菌剂强化对水解酸化处理模拟印染废水效果的影响

将具有高效脱色效率的混合菌群FF(优势菌属为Proteobacteria门和Firmicutes门细菌)作为强化菌剂,通过流加菌的方式加入水解酸化反应器,对模拟印染废水进行菌剂强化。通过监测水解酸化反应器进出水的色度、COD、BOD5/COD和VFAs(挥发性脂肪酸)来反应菌剂强化效果。结果表明,经过菌剂强化,模拟印染废水的色度和COD去除率比强化前分别提高了大约15%和20%,同时,印染废水的BOD5/COD值由0.50增加到0.70,表明其可生化性得到显著提高。采用PCR-DGGE技术对菌剂强化前后水解酸化反应器中微生物多样性和群落结构进行探索。结果表明,经过菌剂强化处理,微生物多样性指数从2.17增加到2.56,表明物种丰富度增加,同时微生物群落结构发生显著变化,菌种系统发育树结果表明,菌剂强化后,不仅水解酸化系统中原来存在的优势菌种Bacteroidetes门细菌得以保持优势,同时系统中Proteobacteria门和Firmicutes门细菌得到了显著强化。     

A/O工艺处理印染废水的实践与探讨

结合工程实例,简单介绍了A/O工艺的特点,分析了A/O工艺的水质、污泥脱氢酶活性、微生物等.结果发现:(1)A/O工艺的COD去除率可以达到87.5%～98.0%,其中水解酸化池的贡献较大,COD去除率达到50%～78%;SS去除率达到了98%～99%;pH从进水的强碱性下降到7～8;只有色度的处理效果不理想.(2)水解酸化池中的污泥脱氢酶活性总体上比曝气池中的污泥强;水解酸化池和曝气池中的污泥脱氢酶活性较稳定,且抗冲击能力较强.(3)水解酸化池和曝气池中的菌胶团紧实、边缘清晰、沉降性能较好.经过鉴定发现,水解酸化池与曝气池中存在相同的微生物,且以假单胞菌和产碱杆菌为主.     

小麦秸秆预处理对厌氧消化性能的影响研究

针对小麦秸秆厌氧消化水解限速步骤,研究了酸、碱和污泥发酵消化液(以下简称消化液)预处理对小麦秸秆厌氧消化性能的影响。结果表明,酸和消化液预处理可以加速小麦秸秆水解酸化,在厌氧发酵第4天时产气中测得甲烷,早于对照和碱预处理。与对照相比,酸、消化液和碱预处理后小麦秸秆和污泥共消化体系的产气量可分别提高13.7%、12.0%和9.2%,产甲烷量可分别提高7.4%、9.5%和5.2%,但碱预处理会延滞厌氧消化产甲烷阶段。厚壁菌门(Firmicutes)是厌氧消化反应器中最主要的菌门,主要包括己酸菌属(Caproiciproducen s)、乙醇生孢产氢菌属(Hydrogenispora)、瘤胃梭菌属(Ruminiclostridium)、罗伊氏乳杆菌属(Lactobacillus)和Ruminiclostridium_1属等,其中己酸菌属和乙醇生孢产氢菌属可以作为小麦秸秆和污泥共消化的监测指标,在厌氧消化前期反应器中微生物主要为己酸菌属,而后期主要为乙醇生孢产氢菌属。     

膨润土强化畜禽粪便厌氧消化生产甲烷的探究

为探究膨润土(Be)对畜禽粪便厌氧消化性能的影响,(30±1)℃下进行Be强化畜禽粪便厌氧消化生产甲烷实验,并分析微生物结构。结果表明:(1)适量的Be能提高畜禽粪便产甲烷效率;提高溶解性有机碳(DOC),为后续酸化、产甲烷提供充足的基质;促进挥发性脂肪酸含量升高,为产甲烷古菌提供底料。当Be为3.0%(质量分数)时,甲烷日产量最高至268.5mL/d,第40天单位质量挥发性悬浮固体(VSS)的甲烷累积产量为(289.3±9.2)mL/g,DOC最大值为(5 985±142)mg/L,溶解性蛋白质为(3 015±118)mg/L,多糖最大值为(1 061±56)mg/L,乙酸在前10天急剧升高至(385±10)mg/L,戊酸最大值为(124±9)mg/L,VSS减量率为31.2%±1.3%。(2)Be的存在有利于提高厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度,当Be为3.0%时,厚壁菌门相对丰度为61.2%。     

