沸石固定化细胞处理农村生活污水中氨氮效果研究

利用从农村生活污水中筛选、驯化的高效菌SHJ-1,以沸石为载体进行固定化,研究了固定化细胞的降解特性。实验表明采用菌体附着载体生长的方法来制备固定化细胞是可行的。沸石固定化细胞去除氨氮受温度、pH值、生物沸石投加量和接触时间的影响,其中温度是最显著因子。最优条件为温度30℃,pH值8,接触时间60min,生物沸石投加量15g/L,氨氮去除率为99.72%。     

固定化菌剂对污水和牛粪中雌二醇和己烯雌酚的去除作用

针对雌二醇(E2)和己烯雌酚(DES)易在污水和牛粪富集的问题,制备了具有去除E2和DES功能的固定化菌剂,并研究了其对污水和牛粪中E2与DES的去除作用.以E2降解菌Rhodococcus sp.JX-2与DES降解菌Serratia sp.S为供试菌,主要通过正交试验确定了固定化菌剂包埋方法,比较了固定化菌剂、游离态菌剂、空白小球对E2与DES的去除效能,并分析了菌剂用量、p H、含水量、翻堆时间对菌剂去除污水和牛粪中E2和DES的影响.结果表明,菌剂制备的最佳固定化条件为菌株JX-2与菌株S菌悬液体积比为1∶1,海藻酸钠质量分数5%,菌胶比为1∶2,Ca Cl2·2H2O质量分数4%.固定化菌剂对溶液中初始浓度为2 mg·L-1E2和DES的去除率分别达99.42%和84.59%.去除污水中E2和DES的最佳固定化菌剂用量为300g·L-1,p H值为5.0~6.0,能完全去除DES,E2去除率为95.85%;去除牛粪中E2和DES的最佳固定化菌剂用量为600g·kg-1,牛粪含水量为70%,翻堆时间间隔为12 h,能完全去除E2,DES去除率为97.41%.     

硫酸盐还原菌的分离和生理特性研究

从受氯碱化工废水严重污染的湖北鸭儿湖1号氧化塘底泥中分离获得了硫酸盐还原菌,研究了其生理特性以及温度、pH、盐度、Fe2+和硫化物等环境因子对其的影响。结果显示,该硫酸盐还原菌营厌氧生活,革兰氏染色呈阴性,可以乳酸钠为碳源(电子供体),硫酸盐等为硫源(电子受体),该过程中有H2S的产生。该菌在35℃、pH7.0、0.7%的盐度、0.5g/LFe2+和不含硫化物等条件下,达到最佳生长状态。     

生物炭固定耐镉菌群对Cd2+的吸附及作用机制

从广西某硫化尾矿中分离出一耐镉菌群,将其固定在生物炭上制成固定化菌剂.同时,探究了生物炭种类、添加量、溶液pH、Cd²⁺初始浓度对固定化菌剂吸附Cd²⁺性能的影响,并结合吸附动力学、吸附等温线、16S rDNA、SEM、FTIR、XPS等分析测试手段研究了固定化菌剂对Cd²⁺的吸附过程和作用机制.结果表明,竹生物炭制备的固定化菌剂(ZBCM)对Cd²⁺的吸附效果最佳,在Cd²⁺浓度为20 mg·L^-1、pH=6、生物炭投加量为3 g·L^-1的条件下,ZBCM对Cd²⁺的吸附率达89.49%,较生物炭和单菌群的吸附率分别提高了54.6%和53.51%.从属水平上看,菌群主要由梭状芽孢杆菌、毛梭菌和产己酸菌构成,ZBCM吸附Cd²⁺后优势菌变为副梭菌、毛梭菌和贪铜菌,贪铜菌丰度的增长增强了ZBCM对Cd²⁺的络合和生物积累作用.ZBCM对Cd²⁺的吸附...     

