苯污染地下水系统反硝化菌分布及其净化过程

生物降解作用是地下水系统有机污染物自然衰减过程中最重要的破坏性衰减机制。在分析中,以我国某受苯污染水源地的地下水系统为对象,研究了该地下水中反硝化菌的分布,筛选出2株土著反硝化菌,通过生物降解实验证明其具有降解苯的能力,同时结合水源地历年的水质监测数据,首次从地球化学及生物学2个方面说明了该地下水中存在反硝化菌对苯的生物净化作用,为进一步研究该地下水中苯自然衰减规律奠定基础。     

石油烃在不同土壤中的气相自然衰减规律

挥发性有机物(VOCs)在包气带中的迁移扩散是土壤和地下水中可挥发污染物自然衰减的重要机制,也与蒸气入侵暴露和风险评估密切相关。采用微宇宙实验对12种挥发性石油烃(正戊烷、正己烷、正庚烷、正辛烷、环戊烷、环己烷、环庚烷、环辛烷、苯、甲苯、乙苯、对二甲苯)在4种土壤(黑土、黄土、红土、石英砂)中的气相自然衰减机制和气态生物降解动力学规律进行了研究。结果表明,正构烷烃、环烷烃和苯系物蒸气在4种土壤中的气相自然衰减去除率都遵循黑土>黄土>红土>石英砂的规律;黑土中生物降解对污染物去除率的贡献高于黄土,而红土和石英砂中的生物降解速率极低;4种苯系物的自然衰减和生物降解潜力远高于正构烷烃和环烷烃;苯系物气相生物降解速率排序为：甲苯>苯>乙苯>对二甲苯。本研究结果可为蒸气入侵定量风险评估和石油污染场地自然衰减速率定量评估提供参考。     

反硝化聚磷一体化设备中的聚磷菌

研究了新型生物脱氮除磷新工艺反硝化聚磷一体化设备中反硝化厌氧池活性污泥的兼性厌氧微生物组成，数量及其在该除磷系统中功能，结果表明，稳定运行期反硝化厌氧池内活性污泥混合液的兼性厌氧微生物总数大大多于启动期，稳定期和启动期分离的兼性厌氧微生物有假单胞菌属，副球菌属和肠杆菌科，通过对三种纯菌株进行吸放磷研究，三种菌都有不同程度的聚磷功能，说明反硝化菌也具有聚磷作用。     

地下水中药物及个人护理品类污染研究进展

针对地下水中药物及个人护理品(PPCPs)类污染展开综述,介绍了PPCPs类污染物的定义、分类、危害及其在地下水中来源、分布和自然衰减机制,分析并总结目前关于地下水中PPCPs类污染研究存在的问题,据此展望了研究发展方向,提出未来应以地下水特征为研究基础、建立完善的地下水PPCPs类污染环境风险评价体系、推进PPCPs作为地下水示踪剂等研究建议。     

焦化纳滤浓水的生物脱氮及其微生物菌群结构分析

针对焦化纳滤浓水中高总氮的问题,采用序批式反应器(SBR)对纳滤浓水进行了生物脱氮实验,并对其反硝化脱氮效果和反应器中微生物菌群特征开展了研究。结果表明,在SBR系统稳定运行期间,总氮和硝态氮的平均去除率分别为58.2%和93.8%,出水中硝态氮平均浓度为2.0 mg·L~(-1)。微生物菌群结构分析表明:变形菌门和拟杆菌门为纳滤浓水反硝化过程中的核心菌门,相对丰度之和为90.0%～96.0%;反硝化功能基因定量检测表明,在纳滤浓水反硝化过程中,亚硝酸盐还原酶nirS的拷贝数高于亚硝酸盐还原酶nirK约1～2个数量级,这说明nirS在亚硝酸转化为一氧化氮过程中起到了重要作用。SBR工艺处理焦化纳滤浓水具有良好的效果,为解决高盐水生物脱氮提供了新的途径。     

