复合自养反硝化材料处理低碳氮比硝酸盐污水

作为一种典型的硝酸盐污水,低碳氮比硝酸盐污水的存在具有广泛性,且对生态环境和居民健康带来的危害日益突出.本研究构建了复合硫自养反硝化(CSAD)体系,基于硫-碳酸钙型复合材料与微生物,进行低碳氮比硝酸盐污水的深度处理,分析了材料投加量、粒径以及进水硝酸盐浓度对CSAD的影响,并探究了硝酸盐去除的动力学行为.结果 表明,...     

硫自养高氯酸盐还原菌和反硝化菌的培养和驯化

为了提高硫自养高氯酸盐和硝酸盐的还原效率,进行了以单质硫(S0)和好氧污泥分别作为电子供体和接种污泥培养驯化硫自养高氯酸盐还原菌和反硝化菌的过程研究.结果显示,在厌氧条件下采用间歇周期运行的培养方式,高氯酸盐和硝酸盐的初始浓度分别从80 mg/L和40 mg/L逐渐增加到240 mg/L和120 mg/L时,去除率达到99%以上的周期随培养驯化时间的增加而逐渐缩短,从最初的7 d稳定在4 d,高氯酸盐和硝酸盐最终分别被还原为Cl-和N2.由于S0的歧化反应,SO42-的实际产生量高于理论产生量.培养驯化过程中pH在6.5-7.3范围内变化,适合硫自养高氯酸盐还原菌和反硝化菌生长、发育和繁殖的条件.PCR-DGGE图谱分析表明随着培养和驯化时间的增加微生物种群数量逐渐减少,污泥微生物群落能够迅速进行优胜劣汰,达到适应环境的目的.培养驯化末期的污泥中β变形杆菌纲处于优势地位,是硫自养高氯酸盐还原菌和反硝化菌的主要组成部分.因此,经培养驯化的微生物菌群具有较高的高氯酸盐和硝酸盐还原能力,本研究可为水中高氯酸盐和硝酸盐净化技术提供一定的理论依据和技术支持.     

交联壳聚糖磁性微球的制备及其对金属离子的吸附性能

以碳包铁作磁核,环氧氯丙烷作交联剂,通过反相悬浮交联法制备交联壳聚糖磁性微球,研究磁性微球对Cu2 和Pb2 的吸附性能和吸附机理.结果表明:磁性微球对Pb2 和Cu2 的吸附量分别为72.0mg·g-1和48.3mg·g-1,磁性微球具有不易流失,易再生的特点.     

以PHBV为固相碳源同时去除地下水中硝酸盐氮和对氯苯酚的试验研究

化肥和农药的施用导致中国的地下水中硝酸盐氮和农药污染同时存在,并成为威胁人体健康的重要因素之一。其中氯酚类物质是一类常见的农药,具有高毒性和难降解性。目前,关于固相反硝化用于硝酸盐氮和对氯苯酚同时去除的研究较少,并且对微生物群落结构演变情况的分析还鲜见报道。论文以聚羟基丁酸戊酸共聚酯(PHBV)为反硝化固体碳源,通过序批试验研究同步去除硝酸盐氮和对氯苯酚的效果,并探讨对氯苯酚的加入对反硝化速率的影响;利用末端限制性长度多态性分析(T-RFLP)技术,使用Alu I酶切总细菌16S r RNA,研究对氯苯酚的存在对微生物群落的影响。结果表明,(1)在50 mg·L-1的硝酸盐氮(NO3--N)的浓度水平下,对氯苯酚(4-CP)的加入前后,硝酸盐氮(NO3--N)的去除率为(97.5±1.2)%和(95.3±1.7)%,总体上使去除效果略有降低;在10 mg·L-1的质量浓度水平下,对氯苯酚24 h的平均去除率为45.4%,其去除85.5%是由于微生物的降解作用引起的。(2)从对氯苯酚的加入到第45天的时间内,反硝化速率表现为先下降后上升,说明对反硝化速率起到先抑制后促进的作用。(3)在对氯苯酚加入前后45 d内,系统微生物群落结构发生明显的变化,趋向于多样化和均匀化。     