水体致黑硫离子高效氧化菌的固定化条件优化

S~(2-)是导致城市河流水体变黑的主要污染物。该文开展了水体致黑硫离子高效氧化菌寡养单胞菌(Stenotrophomonas sp.)的固定化条件优化研究,分别考察了固定化初始p H、吸附时间、接种量及载体添加量这4个固定化过程中的主要因素对寡养单胞菌氧化黑臭水体中S~(2-)的影响,以及对COD、NH_3-N和TP去除的影响。实验结果表明,固定化初始pH、吸附时间、接种量以及载体添加量皆可显著影响寡养单胞菌对S~(2-)的氧化率,以及对COD、NH_3-N和TP的去除率。适宜的单因素条件分别为:固定化初始pH值8.0,吸附时间37.5 h,接种量5%和载体添加量1.0 g;在单因素实验条件下,S~(2-)氧化率最高可达76.8%,COD、NH_3-N和TP去除率最高可分别达到31.2%、60.7%和31.9%。在此基础上,响应面优化结果表明,最佳的固定化组合条件为:固定化初始pH值为8.1,吸附时间为37.4 h,菌体接种量为6.0%,人造沸石载体添加量为0.98 g。在上述最优条件下,S~(2-)氧化率的预测值最高可达到82.4%,与实际值拟合率达到99%以上,较未固定化的菌体对S~(2-)的氧化率提高了47.7%。     

生物填料塔同步脱氮除硫的研究

本试验针对含硫化物和硝酸盐氮的人工模拟废水,以硫化物为电子供体、硝酸盐为电子受体,采用厌氧生物填料塔进行同步脱氮除硫的实验研究,探讨了该生物填料塔的启动性能及塔内生物膜菌群的生长特性。结果表明:当S/N(摩尔比)为5∶3,初始pH为8.3⁸.5,温度为28℃,进水硫化物负荷为500 g/(m3·d)时,硫和氮的去除率分别达到96.7%和87.5%;厌氧生物填料塔中的优势菌群为脱氮硫杆菌,该菌的适宜生长温度为288.5,温度为28℃,进水硫化物负荷为500 g/(m3·d)时,硫和氮的去除率分别达到96.7%和87.5%;厌氧生物填料塔中的优势菌群为脱氮硫杆菌,该菌的适宜生长温度为28³0℃,pH值范围为630℃,pH值范围为6⁷;且经驯化后该菌种对初始硫化物浓度的耐受能力提高到6257;且经驯化后该菌种对初始硫化物浓度的耐受能力提高到625¹250 g/m3。     

丙酮酸盐对硝化微生物复合培养过程的影响

硝化微生物制剂可以通过氨氧化和亚硝酸盐氧化过程将氨转化为亚硝酸盐,进而转化为硝酸盐,在水产养殖系统水体净化中有重要的应用价值。研究理化因子对其培养过程中氨氧化微生物和亚硝酸盐氧化菌菌群的影响,有助于提高菌剂活性和缩短培养周期。该文分析了丙酮酸盐对海水型和淡水型硝化微生物制剂的氨氧化和亚硝酸盐氧化过程的影响。结果表明,丙酮酸钠在0～1.0 g/L时明显提高海水型硝化微生物制剂的氨氧化活性,在1.5～2.5 g/L时则表现为抑制作用,1.0 g/L和2.5 g/L时48 h氨氮去除率分别是对照组的149%和50%;丙酮酸钠在0～1.5 g/L时明显提高淡水型硝化微生物制剂的氨氧化活性,2.0～2.5 g/L时表现为抑制作用,1.5 g/L和2.5 g/L时48 h氨氮去除率分别是对照组的216%和60%;丙酮酸钠在0～2.5 g/L时对海水型和淡水型硝化微生物制剂的亚硝酸盐氧化活性均表现为抑制作用且随浓度增加而增强。     

含硫酸盐高浓度有机废水生物处理技术

采用硫酸盐还原一硫化物生物氧化一产甲烷-接触氧化工艺处理青霉素废水,硫酸盐还原与有机物甲烷化分别在两个反应器中进行,有效地避免了硫酸盐还原菌对产甲烷菌的竞争抑制;利用无色硫细菌将硫酸盐还原产物一硫化物氧化成s,消除了硫化物对产甲烷菌的毒害作用研究结果表明,当系统进水COD为4500～5000mg/L,SO₄^2-浓度为1500－1600g/L时,系统出水中COD为310～348mg/L,COD平均去除率为93．2％,SO^2-平均去除率为91．2％     

