaneous resorption of the mobilized metal by soil constituents. Using this system made it possible to study the participation of microorganisms (Arthrobacter, Trichoderma), montmorillonite, humic acids, and iron oxides in resorption of the released Cd. A filter-sterilized water extract of root-free soil of pH 6.7 (RF) or RF supplemented with glucose (RFG) were used to mobilize Cd from soil at 14 degrees C in 48 h. Cadmium found in those extracts after 48-h incubation was recognized as bioavailable. Changes in pH values and enrichment of soil extracts with organic acids and siderophores resulted from microbial growth. RFG with lower pH and a higher content of ligands mobilized, on average, 40% of Cd introduced with sewage sludge amended soil, whereas RF mobilized only 20% of it. Sequential extractions of Cd at time 0 and Cd remaining in soil showed that RFG had mobilized Cd mostly from the fraction bound with Fe and Mn oxides. Microbial biomass accounted for only up to 3.4% (w/w) of the soil constituents used in the experiments but resorbed 25% of mobilized Cd. The chemical composition of mobilizing soil extracts and the solid-to-mobilizing-extracts volume ratio had a significant effect on the amount of bioavailable Cd. The results of the study suggest that microbial metabolites were involved in Cd mobilization, while the biomass of microorganisms was involved in Cd resorption as a biosorbent.     

聚合酶链反应—变性梯度凝胶电泳技术研究梯田式人工湿地微生物群落动态变化

采用聚合酶链反应(PCR)—变性梯度凝胶电泳(DGGE)技术对梯田式人工湿地(TTCW)和复合垂直流式人工湿地(IVCW)生活污水处理系统内的微生物群落结构的动态变化及其对生活污水处理效果的影响进行了对比研究。结果表明:(1)TTCW和IVCW对生活污水均具有较好处理效果,其COD去除率平均分别为76.2%和72.6%、TP去除率平均分别为90.7%和85.6%、NH4+-N去除率平均分别为65.2%和58.8%;TTCW增氧作用明显。(2)2种人工湿地内均存在丰富的微生物群落,并均存在共有的微生物种群;在湿地沿程不同位置均存在一定数量的优势种群。(3)TTCW强化了大气复氧能力,使得湿地内DO较相同深度的IVCW的高。TTCW具有较强的污染物去除能力,特别是具有高效的脱氮除磷能力。这种能力可能主要是TTCW中微生物群落结构的变化所致。