桨叶式干燥机干化含油污泥工艺研究

含油污泥属于危险废物,对环境危害极大,但因含有一定的油质而具有回收价值,利用热干化技术将其水分降低后,可成为燃料加以利用。为了探索桨叶式干燥机处理含油污泥的可行性,以炼油厂污水处理厂的含油污泥为处理对象进行干化处理试验研究,分析了不同干化温度、干化时间和污泥供给量对出料污泥含水率和热值的影响。研究结果表明,含水率77.6%的污泥样品,在最佳运行条件下,即当干化温度为180℃,干化时间为25min和污泥供给量为60kg/h时,干化污泥的含水率可降至30%,热值达到4 250kcal/kg。     

城市污泥微波干化及污染物析出特性研究

采用直接热干化和微波两种方法对3种城市污泥进行了研究,分别考察了温度、污泥厚度、微波功率对干化过程的影响,并研究了干化气体的二次污染问题。研究表明,直接热干化耗时长,温度和污泥厚度是影响干化过程的主要因素;微波干化耗时短,效率高;厚度为4 mm的污泥在微波功率为1 200 W时,仅需3min含水率降至10%以下。微波干化气体的冷凝液COD,NH_4~+-N指标明显低于直接热干化。     

基于pmoA基因的污泥干化芦苇床中甲烷氧化菌多样性分析

为了探讨污泥干化芦苇床稳定化污泥中甲烷氧化菌的多样性,利用PCR-DGGE技术分析了不同时期、不同于化床污泥中甲烷氧化菌群落的变化.通过DGGE图谱聚类分析发现,同一时期不同干化床污泥中甲烷氧化菌群落相似度较高;而同一干化床、不同时期污泥中的甲烷氧化菌群落有一定的差异.结果表明,污泥干化芦苇床中优势种属主要随芦苇生长时期和污泥稳定化时间延长而改变.基于序列和系统发育树分析,干化床污泥样品中主要的优势菌属是未培养的Ⅰ型甲烷氧化菌,表明有通气结构的芦苇床更能有效氧化甲烷,有利于减少甲烷的排放.     

能源物质和接种物的投量对生物沥浸改善城市污泥脱水性能的影响

选用硫粉(S0)和黄铁矿粉(Fe S2)作为复合能源物质,以生物沥浸处理城市污泥脱水。通过正交试验分析了不同能源物质和接种物配比下的污泥脱水、沉降性能。结果表明:能源物质和接种物的合理配比为S0投量2 g/L、Fe S2投量6 g/L、接种物投量20%,在该投量下进行生物沥浸试验,污泥比阻由初始的3.35×1012m/kg降至3.90×1011m/kg,降幅达88.36%,污泥沉降率由68%升至78%;沥浸过程中污泥比阻、沉降率与p H值、ORP、Fe2+、Fe3+、总Fe和SO2-4质量浓度的变化同步,表明污泥脱水和沉降性能的改善是酸化、氧化和絮凝的协同作用所致;同时,细菌总数、总大肠菌群和粪大肠菌群的灭活率均在99%以上,表明生物沥浸还可高效杀灭病原微生物。     

污泥干化芦苇床中芦苇内生菌群多样性研究

以污泥干化芦苇床中芦苇内生菌的多样性作为主要研究对象,结合16S rDNA高通量测序技术与PCR-DGGE技术,对污泥干化芦苇床和天然湿地中污泥菌群及芦苇内生菌群多样性进行了比较分析。结果表明,污泥干化芦苇床芦苇内生菌的细菌类群包含了20门、30纲、73目、152科、467属、1 167种细菌。其中变形菌门(65.6%)和拟杆菌门(25.5%)占绝对优势,γ-变形菌纲是丰度最高的纲,占总数的43.4%;排前20位的优势菌种相对百分比之和为46.5%,分属于所对应的18个属、12科、10目、6纲、3门。DGGE分析表明,污泥干化芦苇床中的污泥和芦苇内生菌优势菌群的种类与天然湿地相比差异显著;同时由于污泥的影响,芦苇内生菌群种类也发生了较为明显的变化。     