海水条件下固定化乙酰胆碱酯酶(AChE)的基本性质研究

以固定化AChE为识别元件,以pH电极为换能器构成流动注射型生物传感器,由蠕动泵持续输送海水,然后向体系中注入一定量的底物溶液,所产生的模拟信号经过A/D转换装置后成为数字信号(电位),并在计算机上显示.结果表明,该固定化酶在同种海水中所表现的酶活之间具有良好的重现性(RSD=2.33%,n=12);底物(碘化硫代乙酰胆碱)溶液的最佳浓度和注射量分别为41.6 mmol/L和40 μL,过量底物对此固定化酶有抑制作用;海水的适宜流速为0.39 mL/min;环境条件对固定化酶的活性有一定影响,在盐度为24.9、温度为30℃时,固定化酶具有最高活性.     

己烯雌酚降解菌固定化条件优化及其降解性能

以海藻酸钠为包埋剂,制备了己烯雌酚(DES)降解菌株S(Serratia sp.)的固定化菌剂,通过正交试验确定了菌株S的最佳固定化条件:海藻酸钠质量分数为4%,菌悬液与海藻酸钠重量比为1:2,CaCl₂质量分数为4%,交联时间为6h.菌株S的固定化菌剂比游离菌株更有优势;7d时,固定化菌株S对无机盐培养基中DES的去除率为83.84%,较游离菌株高22.84%.优化了固定化菌株S对溶液中DES的处理条件:固定化菌株S接入量为300g/L,初始底物浓度为20~40mg/L.固定化菌株S对DES浓度为40.01,37.90 ,33.52μg/L 3个排污口污水中DES的去除率分别达90.0%,96.0%,96.7%.利用固定化菌株处理实际污水中DES等雌激素具有应用潜力.     

硫同位素分馏中的生物作用及其环境效应

自然界中硫同位素组成变化范围较大(-65‰~+120‰)。许多环境过程可以引起硫同位素分馏,表生环境下微生物还原硫酸盐是最重要的硫同位素分馏过程。在≤50℃条件下,厌氧细菌使硫酸盐SO42-还原成H2S,后者与金属离子结合形成硫化物或直接从体系中逸出,这种硫循环过程是造成地球各层圈中硫的轻、重同位素变异的最主要原因。但生物成因的硫同位素分馏过程复杂,受诸多因素的限制。本文综述了由生物作用导致的硫同素分馏的发生机理和影响因素,以及生物硫循环所导致的环境效应。     

海底表层沉积物腐蚀性环境特征与评估——以三亚湾为例

随着海底管线工程建设的日益增多,海底沉积物的腐蚀环境越来越受到关注。本文根据2017年3月在三亚湾内采集的海底沉积物,对其类型、pH、Eh(氧化还原电位)、有机碳含量、全盐量、Fe3+/Fe2+、硫化物和硫酸盐还原菌等腐蚀因子的综合分析,判定了三亚湾沉积物的氧化还原环境,评价了沉积物的腐蚀性。综合评价认为,三亚湾海底沉积物整体上呈现较强氧化环境,局部表现为弱氧化环境,腐蚀强度较弱,比较适合海底管线工程项目的建设。     

