低浓度SO2诱导驯化选育脱硫菌研究

采集于城市污水处理厂氧化沟的微生物用100～2 000 mg/m3低浓度SO2气体通入0.5 h停1 h的方式诱导驯化6 d以上,得到生长繁殖速度快、活性高、具有能将亚硫酸根氧化为硫酸根并从中获取能源的脱硫菌,该混合菌中优势菌属氧化亚铁硫杆菌,呈革兰氏染色阴性,杆菌单极生鞭毛运动的专性无机化能自养性菌.驯化过程中逐渐提高SO2浓度、供氧速率以及适时添加N、P、K等营养液对优势菌种的驯化生长起关键作用,驯化所得脱硫菌可只以低浓度SO2气体为能源进行生长,对亚硫酸根水溶液降解速率达160 g/(m3·h),生化降解率超过50%.在填拉西环塔式反应器中降解不高于5 500 mg/m3的SO2气体,气体接触时间3 s时SO2的净化效率达98%以上,出口SO2气体浓度低于100 mg/m3,生化降解率接近80%,对15 000 mg/m3 SO2气体的净化效率也高于95%.     

泡沫层生化反应降解表面活性剂

在含有表面活性剂的废水中进行微孔曝气,形成稳定的泡沫层,泡沫层与固定化微生物接触,使表面活性剂得到降解、研究结果表明泡沫层生化反应有助于优势微生物的富集,表面活性剂降解速度从21mg（L·h）提高到35mg（L·h）;表面活性剂的去除率从71％提高到95％,而且这种方法可以解决含表面活性剂废水处理过程中泡沫四处外溢的现象。     

低频无极灯降解偶氮染料酸性橙7

以40 W的新型低频感应无极灯(LFEL)作为反应光源,研究了其对于水中难生化降解偶氮染料酸性橙7(AO7)的降解效果.通过专用浸没式反应器研究了这种新型光源降解AO7的有效实验参数,并与传统汞灯光源做了降解AO7的实验对比,用GC-MS检测了主要降解产物小分子,探讨了LEEL对AO7的降解机制及反应活性物质(ROS).结果表明,LFEL对于水中的AO7染料具有较好的降解效果和较高的矿化率,在浸没式反应器中曝气量2 m3·min-1,AO7浓度为20 mg·L-1(7 L)在4 h的反应后能达到94.1%的降解率,而其降解能耗远低于传统汞灯光源.降解贡献来自于两个方面:直接吸收降解和间接通过活性物质(ROS)氧化作用.氧气是ROS的重要来源,加大曝气量会提高降解效率,反应过程中有臭氧的生成.添加淬灭剂显示,·OH对降解反应几乎无贡献,1O2和O2·-则是反应的主要活性物质.     

氢基质自养微生物还原降解水中对氯硝基苯的研究

将中空纤维膜微孔曝气和生物膜工艺结合设计出一种新型的水处理工艺——氢基质生物膜反应器(MBfR),其中,中空纤维膜为自养微生物的生长载体,还可作为扩散装置使氢气均匀扩散至生物膜中.同时,对氢基质自养微生物还原降解水中对氯硝基苯(p-CNB)的可行性、还原机理和去除效果进行了研究,并分析了共存的硝酸盐(NO3--N)和硫酸盐(SO24-)对p-CNB还原产生的影响.结果表明,MBfR生物膜中氢自养微生物能有效利用氢气为电子供体生物转化p-CNB,其中,p-CNB经硝基还原生成对氯苯胺(p-CAN),p-CAN再通过还原脱氯生成低毒的终产物苯胺(AN).经过长期运行,MBfR对进水500μg·L-1和2000μg·L-1的p-CNB具有稳定高效的生物降解性能,p-CNB去除率和去除通量最高达到96.9%和0.056g·m-·2d-1.通过投加NO3--N和SO42-发现,p-CNB还原速率随NO3--N和SO42-浓度升高而降低,表明p-CNB还原受到NO3--N和SO24-的抑制.NO3--N和SO24-对p-CNB还原产生的抑制主要与对电子供体(氢气)的强烈竞争和还原产物对脱氯微生物的毒性有关.电子通量分析进一步表明,反硝化或SO24-还原消耗更多的电子,当氢气利用率受限制时将对p-CNB还原产生强烈的电子供体竞争性抑制.     