池塘水体微生物群落代谢活性的动态变化及其与水质的关系

全程跟踪监测罗非鱼混养池塘的微生物群落代谢活性的动态变化,并分析了微生物群落代谢功能与水质之间的相互关系.结果表明,异养细菌数量和微生物群落代谢活性在各时间点无显著性差异(p＞0.05),9月和5月的代谢功能多样性指数均显著高于6月(p＜0.01),微生物群落对糖类及其衍生物、代谢中间产物及次生代谢物的平均利用率显著高于氨基酸及其衍生物、脂肪酸及脂类(p＜0.05).不同的微生物群落代谢指标与水质因子的相关性有所差异,其中,水体异养细菌数量与pH值和TOC呈显著负相关(p＜0.05);微生物群落代谢活性与PO43-呈极显著负相关(P＜0.01);群落代谢功能多样性与PO43-呈显著负相关,与NO2--N呈显著正相关(p＜0.05).微生物群落对糖类及其衍生物、脂肪酸及脂类、代谢中间产物及次生代谢物等碳源的利用率均与PO43-呈显著的负相关关系,表明磷元素在微生物群落降解不同类型的碳源物质过程中具有重要作用.     

二氧化碳入侵土壤包气带对微生物群落的影响

为探讨地质封存CO_2泄漏对土壤微生态环境的影响,以中国青海省西宁市平安县三合镇天然CO_2泄漏试验场土壤为研究对象,采用活菌计数法测定不同物质的量比CO_2试验区土壤微生物的菌落数目,应用PCR-DGGE(Denaturing Gradient Gel Electrophoresis)和16S r DNA文库技术对样品的细菌和真菌群落结构及遗传多样性进行分析。结果表明:当CO_2物质的量比由600μmol/mol增加到23 000μmol/mol时,土壤细菌、真菌数量明显增加,而放线菌数量显著减少;各试验区细菌和真菌多样性指数(H)、丰度(S)有所不同,土壤真菌多样性变化高于细菌;高物质的量比CO_2对真菌Geomyces sp.、根瘤菌unclassified_Rhizobiales等菌群的生长产生刺激作用,但对unclassified-Actinobacteria(放线菌群)、Sphingomonas sp.(鞘氨醇单胞菌属)等菌群的生长有抑制作用;3 010μmol/mol CO_2对真菌Ascomycota sp.(子囊菌门)、Phoma medicaginis(茎点霉)产生了较强的毒性,使之不能正常生长繁殖。研究表明:高物质的量比CO_2入侵土壤包气带对微生物群落多样性影响较大,主要表现为原有细菌、真菌数量的丰富或被削弱,或部分物种的消失及新物种的出现,但其主要建群种未变;对根瘤菌等菌群生长的刺激作用可能使土壤固氮能力提高;不同物质的量比CO_2入侵下土壤细菌群落相似性系数远大于真菌,即真菌对CO_2胁迫表现更为敏感,真菌Ascomycota sp.及Phoma medicaginis有望成为地质封存CO_2泄漏微生物监测与甄别的指示菌种。     

PAHs污染农田土壤联合生物修复技术研究

以我国典型污水灌溉区--沈抚污灌区农田土壤为研究对象,采用植物修复并辅以高效微生物菌剂、污泥发酵肥等方式对PAHs污染农田土壤进行了植物-微生物联合生物修复的初步研究.结果表明,采用玉米、大豆、蓖麻、苜蓿与高效微生物菌剂联合修复PAHs效果可达到36.3%、44.1%、36.8%和48.3%,比单纯的植物修复显著增高了15%～18%;施加污泥发酵肥进一步提高了生态修复效率,其中苜蓿的联合修复效率最好,达到61.1%.同时,联合生物修复对高环PAHs的去除也有明显的效果.修复后农作物的PAHs质量比在安全范围内; 土壤微生物数量明显增加,微生物群落中的PAHs降解细菌和真菌分别增加了3和1个数量级.     