一株贫营养异养硝化-好氧反硝化菌的筛选及脱氮特性

为了探究并优化菌剂应用于微污染水源水体修复的机制和条件,主要针对水库沉积物内筛选出的贫营养好氧反硝化菌进行了菌种鉴定及脱氮特性研究,考察菌株在不同环境条件下的脱氮效果,明确了该菌株的最适宜生长条件,并基于水库水体中贫营养条件对菌株进行水源水库原水的驯化培养试验研究,以期实现该菌株对微污染水源水库原水中氮源污染物的脱除,为原位投菌技术实际工程应用提供理论依据。从微污染水源水库沉积物中驯化筛分出一株高效异养硝化-好氧反硝化菌A14,通过扫描电镜观察、生理生化特征、16S rRNA基因测序和Biolog GenⅢ鉴定,确定该菌株为革兰氏阴性短杆菌,鉴定为皮特不动杆菌（Acinetobacter pittii）。在好氧条件下,菌株细胞内表达反硝化功能基因napA,以NO3-为唯一氮源进行反硝化作用时,36 h时NO3-去除率为78.89%。以NH4+为唯一氮源时,48 h NH4+去除率为95.25%,TN去除率达80.42%,TOC去除率达98.30%,表明该菌株具有异养硝化-好氧反硝化特性。在改变环境条件过程中,该菌株在以乙酸钠为碳源,温度为30℃,C/N为12,pH为7,接种量为10%时,NO3-去除率最高为86.62%,并且在10℃下脱氮率达到40.18%。在水源水库原水脱氮实验中,接种处理TN去除率为50.95%,NO3-去除率为80.25%。结果表明,菌株A14在微污染水源水体菌剂脱氮修复中具有良好的应用潜力。     

粒状铁与甲醇支持的生物-化学联用法去除富氧地下水中硝酸盐

针对富氧地下水中硝酸盐,采用粒状铁和甲醇支持的生物-化学联用法开展了批实验研究,优化了脱氮反应参数,初步探讨了脱氧脱氮的能力及途径。结果表明,该法的优化参数是粒状铁种类为GI-北京,m（粒状铁）∶m（水）为3∶800,粒状铁粒径为0.425~1.0 mm,反应时间为5 d,甲醇用量为210.59 mg.L-1。生物-化学法、粒状铁和好氧异养菌完全脱氧所需的时间分别是174、206和2 746 min。生物-化学法脱氧依赖于粒状铁化学还原和好氧异养菌有氧呼吸,并且前者起着关键作用。随着反应时间的增加,异养脱氮、自养脱氮和化学还原各自引起的NO3-去除率亦增加。当反应时间≤5 d时,自养脱氮和化学还原的去除率均〈10%,而当反应时间为5 d时,生物-化学法的NO3-去除率达到近100%。生物-化学法内存在异养脱氮、自养脱氮和化学还原3种脱氮途径,其中异养脱氮是最主要的途径,且三者存在共生、协同和促进作用。生物-化学法脱氮期间硝酸盐还原速率≥亚硝酸盐还原速率。生物-化学法去除地下水中硝酸盐是有效可行的。     

1株贫营养好氧反硝化菌的分离鉴定及其脱氮特性

从水库底泥样品中,以硝酸盐为唯一氮源进行驯化、分离筛选出1株能在贫营养及好氧条件下进行高效反硝化的菌株PY8,经过电镜形态学观察、生理生化和16S rDNA序列分析,并基于16SrDNA序列结果,构建了该菌株的系统发育树,最终确定菌株PY8为根瘤菌Rhizobiumsp.。考察了初始pH值、温度、C/N、初始硝酸钠质量浓度、投菌量对菌株PY8硝酸盐还原活性的影响,以及该菌株的异养硝化性能。结果表明,在pH6.0～10.0,温度25～30℃,C/N1.0～9.0,初始硝酸钠质量浓度0.01～0.50g·L-1,投菌量1%～15%时,菌株PY8培养72h后的硝氮去除率可达到95%以上。另外,该菌株具有同时硝化-反硝化作用,在培养过程中氨氮去除率可达到58%左右。实验结果表明,菌株PY8在微污染水体生物脱氮领域中具有很大的应用潜力。     

集约化蔬菜种植区地下水中反硝化细菌的分离鉴定

从研究我国典型集约化蔬菜种植区地下水中硝酸盐的来源和浓度人手,进行富集、培养、分离、纯化,筛选出一株具有反硝化作用的菌株,通过形态学、革兰氏染色结合16SrDNA序列同源性分析鉴定,其鉴定结果为农杆菌(Agrobacterium sp.).该研究为开展地下水硝酸盐污染的生物修复储备宝贵的菌种资源,为地下水中硝酸盐污染的原位微生物修复和相关污水的生物处理提供微牛物基础,对于经济、有效的解决地下水硝酸盐污染和水资源短缺的问题有着十分重要的意义.     