新型固定化生物小球的研制及其处理模拟苯胺废水的特性

从焦化废水二级处理系统的生物膜中富集、培养、浓缩得到能降解苯胺的混合菌种GAl作为固定化微生物的来源.用3种不同方法制备了新型固定化生物活性炭纤维小球(IBACFBs),并研究了其机械性能;通过降解模拟苯胺废水考察了固定化生物活性炭纤维小球的生化活性和循环使用寿命.同时也比较了小球中活性炭纤维和活性炭对小球生化性能的影响.结果表明,以Ca(N03)2为唯一固化剂,采用冷冻-解冻法制得的IBACFBs具有最好的机械性能和生化活性,对高浓度苯胺溶液有优异的降解效果,最适条件下经过46h反应,苯胺浓度从初始的526mg·L-1降至9.6mg·L-1,降解率达到98.4%.由于具有特殊的孔结构和巨大的比表面积,相比于活性炭,活性炭纤维更能提升固定化小球的生化活性.循环批次降解苯胺实验表明,IBACFBs具有良好的机械强度,生化活性随着循环次数的增加不但没有降低,反而有不同程度的提高;循环批次反应后,在最适条件下IBACFBs仅用30h就可将苯胺溶液浓度从513mg·L-1降至7.6mg·L-1,降解率高达98.5%.     

生化黄腐酸对活性污泥系统处理废水的强化作用

研究了添加生化黄腐酸对活性污泥工艺处理废水的强化效果。在4个反应器中分别添加0、2、4和6mg/L浓度的生化黄腐酸,反应器采用分批连续运行方式,系统稳定后,考察添加生化黄腐酸对活性污泥工艺运行的影响。结果表明生化黄腐酸能加快废水中COD、氨氮和总磷的去除,促进微生物对难降解有机物的降解,并能降低出水中悬浮固体物的浓度,提高污泥的活性,达到改善活性污泥工艺运行的目的。     

水中有机污染物综合指标分析述评

目前,水中有机污染物综合指标有BOD_5、COD、TOD、TOC及UVA等。一、生化需氧量(BOD_5) 多年来,沿用BOD_5这一参数作为水中有机污染物可被微生物降解的综合指标,以此掌握水质的有机污染程度,了解污水生化降解的可能性,为生化处理的构筑物设计提供基础数据,评价污水处理技术的效果。     

ABR反应器处理高浓度头孢抗生素废水实验研究

抗生素类制药废水的有机污染物浓度高,可生化性差,微生物不易降解,处理难度很大。采用动态试验对厌氧折流板反应器（ABR）处理某头孢类制药厂废水进行了研究。结果表明,当进水CODCr负荷控制在2．67—3．0kg／（m^3·d）,温度控制在35．4-0．5℃时,ABR对该废水CODCr的去除率可达在50％,且其可生化性得到了有效的提高,促进了废水进一步后续生化处理的运行稳定性。     