粪源金霉素暴露对土壤微生物毒性效应的田间试验研究

通过田间小区试验,研究了含金霉素残留的鸡粪施用于农田对农田土壤中微生物的毒性效应.选取蔬菜试验田,划分4个2m×2m试验小区,除对照组(不施用任何肥料)外,其他3块分别施用不含金霉素的鸡粪和含46.4 mg/kg、97.6 mg/kg金霉素的鸡粪.在试验期内,分别在不同时间采集土壤样品,测定土壤中微生物数量(细菌、真菌和放线菌)、土壤的呼吸强度、土壤中金霉素抗性细菌数量及土壤中微生物多样性变化等指标.结果表明,两个质量比的粪源金霉素(46.4 mg/kg和97.6 mg/kg)暴露分别降低了土壤中细菌数量24.1％和27.2％,降低了放线菌12.1％和22.9％,减少了真菌数量1.92％和2.52％,并且影响了土壤微生物多样性,同时增加了土壤中金霉素抗性细菌数量及其比率.同时发现,粪源金霉素的暴露随时间延长对土壤微生物的毒性影响有减缓趋势.这可能与随时间延长金霉素被降解或土壤微生物对金霉素产生了适应有关.     

剩余污泥生态稳定化过程中细菌群落的多样性分析

为了描述污泥生态稳定化过程中微生物多样性的变化趋势,应用变形梯度凝胶电泳技术(PCR-DGGE)分析了不同时期、不同取样位置的细菌群落变化.通过对图谱的聚类分析了不同样品的相似度.计算得出香农-威纳(Shannon-Wiener)指数分别为1.93、1.89、1.80、1.98、1.91、1.83、2.41、2.38、2.32,均度指数(Pielou)分别为0.62、0.58、0.65、0.62、0.67、0.68、0.74、0.78、0.72,其从3月到9月均在上升,即稳定化过程中生物多样性及均匀度都在提高.利用测序后得到的序列进行亲缘性比对,并结合优势种属的变化分析污泥样品细菌群落的演替.结果表明,污泥不同位置的微生物群落相似度较高,不同时期的生物群落有一定的差异,推测污泥中生物种群与优势种属主要随生态稳定化不同时期而改变.序列分析以及亲缘性分析表明,优势菌株主要为放线菌门和变形菌门,有5种放线菌、5种变形菌和2种古细菌共12种属.其中拜叶林克氏菌和红球菌上升有利于对有机质的降解转化,假诺卡氏菌等致病菌的减少说明生态稳定化具有良好的作用.生态稳定化可能对致病菌的降低以及有机质的转化等具有一定的作用.     

西安市典型场所微生物气溶胶的分布特征

为阐明西安市不同功能区域微生物气溶胶分布特征,采用国际通用的Andersen-6级撞击式空气微生物采样器,于2016年3—5月间对西安市5处典型场所(公园、大学校园、公交车站、医院门诊区、污水处理厂)微生物气溶胶进行采样,利用平皿培养和菌落计数法检测分析细菌和真菌气溶胶的浓度、粒径分布和中值粒径。结果表明:不同场所细菌和真菌气溶胶的浓度存在差异,细菌和真菌气溶胶浓度的最大值分别出现在医院门诊区(3 352 CFU/m3)和污水处理厂(2815 CFU/m3);不同场所微生物气溶胶的粒径分布存在差异,细菌和真菌气溶胶分别主要分布在前4级(2.1μm)和第3、4、5级(1.1~4.7μm);这5处典型场所的微生物气溶胶中值粒径从大到小依次为公交车站、大学校园、污水处理厂、医院门诊区、公园,其细菌气溶胶中值粒径均大于真菌气溶胶中值粒径。     

EM菌原位污泥减量及其对污泥产率的影响

活性污泥法产生的剩余污泥处理困难且易造成二次污染,本研究通过外加effective microorganisms(EM)菌剂丰富污泥中微生物种群,延长微生物种群食物链,达到降低污泥产率的目的。实验主要研究了菌液投加量、操作温度等参数对活性污泥工艺中的污泥产率的影响,确定最佳操作条件为:菌液与污水比例为0.005%;最佳温度是30℃;停留时间根据工艺过程在6~18 h范围内选择。通过污泥增殖实验和内源代谢实验确定了微生物生长动力学参数:外加EM菌组污泥衰减系数为0.005 4,真实生长比率为0.356 8;未加EM菌的空白对照组衰减系数为0.004 7,真实生长比率为0.426 6,结果表明外加EM菌可增大污泥系统的内源代谢速率,有效降低污泥产率。     