固定化菌藻系统及对污水中氮磷营养盐的净化效果

利用海藻酸钙分别包埋固定小球藻、活性污泥及其两者混合物.研究固定态小球藻与悬浮态小球藻对污水中氮磷营养盐的处理效果,实验结果表明固定态藻对氮磷的去除效果明显优于悬浮态藻,其原因主要由于海藻酸钙凝胶对氮磷的吸附,系统pH值提高引起氨的气提及磷酸盐的沉淀作用.研究固定化藻、同定化活性污泥及共固定化菌藻分别对污水中氮磷营养盐的处理效果,在同等条件下,固定化菌藻对氮磷的去除效果优于固定化活性污泥和固定化藻类.这项研究显示菌藻共生在污水处理中具有较大的潜力.     

Degradation of bisphenol A by microorganisms immobilized on polyvinyl alcohol microspheres

In this study, microorganisms （named B111） were immobilized on polyvinyl alcohol microspheres prepared by the inverse suspension crosslinked method. The biodegradation of bisphenol A （BPA） and 4-hydro- xybenzaldehyde, a degradation product of BPA, by free and immobilized B lll was investigated. The BPA degradation studies were carried out at initial BPA concentrations ranging from 25 to 150 mg·L^-1. The affinity constant Ks and maximum degradation rate Rmax were 98.3 mg·L^-1 and 19.7mg·mg^-1VSS·d^-1 for free B111, as well as 87.2mg·L^-1 and 21.1mg·mg^-1VSS·d^-1 for immobilized B 111, respectively. 16S rDNA gene sequence analyses confirmed that the dominant genera were Pseudomonas and Brevundimonas for BPA biodegradation in microorganisms B 111.     

Studies on catalytic reduction of nitrate in groundwater

Catalytic reduction of nitrate in groundwater by sodium formate over the catalyst was investigated. Pd-Cu/γ-Al₂O₃ catalyst was prepared by impregnation and characterized by brunauer-emmett-teller (BET), inductive coupled plasma (ICP), X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM) and energy dispersive X-ray (EDX). It was found that total nitrogen was effectively removed from the nitrate solution (100 mg/L) and the removal efficiency was 87%. The catalytic activity was affected by pH, catalyst amount used, concentration of sodium formate, and initial concentration of nitrate. As sodium formate was used as reductant, precise control in the initial pH was needed. Excessively high or low initial pH (7.0 or 3.0) reduced catalytic activity. At initial pH of 4.5, catalytic activity was enhanced by reducing the amount of catalyst, while concentrations of sodium formate increased with a considerable decrease in N₂ selectivity. In which case, catalytic reduction followed the first order kinetics.     

固定化藻膜去除水中氮磷的模拟研究

针对富营养化水体生物修复和污水深度处理氮磷的去除,将细颤藻、水绵、水网藻、栅裂藻固定在纤维填料上,形成固定化藻膜。用固定化藻膜处理模拟富营养化湖水、实际富营养化湖水、城市污水二级出水、低质量浓度生活污水,考察固定化藻膜去除氮磷的效果。实验结果表明,固定化藻膜具有良好的去除磷、氨氮能力,对水中有机物去除也有一定的促进作用。对TP质量浓度小于5.0mg·L-1,NH4 -N质量浓度小于34.0mg·L-1的污染水体,四种藻膜都有良好的去除氮磷能力,其中栅裂藻去除TP、NH4 -N的能力最强。综合除污能力和藻细胞的可固定性,水绵应是最佳的备选藻种。研究结果显示,固定化藻膜具有良好的除污性能,预示了悬浮载体将在水体生物修复、氧化塘污水处理方面具有重要的潜在应用价值。     

Removal of clofibric acid from aqueous solution by polyethylenimine-modified chitosan beads

Polyethylenimine （PEI）-modified chitosan was prepared and used to remove clofibric acid （CA） from aqueous solution. PEI was chemically grafted on the porous chitosan through a crosslinking reaction, and the effects of PEI concentration and reaction time in the preparation on the adsorption of clofibric acid were optimized. Scanning electron microscopy （SEM） showed that PEI macromolecules were uniformly grafted on the porous chitosan, and the analysis of pore size distribution indicated that more mesopores were formed due to the crosslinking of PEI molecules in the macropores of chitosan. The PEI-modified chitosan had fast adsorption for CA within the initial 5 h, while this adsorbent exhibited an adsorption capacity of 349 mg· g^-1 for CA at pH 5.0 according to the Langmuir fitting, higher than 213 mg· g^-1 on the porous chitosan. The CA adsorption on the PEI- modified chitosan was pH-dependent, and the maximum adsorption was achieved at pH 4.0. Based on the surface charge analysis and comparison of different pharmaceu- ticals adsorption, electrostatic interaction dominated the sorption of CA on the PEI-modified chitosan. The PEI- modified chitosan has a potential application for the removal of some anionic rnicropollutants from water or wastewater.     