微生物电解系统生物阴极的硫酸盐还原特性研究

针对传统硫酸盐生物还原方法中供氢体系能耗大和氢气利用率低的特点,构建双极室微生物电解系统(microbial electrolysis system,MES),研究了微生物利用阴极作为电子供体去除废水中硫酸盐及电子利用的特性.外加电压为0.8 V时,MES生物阴极在36 h内SO2-4平均去除量为109.8 mg·L-1,平均还原速率可达73.2 mg·(L·d)-1.运行时MES的最高电流密度为50~60 A·m-3,电子回收率为(43.3±10.7)%,约90%的电子被用于还原SO2-4.微生物利用MES阴极产生的H2作为电子供体还原SO2-4,主要还原产物为溶解态的S2-和气态的H2S,还原过程主要发生在前12 h.对MES施加不同外加电压的实验显示,外加电压为0.8 V时的SO2-4去除率和电荷量都比0.4 V时高;但0.4 V情形下MES的电子回收率可达到70%,且周期结束时阴极H2低于检出限,推测微生物可以直接利用阴极的电子从而提高了能量效率.实验结果最终表明,微生物可利用MES的阴极进行代谢去除废水中的SO2-4,阳极微生物产生电子降低了系统能耗,这为含硫酸盐废水的高效低耗处理提供了新的研究思路.     

橡胶促进剂废水的生物处理

采用A2／O工艺处理橡胶促进剂废水,橡胶促进剂废水与生活污水的比例逐步提高至1：1,实验结果表明在整个生化系统的水力停留时间为24．h的条件下．出水指标可达到一级A排放标准。共代谢提高了微生物降解难降解物质的效率。通过人工投加碳源和聚合氯化铝的办法,总氮和总磷得以有效去除。     

DBD技术脱除恶臭气体H2S和CS2的可行性

采用DBD技术脱除工业废气中的H₂S和CS₂.12kV的电压下,分压为4kPa的H₂S,放电5s,去除率接近100%;分压为1.33kPa的CS₂,放电15s,其去除率可达80%.H₂S和CS₂的去除率都随其浓度的增加而下降.在实验室研究的基础上,设计了废气处理量为420m³/h、流速为10m/s的DBD净化装置,进行了实际含H₂S和CS₂的工业废气净化研究,H₂S去除率可达89%,能量消耗为5.2W·h/m³.结果表明DBD技术对于处理含硫恶臭工业废气,具有实际应用价值.     

高效硝化细菌的筛选及特性研究

利用选择性培养基从SBR活性污泥中分离出一株硝化细菌N4,采用比色法和离子色谱法检测该菌株培养液里残余NO2-含量,可知该菌株的硝化速率达到(52.0±3.5)mg/(L·d).通过形态、生理生化和16S rDNA分析表明,该菌属于固氮弧菌属(Azoarcus).在15℃下对N4进行耐低温驯化表明,在10%接种量条件下,该菌能在8d内稳定地实现NO2-→NO3-全部转化,硝化速率达到120.7mg/(L·d)以上.对驯化菌株N4-L在15℃下的硝化特性进行研究表明,在pH值为8.0、葡萄糖浓度为2g/L、NaNO2浓度为1g/L时其硝化能力最强.提取N4-L总DNA及冬季活性污泥絮体的总DNA,扩增16S rDNA的V3可变区,进行DGGE分析说明,N4-L不是污泥絮体中的优势菌.研究表明,采取有关措施使N4-L菌株成为絮体优势菌可能是提高SBR脱氮运行效率的有效途径.     

膜基吸收恶臭气体H_2S的实验研究

选甲基二乙醇胺溶液为吸收剂,聚丙烯中空纤维膜作接触器,通过单因素实验研究膜基吸收恶臭气体H2S的影响因素。结果表明,吸收剂浓度对脱硫率影响明显,适当的吸收剂浓度是保证脱硫率的关键因素;进气速率增大可以提高传质系数、增强传质,但脱硫率降低;提高进气压力可以提高脱硫率,但不如吸收剂浓度影响大;吸收剂循环使用对脱硫率影响较大,应在满足出气要求的前提下,合理控制循环次数和循环比例。对含H2S347mg/m3的进气,实验得到的适宜的脱硫条件为:进气流速0.35m3/h、压力0.1MPa,吸收剂流量0.40m3/h、浓度3mol/L。在该条件下,单级膜组件脱硫率稳定在96%以上。     