外源铀胁迫对铀矿区土壤微生物群落的影响

为考察铀矿区污染土壤再次受到外源铀胁迫下土壤微生物群落的变化情况,采用Biolog-ECO微平板技术,研究了铀胁迫质量比(100 mg/kg、200 mg/kg)和胁迫时间(7 d、14 d)对铀矿区土壤微生物群落的影响,以原土样为空白对照。结果表明,同一铀胁迫质量比下,延长胁迫时间可增强微生物活性,增加群落均匀度;100 mg/kg铀胁迫下,培养14 d的颜色平均变化率(AWCD)是空白对照的1.4倍,群落多样性明显增加;而200 mg/kg铀胁迫下,微生物活性受到一定的抑制,多样性降低。微生物群落对酚酸类碳源的利用能力随外源铀胁迫质量比增加而降低,对胺类和氨基酸类碳源的利用能力随胁迫时间延长而增强。外源铀胁迫质量比主要影响微生物群落对24种碳源的利用,而胁迫时间主要影响对12种碳源的利用活性。     

污泥比表面积对蚯蚓堆肥系统中细菌群落组成及多样性的影响

城镇污泥蚯蚓堆肥属于好氧堆肥范畴,污泥复氧能力是制约其堆肥效率的一个重要因素.污泥团粒尺寸不同,其比表面积不同,与氧接触的面积不同,降解效率也会有所差异.将城镇污泥制成5 mm和14.5 mm的粒状,比表面积分别为 1.98×10-3m2/g、0.68×10-3 m2/g,进行历时60 d的蚯蚓堆肥试验,探讨污泥与氧接触面积差异对细菌群落组成及多样性的影响.结果表明:在城镇污泥蚯蚓堆肥系统中,增大污泥比表面积能加速氨化和提前硝化进程,使污泥有机质降解程度更高,矿化速度更快;污泥比表面积大,微生物物种多样性低,优势度和均匀度高;拟杆菌门(Bacte-roidetes)、变形菌门(Proteobacteria)、放线菌门(Actinobacte-ria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、绿菌门(Chlorobi)是受比表面积影响的主要细菌门类;污泥比表面积大,能分解纤维素的细菌菌门相对丰度占比高,与理化性质有显著相关性的细菌菌属种类多.     

上流式厌氧氨氧化反应器氮负荷提升过程中的运行性状

接种厌氧氨氧化(Anaerobic Ammonium Oxidation,ANAMMOX)颗粒污泥至上流式厌氧污泥床反应器(Up-flow Anaerobic Sludge Blanket,UASB),并控制进水NO_3~--N/NO_2~--N质量比为1∶1。在(33±1)℃下,通过研究不同进水总氮质量浓度(200 mg/L、400mg/L、600 mg/L)和水力停留时间(12 h、8 h、6 h、4 h)下的脱氮效能、污泥形态及微生物群落结构,多维分析上流式ANAMMOX反应器氮负荷提升过程中的运行性状。结果表明,在进水NO_3~--N和NO_2~--N质量浓度均为200 mg/L、总氮质量浓度为400 mg/L、水力停留时间为6h的运行工况下反应器可获得最佳处理效能,NO_3~--N、NO_2~--N和总氮去除负荷分别达到0.76 kg N/(m3·d)、0.75 kg N/(m3·d)和1.32kg N/(m3·d),三者去除率分别为95.0%、93.8%和82.5%。氮负荷提升过程中的污泥形态和微生物群落结构动态变化显示,相较于水力停留时间的缩短,进水总氮质量浓度增加对上流式ANAMMOX反应器运行过程的影响更为显著,其不仅导致了颗粒污泥解聚,还显著降低了微生物种群的多样性和均匀度。核酸测序结果表明,反应器中分布着3种潜在的ANAMMOX优势功能菌,且三者丰度会随进水总氮质量浓度增加而发生明显演替。研究表明,在上流式ANAMMOX反应器氮负荷提升过程中,进水总氮浓度的控制更为关键。     

生活垃圾生物好氧预处理技术研究

以快速降低含水率、提高生活垃圾热值为研究目的,利用工程用堆肥料仓作为试验平台,通过控制进仓物料、堆高、通风量、翻堆等反应条件进行生物干化过程,研究有机物的降解情况以及含水率与热值的变化规律.试验结果表明,以原生垃圾为进料,堆高1.5m,通风量0.32 m3/(min·m3),反应进行到第4天进行翻堆,生活垃圾中水分去除率达到16％,热值可提高到5376 kJ/kg.     