pH对氢自养型反硝化菌反硝化性能的影响

采用模拟硝酸盐污染地下水(简称模拟水)驯化培养氢自养型反硝化菌,建立了定量分析氢自养型反硝化菌生物量的方法,研究了pH对氢自养型反硝化菌反硝化性能的影响。结果表明,每单位OD600相当于水样中氢自养型反硝化菌的生物量为491.75mg/L。当初始pH在6.7以下或9.2以上时,氢自养型反硝化菌生物活性会受到抑制,而初始pH为7.2、7.7、8.2和8.7时,反硝化进行12h后模拟水中的总氮去除率分别为99.7%、99.6%、96.6%和83.5%。经过12h的反硝化模拟水的pH增加0.1～0.9,硬度降低10.01～48.05mg/L;初始pH为6.7～8.7的模拟水在反硝化进行12h后生物量增加5.68～6.03mg/L,初始pH为7.7的模拟水反硝化速率最高,达0.041mg/h。     

黄水作为补充碳源的反硝化效果研究

黄水作为白酒生产过程中的副产物，含有大量易于生物降解的有机物。对比研究了黄水和传统碳源(乙醇、乙酸钠)为外碳源时的反硝化效果，并通过16S rRNA分析了不同碳源系统微生物种群结构。结果表明，黄水系统的反硝化速率为6.49 mg/(g·h),反硝化脱氮效果与传统碳源相差不大。反硝化过程中各碳源系统亚硝酸盐氮均出现短暂积累，黄水系统最大亚硝酸盐氮积累率最低。碳源对系统微生物种群结构有一定影响，乙酸钠系统中微生物种群的丰富度有所上升。相比于乙酸钠系统，黄水和乙醇系统在门水平上的种群分布具有较高的相似性，两个系统中变形菌门(Proteobacteria)均有一定程度的提升，厚壁菌门(Firmicutes)均明显下降；乙酸钠系统则与之相反。     

地下水中BTEX的原位生物修复研究进展

BTEX是苯、甲苯、乙苯和二甲苯的统称,存在于原油和石油产品中,其作为化工原料,广泛应用于农药、塑料及合成纤维等制造业.BTEX已成为地下水中普遍存在的污染物,自然衰减或生物修复工程已成功应用于地下水中BTEX的去除.自然衰减受BTEX污染的地下水具有良好的效果,但相比之下,生物修复工程更快、更有效.综述了在好氧和厌氧条件下,地下水中BTEX原位生物修复过程的微生物降解机制.     

可生物降解塑料与沸石载体体系对硝酸盐氮污染地下水的生物修复研究

生物反硝化是修复地下水硝酸盐氮污染的一种有效途径。为进一步确定异养反硝化碳源与载体投加量的配比,取用污水处理厂活性污泥为微生物来源,以可生物降解塑料为新型固相碳源,沸石为微生物载体,设计了9组固相碳源与载体不同配比的柱实验,旨在遴选出可生物降解塑料和沸石的最优配比。同时考察在最优配比时,不同进水硝酸盐氮浓度下的硝酸盐氮去除率、填料降解率、生物膜附着量、生物膜附着效率、反硝化效率等反应特性。结果表明,可生物降解塑料∶沸石(质量比)=2∶1为最优配比。在最优配比下,进水硝酸盐氮质量浓度为40~100mg/L时,异养反硝化对硝酸盐氮具有很好的去除效果(最终去除率均在99%以上),且能够保持较高的反硝化效率,同时载体负载微生物的性能稳定。     

电化学强化脱氮中反硝化菌对活性炭纤维电极电化学反应影响初步研究

研究固定反硝化菌活性炭纤维电极的阴极极化行为及其硝酸盐氮脱除率,考察了活性炭纤维电极电化学强化脱氮系统中生物过程对电化学过程的影响。实验表明,反硝化过程影响电极电化学反应,参数表观交换电流密度可用来表征体系反硝化菌的反硝化能力,新定义了生物效益量,其变化率与硝酸盐氮脱除率相关性良好。     