山东省地下水硝酸盐溯源研究

针对山东全省农村地区进行地下水取样,采用离子交换色层法对地下水NO3--N质量浓度大于10 mg·L-1的地下水样品进行预处理,做溯源研究,同时采集当地植物、化学肥料、人畜粪便、土壤等样品,测定δ15N值,以针对山东地区,对现存的δ15N值数据库进行完善与补充,使本研究更具代表性与准确性。研究结果表明,如以研究区域整体为单位,有35.45%地下水样品的NO3--N来自于粪肥污染,有27.1%的地下水样品是受化肥污染,还有37.45%的地下水样品的NO3--N污染来自于化肥、粪肥以及生活污水的混合污染。作者还进一步分析了地下水中NO3--N平均质量浓度高于20 mg·L-1的烟台和潍坊,结果表明,烟台地区的地下水NO3--N污染有55.56%来自于粪肥污染,有5.56%来自于化肥污染,有38.88%来自于化肥、粪肥以及生活污水的混合污染;潍坊地区的地下水NO3--N污染有16.13%来自于粪肥污染,有48.39%来自于化肥污染,还有35.48%来自于化肥、粪肥以及生活污水的混合污染。     

新型交联壳聚糖材料对地下水重金属Zn~(2+)的吸附性能

地下水重金属污染的原位修复技术研究日益受到关注.利用课题组研发的聚乙二醇(PEG400)作为交联剂合成的新型交联壳聚糖材料,用该新型材料吸附地下水中重金属Zn~(2+),探讨CTS:PEG比例和Zn~(2+)印迹量对吸附效果的影响,通过该材料对Zn~(2+)的吸附动力学、吸附等温线以及吸附热力学关系,讨论其吸附的内在机理.研究发现CTS:PEG=1:2和印迹的Zn~(2+)量是0.5%的交联壳聚糖,去除重金属Zn~(2+)的效率最高;其非平衡吸附遵循准二级动力学模型,吸附速率为0.1260mg·g~(-1)·h~(-1);在20℃,溶液pH值为7条件下,PEG-CTS对Zn~(2+)的最大吸附容量是18.20 mg·g~(-1),平均吸附能量是9.66kJ·mol~(-1);化学吸附为主,也包含物理吸附.     

Effects of nitrogen deficiency on nitrate reductase,nitrate assimilation and photosynthesis in unicellular marine algae

Nitrate reductase (NR) activity appeared in ammoniumgrown cultures of 5 species of marine algae, representing 4 classes, after a short period of nitrogen starvation. In nitrogen-limited chemostat cultures of Nannochloropsis oculata and Chlorella stigmatophora there was an inhibition of photosynthetic carbon fixation during nitrate assimilation. In these organisms, nitrate assimilation was light-dependent and inhibited by 3-(3′,4′-dichloro-)-1-1-dimethyl urea (DCMU). In N. oculata, an obligate autotroph, nitrite assimilation was dependent on light absolutely. Physiological changes that occur in these organisms during nitrogen deficiency enable them to assimilate nitrogen rapidly when it becomes available.     

猪场废水灌溉对地下水中氮素的影响

应用猪场废水处理工程中产出的厌氧水不同灌溉量和3个处理阶段V（出水）∶V（地下水）=1∶5混合对冬小麦-夏玉米轮作系统连续进行3年小区灌溉试验,地下水中总氮、铵态氮、硝态氮和亚硝态氮等指标的监测结果表明：（1）厌氧水不同灌溉量条件下地下水中4种氮素含量总体呈现高量厌氧水（Ha）〉中量厌氧水（Ma）〉低量厌氧水（La）的变化趋势;（2）混水灌溉处理地下水中4种氮素含量均呈V（原水）∶V（地下水）=1∶5混合（Tog）〉V（厌氧水）∶V（地下水）=1∶5混合（Tag）〉V（仿生态塘水）∶V（地下水）=1∶5混合（Teg）的变化趋势。文章的研究能够为制定合理的猪场灌溉制度提供数据支撑。