pH值对剩余污泥有机物溶出和菌群结构的影响

碳源不足是制约生物脱氮除磷效果的重要因素,对剩余污泥进行厌氧发酵处理可获取污泥内碳源,而pH值是影响污泥发酵产酸的关键因素。以城市污水处理厂剩余污泥为研究对象,采用批次试验考察了pH值分别为3、5、7、9、10、11时剩余污泥厌氧发酵过程中有机物的溶出情况,并利用高通量测序技术对强酸和强碱环境下的发酵污泥进行细菌群落结构分析。结果表明,pH值影响剩余污泥厌氧发酵过程中有机物的溶出和发酵体系的细菌群落结构。碱性条件下污泥破解率和有机物溶出率均高于酸性和中性条件,pH=10是厌氧发酵产酸的最适pH值条件,发酵10 d时的VFAs质量浓度最高为166.23 mg/L,且以异丁酸为主。高通量测序结果显示,pH=3和pH=10时的优势菌门均为Proteobacteria、Chloroflexi、Firmicutes和Bacteroidetes,pH=3时的微生物群落结构的丰度和多样性均高于pH=10时,但pH=10时的发酵污泥中水解酸化菌的丰度更高,因此可促进有机酸的积累,优势度最高的门为Firmicutes,其次为Chloroflexi。     

高效复合菌在木薯酒精废液处理中的应用研究

对酒精废液生物处理反应器内颗粒污泥中的微生物进行分离纯化.分离出的8株高效优势菌,初步鉴定结果:1号为皮杆菌属;2号为棒杆菌属;3号、4号为微小杆菌属;5号为乳杆菌属;6号为纤维单胞菌属;7号为丙酸杆菌属;8号为红长命菌属.对8种纯化后的菌株进行混合培养,确定了复合菌群生长最佳培养温度为37℃,最适pH值为6.8.在处理过程中投加适量葡萄糖、硝酸铵和微量元素能够提高复合菌群的处理效果.最佳添加量为:葡萄糖0.5g/L,硝酸铵1g/L,Fe2 5mg/L和Ca2 25mg/L.在日处理量100 m3的UASB生物反应器中投加该复合菌群后,木薯酒精废液的COD去除率明显提高,达到90%以上.处理系统运行稳定.     

白腐真菌修复多环芳烃污染土壤及其降解机理的研究进展

介绍了白腐真菌对多环芳烃(PAHs)的代谢途径、降解机理,阐述了白腐真菌修复PAHs污染土壤的影响因素和生态效应,并提出了提高白腐真菌修复效率的措施.白腐真菌主要通过分泌木质素降解酶系(木质家过氧化物酶、锰过氧化物酶和漆酶)来降解PAHs,这些胞外酶可通过开环作用把PAHs代谢成为水溶性较强的醌类中间产物,再由其他微生物降解这些中间产物直至矿化.在白腐真菌的培养过程中.通过对环境因素及营养条件(如温度、pH值、C/N比、微量元素和转速)的优化可提高胞外酶产量.在修复PAHs污染土壤过程中,生物竞争、营养条件和环境因素等均会影响白腐真菌的修复效果.同时,归纳总结了改善白腐真菌修复效果的一些措施,如真菌-细菌联合修复、添加适当的培养基质、添加表面活性剂、直接施用酶制剂和改善营养条件等.     

石化污泥混合菌和白腐真菌对气相苯系物的降解能力比较

为寻找合适的菌源在生物滴滤器中挂膜以降解苯系物挥发性有机废气,选用以甲苯为底物驯化的石化污泥和白腐真菌做菌源,研究了2类菌源对苯、甲苯、二甲苯等挥发性有机气体的生物降解规律.比较了石化污泥菌源微生物对苯系物代谢过程在耐受化合物浓度、降解起动期、降解速率以及降解程度等方面的差异.结果表明,石化污泥混合菌对苯的降解效率远高于白腐真菌,混合菌最大降解率为100%,而白腐真菌最高降解率只有46.1%.在石化污泥菌种体系中,对于同种化合物而言,随着化合物初始浓度的增加所需起动期增长,降解率降低;3种化合物的降解难易顺序为:甲苯＞苯＞二甲苯,同种物质的平均降解速率低于起动期后的降解速率.石化污泥菌源更适合降解苯系物废气.