油气田土壤样品中可培养丁烷氧化菌多样性研究

分别采用丁烷或丁醇选择培养法,对采自四川省达州市普光气田和湖北省江汉油田的土壤样品中的丁烷氧化菌进行了分离、纯化、16S rRNA基因序列测定及系统发育研究,探讨不同油田不同环境中烃氧化菌数量、系统发育地位以及种群多样性的差异.结果表明,初步分离获得共25株丁烷氧化菌,分属于厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)和变形菌门(Proteobacteria).2个油田样品分离出的丁烷氧化菌群落结构简单,均包括芽孢杆菌(Bacillus)、假单胞菌(Pseudomonas)、红球菌(Rhodococcus)和节杆菌(Arthrobacter)4个属的细菌,苍白杆菌属(Ochrobactrum)和分支杆菌属(Mycobacterium)的细菌分离自普光气田.普光气田分离出的丁烷氧化细菌数量和多样性略高于江汉油田.     

一种新厌氧氨氧化菌的16S rRNA基因序列测试

运用序批式试验测定厌氧氨氧化污泥的氨氮和亚硝态氮消耗量,求得厌氧氨氧化活性为9.84×10-4 mg·(mg·h)-1,厌氧氨氧化菌消耗NO-2-N与NJ 4-N之比为1.311;采用分子生物学方法从EGSB反应器颗粒污泥中提取细菌总DNA,经纯化、特异引物PCR扩增、克隆、测序等过程,得到厌氧氨氧化菌部分16S rDNA序列;通过系统发育树分析可以发现,在EGSB反应器中富集得到的厌氧氨氧化菌种(anaerobic ammonium-oxidizing Planctomycete cquenviron-1)与Candidatus"Anammoxoglobus propionicus"和Candidatus"Jettenia asiatica"同属,arnaerobic ammonium-oxidizing Planctomycete cquenviron-1与其他厌氧氨氧化菌基因序列的同源性最大为93%.结果表明,前期EGSB反应器富集得到了一种新型厌氧氨氧化菌,该菌株命名为anaerobic ammonium-oxidizing Planctomycete cquenviron-1.     

柴达木盆地达布逊盐湖微生物多样性研究

本研究采用高通量测序与传统培养技术相结合的方式研究达布逊湖微生物的多样性。结果显示,达布逊盐湖中的细菌多样性与丰度远高于古菌。高通量测序所得的16SrRNA基因序列分别归属广古菌门(Euryarchaeota),放线菌门(Actinobacteria),拟杆菌门(Bacteroidetes),变形菌门(Proteobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)。广古菌门序列占原核微生物(细菌与古菌之和)的5.5%,以嗜盐的盐杆菌科(Halobacteriaceae)为主,而属于放线菌门、拟杆菌门、变形菌门和疣微菌门的细菌序列分别占原核微生物的53.0%、25.8%、14.1%和1.6%。定量PCR结果显示,达布逊盐湖水体中的细菌和古菌16S rRNA基因丰度分别为3.27×107和4.35×104拷贝/毫升。培养分离获得的纯细菌菌株分别属于假单胞菌属(Pseudomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus)。古菌菌株则分别属于盐杆菌科的盐盒菌属(Haloarcula)、盐红菌属(Halorubrum)和盐棍菌属(Halorhabdus)。本研究为青藏高原盐湖微生物资源的开发和利用提供了有利的数据支持。     