双氧水协同生化法处理实际印染废水

研究了双氧水协同水解酸化-接触氧化系统对实际印染废水的处理效果,并与完全生化处理系统进行对比。将100.0 m L经稀释的浓度为3 m L·L-1的双氧水溶液,用蠕动泵以1.67 m L·min-1的速度投加至正常运行的水解酸化体系底部,投加频率1次·d-1。结果表明,水解酸化体系对COD的去除率为23%~46%,氨氮去除率在-93%~+8.5%之间波动,出水色度为125~150倍;而接触氧化体系COD去除率提高至39%~59%,氨氮去除率接近100%,出水色度为100~125倍。采用16S r DNA宏基因组高通量测序技术,对比分析了双氧水协同生化处理系统和完全生化处理系统内的微生物菌群结构差异,发现双氧水可洗脱水解酸化污泥中的部分厌氧菌,促进优势菌门Proteobacteria(变形菌)和Bacteroidetes(拟杆菌)的富集,有助于脱色,并有助于洗脱接触氧化体系中的部分非优势菌,刺激Nitrospirae(硝化螺旋菌)的生长,促进脱氮作用。     

京杭运河杭州段水体污染和细菌群落结构特征

为了解人类活动对城市河道水体污染和细菌群落的影响,选取京杭运河杭州段进行了分季节采样研究。测定了水体的环境与水质参数,分析了细菌丰度、胞外酶活性和群落结构变化。结果显示,从上游到下游,水体中高锰酸盐指数、氨氮、总氮以及细菌丰度和β-葡萄糖苷酶活性大体呈递增趋势,冬季水体总体污染水平及细菌丰度均显著高于其他季节。水体中细菌的主要种类集中在变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)、拟杆菌门(Bacterioidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)和蓝藻门(Cyanobacteria),所占比例分别为37.8%、24.3%、18.9%、10.8%和8.1%,属于黄杆菌(Flavobacterium)、厚壁菌(Firmicutes bacterium)和放线菌(Actinobacterium)的细菌是水体中大多数时间的优势细菌。限制性排序分析显示,水体细菌群落结构从上游到下游差异明显,高锰酸盐指数和总氮是关键影响因子。杭州市区由人类活动产生的污染物输入是京杭运河杭州段的主要污染源,水体细菌群落对水体污染物的变化有着明显的响应。     

共代谢基质强化微生物修复四氯乙烯污染地下水

针对微生物修复地下水中四氯乙烯(tetrachloroethylene,PCE)周期长的问题,通过添加共代谢基质强化微生物修复技术以提高修复速率。以某污水处理厂的厌氧活性污泥为菌种来源,采用振荡培养法进行PCE高效降解菌群的驯化和筛选,对微生物降解PCE的温度、初始pH和PCE初始浓度3种影响因素进行了条件优化;使用甲醇、乙醇、葡萄糖、酵母浸膏以及乳酸钠作为共代谢基质,研究了不同共代谢基质条件下微生物群落对PCE的降解规律,并建立了反应动力学模型。结果表明:在种水平上,梭状芽孢杆菌Clostridium sp. FCB45是优势菌种;PCE初始浓度为1 mg·L-1,pH在中性,温度为30℃,共代谢基质为酵母浸膏时,微生物群落的降解效果最好,PCE降解率可高达96.75%,降解速率常数最高可达0.327 d-1;添加共代谢基质强化的微生物降解过程全部符合一级反应动力学模型。添加共代谢基质的微生物实验结果表明,添加共代谢基质可以有效缩短微生物修复周期,对污染地下水的原位生物修复具有一定的参考价值。     

阿特拉津土壤污染修复菌剂载体材料的筛选与应用

阿特拉津是长残留除草剂,其环境行为和生物修复技术已成为有机污染控制领域的研究热点。以廉价的高岭土、凹凸棒土和腐殖酸为载体材料,采用正交实验,把功能菌存活率作为目标性状,参考材料成球率,筛选出性能较好的高岭土、凹凸棒土和腐殖酸质量配比3种,分别为1∶0.5∶0.5(A3B2C1)、0.5∶0∶0.5(A2B3C1)和1∶0∶1(A3B1C2);在温度和紫外线耐受力实验中,A3B2C1材料配比更能够有效提升功能菌在高温和紫外线作用下的存活率,即载体中高岭土、凹凸棒土和腐殖酸质量比为1∶0.5∶0.5时效果最佳;利用A3B2C1载体材料配比制备菌剂,进行室内土壤修复实验,35 d时0.1%和0.5%载体菌剂添加量修复土壤中阿特拉津完全降解,而2个游离菌修复土壤中残留率均16%,0.1%载体菌剂添加量修复过程中土壤微生物Shannon多样性指数和均匀度变化幅度较其他修复方式小,有利于土壤微生物生态系统的平衡,因此0.1%载体菌剂添加量修复效果为最优。     

硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复城市黑臭水体

固定化微生物技术可促进城市黑臭水体中氮磷污染物去除,但硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复黑臭水体研究较少。通过向改性载镧膨润土基复合微生物菌剂(La-Bt基复合菌剂)中添加经S₂O₃^2-驯化培养的硫自养反硝化菌(NR-SOB),试图引入硫自养反硝化协同固定化微生物技术修复黑臭水体。在La-Bt基复合菌剂投加量为1.5 g/L时,向黑臭水体中分梯度投加不同浓度NR-SOB,研究NR-SOB协同La-Bt基复合菌剂去除黑臭水体污染物效果,并通过高通量测序分析底泥微生物群落结构变化。结果表明,当NR-SOB投加量为0.3 g/L时,对黑臭水体和底泥处理效果较好：上覆水氨氮、TN和TP去除率分别为87.42%、69.85%和71.11%;底泥酸可挥发性硫(AVS)去除率为34.76%,底泥TN和TP去除率分别为45.22%、45.04%;实验结束时底泥中厚壁菌门(Firmicutes)相对丰度从11.76%降至9.84%,硫杆菌属(Thiobacillus)相对丰度达2.82%,氮硫去除相关微生物菌属比例提升约0.95%。     

切削液废水处理过程中溶解性有机物分子质量分布和光谱特征的转化规律

以隔油-混凝沉淀-水解酸化-好氧共代谢为组合工艺处理切削液废水,探究各处理单元对不同种类有机物的转化规律和去除能力;对各处理单元出水中的溶解性有机物(DOM),采用超滤膜法进行分子质量分级,应用紫外-可见吸收光谱、三维荧光光谱等方法对各单元出水及其滤后液进行了分析。结果表明,隔油池出水DOM分子质量主要分布在1 kDa小分子质量区间和100 kDa的大分子质量区间,分子质量占比分别为46.04%、42.79%,混凝沉淀对大分子质量的DOM有较好的去除效果,混凝沉淀出水、水解酸化池出水、好氧池出水的DOM主要分布在1 kDa区间。切削液废水处理过程中出现5个荧光峰,其中峰A和峰B可能为多环芳香烃和杂环化合物的混合物;峰C为石油类;峰D可能是废切削液中滋生的微生物和细菌的细胞物质及其分泌物或单环芳香烃;峰E可能为杂环化合物或多环芳烃类腐殖酸。经一级处理(隔油和混凝沉淀)后峰A和峰B的去除率分别为60%和35%;峰C和峰D去除率均大于99%。经二级处理(水解酸化和好氧共代谢),峰A和峰B的去除率分别为23%和48%。该工艺流程对切削液废水中的有机物有较好的去除效果,石油类、COD、TOC、BOD_5的总去除率可达99.99%、98.81%、98.74%、99.78%,达到了《污水排入城镇下水道水质标准》中的B级标准。     

生物强化对MBR系统生物特性及群落结构的影响

采用高效菌强化膜生物反应器对溴氨酸废水进行处理,考察了生物强化前后系统对溴氨酸的降解能力及其内部微生物生理状态变化.并采用核糖体基因间隔序列分析技术(RISA)解析了高效菌投加前后污泥系统的群落变化.实验表明,投菌后在进水负荷增加的条件下,上清液和膜出水的溴氨酸脱色率分别约为50%和65%,相应的COD去除率分别约为25%和50%,和投菌前基本保持一致;TTC-脱氢酶活性和胞外聚合物(EPS)浓度略有波动,但是运行一段时间后即恢复到投菌前水平.群落分析表明高效菌可以在系统中稳定存在,并且不对原菌群结构造成较大影响.     