抗生素降解菌剂对猪粪堆肥腐熟和细菌群落演替的影响

接种抗生素降解菌可促进畜禽粪便中抗生素去除,但相关污染物降解菌对堆肥进程及土著微生物群落演替的影响研究甚少.分析一种以抗生素降解菌种为核心的复合微生物菌剂在猪粪抗生素去除中的作用,探究接种菌剂对猪粪堆肥理化进程以及细菌群落演替的影响.结果表明,抗生素降解菌剂接种处理猪粪中抗生素去除率达81.95%,与对照相比,其抗生素残留总量下降42.18%.在堆肥条件下,接种抗生素降解菌剂促进了猪粪堆肥升温,加速了堆体水分去除,降低了堆肥中氨气和硫化氢累积排放量,使得堆肥产物中氮磷钾总养分含量和萝卜种子发芽指数分别提高6.80%和68.33%,同时堆肥产物中稳定性有机质含量增加,纤维素和半纤维素等难分解物质含量下降.细菌群落结构分析指出,接种菌剂提高了堆肥中放线菌门和厚壁菌门细菌的相对丰度,其中与堆体升温正相关的嗜热菌丰度显著增加（P<0.01）,而致病细菌相对丰度下降.细菌群落共现网络分析表明,接种菌剂改变堆肥土著细菌群落互作模式,降低了细菌群落网络的复杂度和连通性,优化了有益细菌与其他菌群的生态关系,为建立新的和更加健康的堆肥细菌群落奠定了基础,可为抗生素降解菌剂在堆肥中的应用开发提供了科学依据.     

包埋厌氧氨氧化的脱氮特性及其微生物群落结构

采用聚乙二醇二丙烯酸酯作为载体,分别以N,N,N,‘N’-四甲基乙二胺（TEMED）,过硫酸钾（KPS）作为促进剂和引发剂,对厌氧氨氧化菌进行包埋固定化.采用正交试验优化包埋条件,得到的最佳条件为：10% PEGDA单体,0.25% KPS,0.5% TEMED,最佳的操作条件为：聚合温度20℃,聚合时间控制在5min左右,菌胶比选取1：1.包埋颗粒的连续流实验表明,颗粒经过短暂的活性恢复后,脱氮效果不断提升,并且对水力负荷的提高有一定的抗冲击能力.扫描电镜（SEM）表明本实验包埋材料具有很好的生物相容性,且具有良好的传质性能.高通量测序显示,稳定运行一段时间后,颗粒内微生物多样性略有减小,厌氧氨氧化功能菌Candidatus Kuenenia占整个微生物体系比例由6.58%上升至9.8%,微生物种群的变化说明了包埋后厌氧氨氧化性能能够得到更大的提升.     

微生物固定化技术及其对土霉素生产废水处理的研究

本文提出活性炭核一海藻酸钙包埋微生物固定化技术，并将以假丝酵母为主的混合菌群固定化，然后分别在低氧与好氧状态对土霉素生产废水的处理进行了试验研究。结果表明，经固定的微生物，其使用温度、pH值适应范围扩大，对有机物的降解能力亦优于未固定微生物。室温下，当进水CODcr(化学需氧量)为2400～5500mg／1时，在低氧与好氧状态停留24h，其去除率分别达88．2％和97．3％。     

壳聚糖-海藻酸钠固定化菌小球处理猪场沼液

采用包埋法,以海藻酸钠-壳聚糖为载体、自行筛选的高效脱氨氮菌为目标菌制备固定化菌小球,用于去除猪场沼液中的氨氮.优化了固定化小球的制备条件,考察了废水处理条件对氨氮去除效果的影响.结果表明,固定化菌小球的最佳制备条件为：壳聚糖投加量20g/L、海藻酸钠投加量10g/L、目标菌种包埋量2：5（V/V）.处理含氨氮废水时,在不调节废水pH值的条件下,当固定化菌小球投加量为15g/L、反应时间为4h时,氨氮的去除率为93.9%,其中吸附作用对氨氮的去除率为64.3%,微生物作用对氨氮的去除率为29.6%.扫描电镜表征结果表明,处理废水后,固定化菌小球外部及内部微生物数量明显增多.动力学与等温线拟合结果显示,固定化菌小球对废水中氨氮的去除过程符合准二级反应动力学方程（R²=0.9252）和Langmuir等温线方程（R²=0.9578）.     