基于分子技术的1株产毒藻藻际细菌多样性分析

采用构建16S rDNA克隆文库的方法,对实验室保存的1株产毒塔玛亚历山大藻在不同时期的藻际细菌群落多样性进行了分析.限制性片段长度多态性(restriction fragment length polymorphism,RFLP)结果表明,塔玛亚历山大藻藻际微生物的16S rDNA克隆文库中的克隆子总共可分为 34 种基因型,选取各谱型的代表克隆子测定其16S rDNA片段核苷酸序列,将所获得的序列与GenBank数据库进行BLAST比对,结果表明所有基因型分属于2个细菌类群：变形细菌门(Proteobacteria)和拟杆菌门(Bacteroidetes).在延滞期的藻培养液中,α-Proteobacteria占36.4%,β-Proteobacteria占9.1%,γ-Proteobacteria占27.3%,拟杆菌门(Bacteroidetes)占27.3%;在指数后期的培养液中,α-Proteobacteria占53.3%,β-Proteobacteria占13.3%,γ-Proteobacteria占6.7%,拟杆菌门(Bacteroidetes)占26.7%; 在稳定期的培养液中,α-Proteobacteria占47.8%,β-Proteobacteria占8.7%,γ-Proteobacteria占21.7%,δ-Proteobacteria占4.3%,拟杆菌门(Bacteroidetes)占17.4%;其中有不少克隆子与已知序列同源性低于 94%,表明塔玛亚历山大藻藻际环境中附着有新的未开发的微生物资源,这些细菌可能在微藻的生消过程中起着重要的调控作用,所以本研究结果在赤潮微生物调控中具有重要的理论意义和应用价值.     

基于mcrA基因的厌氧颗粒污泥产甲烷菌群分析

基于mcrA基因对阿维菌素废水处理工业化UASB厌氧颗粒污泥中产甲烷菌群进行分析,并与基于16S rRNA基因的产甲烷菌群分析结果进行比较.结果表明,基于2种目标基因PCR产物的DGGE图谱存在差异,但根据图谱计算所得产甲烷菌群Shannon多样性指数、Margalef丰富度指数和Berger-Parker优势度指数没有差异,表明基于2种目标基因的产甲烷菌群多样性分析基本一致.基于不同目标基因的优势产甲烷菌群系统发育种属的分析结果大体相似,产甲烷杆菌目和产甲烷八叠球菌目是厌氧颗粒污泥样品中的优势产甲烷种群;同时,分析结果的差异表明2种目标基因的检测特异性不完全相同.基于2种目标基因的产甲烷菌群FISH杂交区域具有很高的一致性,但杂交区域面积有所差异.基于mcrA基因FISH检测的产甲烷菌群平均相对丰度为24.25%±6.47%,低于基于16S rRNA基因FISH检测结果(33.42%±2.34%).以上结果表明,基于mcrA基因与基于16S rRNA基因的的产甲污泥菌群分析结果具有较高的相似度,mcrA基因可以作为16S rRNA基因的替代目标基因.     

城市混合垃圾组分及其燃烧产物特性分析

对混合垃圾自然组分、物性及燃烧产物特性进行了实验研究。结果表明 :城市混合垃圾中无机物、水分、灰分含量较高 ,热值较低 ;燃烧产物中烟气的主要成分是 N2 、CO2 、H2 O、O2 ,以及少量 CO、HCl、NOx、SOx、H2 S等 ;灰渣的主要成分是 Si O2 、Al2 O3、Ca O、Ca SO4等。随着过量空气系数的增大 ,呈现 CO、HCl、SOx、H2 S减少 ,NOx 增加的趋势 ;随着温度的升高 ,CO、H2 S逐渐减少 ,HCl、SOx、NOx 增加 ;适宜的城市混合垃圾燃烧温度应在 80 0～ 1 0 0 0℃     

单分子层二氧化铈脱硫机理研究

单分子层二氧化铈可用于烟气中二氧化硫的脱除，文章研究了单分子层二氧化铈的硫化反应动力学。结果表明：硫化反应速率很高，且在反应初期基本保持不变；硫化增重在呈线性急剧诱惑 高后，逐渐趋于平稳，最后反应速率趋近为零。硫化反应处于扩散控制区，温度对反应速率影响很小，而二氧化硫的浓度对反应速率影响很大，还得到了硫化反应动力学方程。