碱预处理污泥产酸效果及其生物群落研究

为了提高污泥水解酸化过程中的挥发酸产量,获取污水脱氮除磷所需的内碳源,以深圳市罗芳污水厂的二沉池污泥为研究对象,采用不同的碱量对其进行预处理。通过测定碱预处理污泥水解酸化过程中的挥发酸浓度,并采用聚合酶链式反应-变性梯度凝胶电泳(polymerase chain reaction denature gradient gel electrophoresis,PCR-DGGE)技术对参与碱预处理污泥水解酸化产酸过程的主要微生物种群进行分析,结果表明,当碱投加量为0.20 g NaOH/g VSS时,初始溶出的蛋白浓度为1 780 mg/L;水解酸化15 d时,挥发酸总量达到3 473 mg/L;参与产酸的主要细菌属于Firmicutes、Proteobacteria、Bacteroidetes三个门类。     

外源菌剂对餐厨垃圾和污泥联合堆肥酶活性及微生物的影响

以餐厨垃圾和污泥(质量比1∶1)混合物为底物,以不接种微生物为对照,以添加外源菌剂和腐熟堆肥为两个处理,研究外源菌剂对联合堆肥过程中酶活性和腐熟期微生物的影响。结果表明,外源菌剂可促进堆体升温并延长高温期,可显著提高纤维素酶、过氧化氢酶、脲酶、蛋白酶的活性,4种酶的峰值分别为377.294 U/g、83.107 mL/(g·h)、0.763 mg/(g·d)和147.411 U/g。采用高通量测序技术分析发现,添加外源菌剂降低了腐熟期细菌、真菌的群落多样性,但提高了真菌群落丰富度。门水平上,各堆体细菌和真菌的优势群落种类差异较小,仅相对丰度变化较大;属水平上,添加外源菌剂使堆体中优势细菌占比更均匀,优势真菌主要为土壤伊萨酵母菌(Issatchenkia)、念珠菌(Candida)、未分类真菌(Unclassified Fungi)等。采用FAPROTAX工具对细菌功能分组,各堆体相对丰度较高的功能菌以化能异养、有氧化能异养、硝酸盐还原等为主,然而添加外源菌剂和腐熟堆肥使芳香族化合物的降解功能菌相对丰度分别提高了8.0倍、7.4倍。     

共基质下微生物燃料电池同步脱色甲基橙与产电性能

采用双室方形微生物燃料电池(MFC),以葡萄糖作为共基质,研究了共基质浓度对典型偶氮染料甲基橙在MFC阳极室中脱色效率及同步产电的影响。结果表明,在0~1.5 g/L浓度范围内,共基质浓度越大,甲基橙脱色率、COD去除率和最大输出电压越高。在共基质浓度为1.5 g/L,进水甲基橙为300 mg/L的条件下,8 h的脱色率高达95%,且在1 000Ω外电阻下,最大输出电压达到662 m V;在无共基质条件下,8 h内对300 mg/L甲基橙的脱色率仅为7.5%,最大输出电压仅达到140 m V。厌氧对照实验表明,甲基橙在MFC中可以实现加速脱色,反应8 h后甲基橙在MFC中的脱色率提高了57%。该研究为开发新型MFC降解偶氮染料废水技术提供了理论依据。     

微酸性电解水喷雾消毒对垃圾房生活垃圾微生物群落的影响

为深入理解微酸性电解水喷雾消毒对垃圾房生活垃圾微生物群落结构的影响，采用微酸性电解水喷雾方式对上海市某小区垃圾房进行消毒处理，结合高通量测序方法确定细菌和真菌的群落丰度，评估该环境卫生风险防控技术的应用效果。结果表明：干、湿垃圾样品中，厚壁菌门(Firmicutes)和变形菌门(Proteobacteria)为优势细菌门，子囊菌门(Ascomycota)和担子菌门(Basidiomycota)为优势真菌门，乳酸杆菌属(Lactobacillus)和不动杆菌属(Acinetobacter)为优势细菌属。微酸性电解水喷雾后，生活垃圾样品中厚壁菌门的相对丰度降低了12.9～22.5百分点；而变形菌门的相对丰度上升了3.6～34.2百分点；子囊菌门的相对丰度降低了1.8～22.7百分点，而担子菌门的相对丰度上升了1.8～21.5百分点，表明微酸性电解水可使致病菌等有害菌的相对丰度减少，而使有益菌的相对丰度增加。     

优势菌处理印染废水的工艺及脱色机理研究

采用不完全厌氧－好氧工艺处理印染废水,工程运行前在水解池中投入了主要用于脱色的优势菌群,经３年多的运行,系统的脱色率均稳定在９０％以上。从池中取菌进行分离鉴定,并进行各单株菌脱色能力实验,对其中具有最佳脱色能力的菌株进行偶氮染料活性黑ＫＮＢ的脱色产物的化学分析,从而探讨水解池中染料的脱色机理。结果发现：分离到的１０株菌对试验染料有较好脱色效果,高效液相色谱检测发现产物只有苯胺类物质的存在。该菌的脱色作用主要是破坏了染料的发色基团——偶氮双键。     