海藻酸钠包埋固定化微生物处理含油废水研究

采用海藻酸钠固定化包埋活性炭与菌Brevibacillus parabrevis Bbai-1,制备海藻酸钠-活性炭固定化微球。通过活性炭吸附前后的菌浓变化,测定了25℃时活性炭对Bbai-1的最大吸附量。采用正交试验优化了影响海藻酸钠-活性炭固定化微球的物理性质和微生物活性的4个主要因素(海藻酸钠浓度,活性炭含量,种子菌液浓度和交联时间),确定了固定化微球的最佳制备条件:海藻酸钠浓度为3.5%,活性炭含量为0.7%,种子菌液浓度为6×107 cell/mL,交联时间为24 h。并在25℃,原油含量为0.2%,固定化微球与含油培养基的体积比为3:20时,以游离菌作对比,考察了固定化微球降解原油的最佳pH和盐度。结果表明,固定化菌在pH 6~9,盐度为1.5%~3.5%时,原油降解率可达50%以上,比游离菌提高了20%,且具有较高的盐度适应能力和较宽的pH适应范围。     

流态变化对污水管网沉积污染物分布及转化的影响

为探明城市污水汇流管网流速变化对沉积层污染物及生物菌群演替的影响,通过控制污水管道中试系统中干管、支管流速,模拟了不同汇流条件下城市污水管网系统运行状态,探究了不同汇流条件下沉积层碳、氮、硫类污染物的分布特征以及微生物种群结构的分布规律.结果表明,在不同汇流条件下,COD、TN、NH₃-N、NO₃-N、硫酸盐含量沿沉积层深度方向均逐渐减小,而硫化物含量逐渐升高.当干管、支管流速均增加时,促进了汇流区域不同深度污染物的沉积富集,但由于DO、ORP环境因子的改变,以及流速的增大,将沉积层中原有的碳源基质剥离到污水中,减少了微生物可利用的营养物质,同时造成沉积层内部溶解氧含量的上升,沉积层中产甲烷菌（MA）中优势菌属Methanosaeta、硫酸盐还原菌（SRB）中优势菌属Desulfomicrobium、水解发酵菌（FB）中优势菌属Caldisericum的相对丰度逐渐降低,硫氧化细菌（SOB）中优势菌属Thiobacillus相对丰度增加,显著影响了沉积污染物的转化特性.污水管网汇流区域流态是改变污水水质及管道微生物系统的重要因素.     

氧化硫硫杆菌固定化菌球制备及其耦合填料去除H2S

以海藻酸钠(SA)为包埋载体,对氧化硫硫杆菌(Acidithiobacillus thiooxidans)进行固定化制备菌球,优化菌球制备条件,在生物滤塔内验证其对H₂S的去除能力.以前期驯化获得的富含硫系恶臭降解微生物菌群的污泥为菌源进行生物滤塔填料筛选,耦合A.thiooxidans菌球和填料进行生物除臭.结果表明,优选的固定化条件为:SA浓度3.0%､吸附剂CNT､A.thiooxidans菌悬液与混合液比例20%､CaCl₂浓度4.0%､改性剂己二胺溶液,获得的菌球机械强度､传质性能､硫氧化能力最好.将A.thiooxidans菌球填装于生物滤塔,H₂S最大去除率和去除能力为70%和1.06g H₂S/m³·h.以混合挂膜方式进行填料挂膜后,在聚氨酯泡沫､活性碳布和陶粒中优选出最佳填料活性碳布,获得H₂S最大去除率和去除能力为88%和0.84g H₂S/m³·h.以混合填装方式将A.thiooxidans菌球与活性碳布填装于生物滤塔,获得H₂S最大去除率和去除能力为86%和1.00g H₂S/m³·h.     

生物净化槽中脱氮菌种的筛选鉴定与条件优化

从生物净化器／强化浮床组合工艺处理农村生活污水工程的生物净化器中提取菌种。在以乙酸钠为碳源的专性脱氮培养基上分离筛选出厌氧反硝化菌株A-5,运用生物量和脱氮率的实验测试其最适生长条件为：30℃、pH值为7．7、最适接种量为20％。在最适条件下的降解能力为：培养液初始NO3-N浓度为100mg·L^-1,24h内脱氮率达90．1％。通过形态学和生理特性观察经过菌种鉴定测定A-5为门多萨假单胞菌属（Pseudomonas Medoeina）。该菌株脱氮效果明显,可广泛用于农村生活污水的处理。