复合式动态膜生物反应器处理印染废水效能及膜污染控制

分别采用动态膜生物反应器(DMBR)与复合式动态膜生物反应器(HDMBR)处理印染废水,研究投加悬浮填料前后对污染物去除和膜污染控制影响。投加和未投加悬浮填料的反应器分别标为反应器A和B。结果表明,A反应器对色度、浊度、NH+4-N、TN、TP、COD、UV254平均去除率依次为86.39%、96.00%、90.13%、85.84%、89.63%、95.75%和88.24%,分别比B反应器提高了6.15%、2.24%、8.33%、5.99%、5.56%、1.79%和6.39%。对两反应器污泥混合液进行变性梯度凝胶电泳分离可知,水解酸化池与好氧池内既有相同的微生物种属,也有其特有的种属,而A反应器中各微生物优势地位均比B反应器明显。A反应器中混合液的EPS浓度增加量、LB-EPS积累量、污泥粒径小于10μm所占比例、膜通量降低幅度均小于B反应器,LB-EPS积累量是影响污泥混合液中Zeta电位、污泥粘度变化的主要原因。膜表面滤饼层的红外图谱与三维荧光图谱解析,验证了蛋白质和多糖是膜表面污染物的主要成分。A反应器中悬浮填料为微生物提供载体,增强了微生物降解能力,能提高对污染物的去除率,同时也延缓了膜污染。     

一组优势菌对活性染料的脱色研究

本文作者从成功运用"优势菌处理工业废水技术”的某织染公司水解池中取得10株纯菌.为了解该系统保持稳定脱色效果的原因,对分离到的10株纯菌进行进一步的脱色研究.分别对10株纯菌的完整细胞及其细胞破碎液进行活性染料的脱色实验,结果发现这10株菌均具有较高脱色率,且其混合菌群完整细胞的脱色效果优于各单株菌.混合菌群及各单株菌破碎细胞脱色实验结果与完整细胞的结果一致.     

铁炭微电解强化水解酸化反应器高效处理聚乙烯醇废水

以聚乙烯醇(PVA)退浆废水为研究对象,构建了铁炭微电解强化厌氧生物处理的废水处理系统,对比研究了不同负荷条件下常规水解酸化反应器(R1,无铁炭材料)和铁炭耦合厌氧水解酸化反应器(R2,有铁炭材料)对PVA退浆废水的去除效果、颗粒污泥特性(胞外聚合物(EPS))、挥发性脂肪酸(VFAs)组成及微生物群落结构的差异。结果表明:R2出水平均COD去除率和平均PVA去除率分别稳定在86.8%和75.8%,均优于R1;添加铁炭材料可促进丙酸、丁酸转化成乙酸,提高了乙酸产量;R2颗粒污泥紧密黏附EPS(TB-EPS)、松散附着EPS(LB-EPS)含量较R1有所增加,颗粒污泥结构得到优化。高通量测序结果表明,添加铁炭对水解酸化菌群有显著影响,Propionibacteriaceae、Clostridium sensu stricto 12在PVA的降解中起重要作用。综合上述结果,铁炭微电解可有效强化水解酸化反应器对PVA退浆废水的处理效果,研究结果可为厌氧生物法处理PVA退浆废水提供参考。     

Fe0-厌氧微生物体系处理活性艳红X-3B的试验研究

采用间歇式摇床试验,研究了葡萄糖共基质条件下Fe0-厌氧微生物体系中Fe0投加量、pH值、染料初始浓度对活性艳红X-3B模拟废水脱色率的影响,比较了Fe0-厌氧微生物、纯厌氧微生物及纯Fe03种体系中废水的脱色效果.结果表明:Fe0-厌氧微生物体系中初始浓度(50～500 mg/L)对活性艳红X-3B的脱色率影响不大;而Fe0投加量、pH值存在一个最佳范围;当Fe0投加量为260 mg/L,pH值为6.0,污泥浓度为0.35 g VSS/L,停留时间约为30 h时,体系中活性艳红X-3B的脱色率可达90%左右,比相同试验条件下纯Fe0、纯厌氧微生物体系达到此脱色率所需时间分别缩短了约1/2、7/10.在Fe0-厌氧微生物体系中,由紫外可见分光光度分析可推测活性艳红X-3B的脱色机理主要是其偶氮键发生断裂,生成苯胺和萘类物质,而且苯胺和萘类物质能得到进一步降解.