固定化氧化还原介体加速亚硝酸盐生物反硝化作用

考察了利用循环伏安法所制备的固定化氧化还原介体(AQS/PPy/ACF)加速亚硝酸盐生物反硝化的特性,及其降解过程中pH和氧化还原电位(ORP)的变化特征。结果表明,AQS/PPy/ACF可显著地加速亚硝酸盐的生物降解;在不考虑各因子间交互作用的条件下,AQS/PPy/ACF加速亚硝酸盐降解的最佳条件为温度35℃,pH=8和碳氮比为6;AQS/PPy/ACF加速亚硝酸盐生物反硝化过程中pH的变化趋势与传统的亚硝酸盐生物反硝化过程中pH的变化趋势相似;AQS/PPy/ACF的加入可使亚硝酸盐生物反硝化过程中的ORP降低约45 mV;AQS/PPy/ACF具有较好的催化稳定性。本研究可为亚硝酸盐的生物降解提供新的技术途径,并为该技术的实际应用提供理论基础。     

运用改进综合评分法筛选典型污染物的研究——以大武水源地地下水典型污染物筛选为例

结合潜在危害指数法和综合评分法筛选大武水源地地下水典型污染物。鉴于潜在危害指数法不考虑污染物的环境浓度,将潜在危害指数作为综合评分法的评价指标之一,同时引进污染物的检出频率、生物降解性、生物累积性、研究区是否有污染源检出、是否为环境激素、是否为美国环境保护署(EPA)优先有机污染物、是否为中国优先污染物、是否为持久性有机污染物等指标,计算不同污染物的综合得分,再通过聚类分析,筛选出典型污染物。研究结果表明,大武水源地地下水典型污染物为三氯甲烷、三氯乙烯、四氯乙烯、四氯化碳和苯。     

木屑-硫磺填充床反硝化生物滤池强化硝酸盐去除

针对污水处理厂二级出水深度脱氮的需求,设计了以木屑与硫磺颗粒为填料(质量比1:1)的反硝化生物滤池,对碳氮比失衡的污水处理厂二级出水进行深度脱氮处理。结果表明,木屑释放碳源速率在10 d之后趋于稳定,COD中(40.6±10.0)%是反硝化菌可直接利用的VFA。反硝化生物滤池运行的最佳HRT为10 h,在此条件下,进水硝酸盐(以N计)浓度为30 mg·L~(-1)时,出水硝酸盐浓度最低为11.5 mg·L~(-1),亚硝酸盐(以N计)浓度最低为1.4 mg·L~(-1),反硝化生物滤池内未发生硝酸盐异化还原(DNRA)作用,出水无氨氮积累。出水SO42-浓度最高为73.8 mg·L~(-1)。反硝化生物滤池运行稳定后,出水中COD未超过30 mg·L~(-1),木屑释放的碳源与异养反硝化过程消耗的碳源持平,经反硝化生物滤池深度处理的出水中无过量残留有机物。出水pH稳定在6.9～7.4范围内,反硝化生物滤池无需外加碱类物质。     

硫自养反硝化工艺去除布洛芬

通过硫自养反硝化反应器连续流实验与批次实验相结合的研究方式,考察了硫自养反硝化工艺对含布洛芬的(低浓度100μg·L~(-1)和高浓度1 000μg·L~(-1))废水的处理效果,并初步研究了硫自养反硝化活性污泥对其去除机理。结果表明,硫自养反硝化活性污泥对布洛芬有较好的去除效果,反应器中布洛芬的平均去除率95%,且实验组(含布洛芬)的反硝化脱氮效果要优于空白组(不含布洛芬),布洛芬的存在可以提高系统的反硝化脱氮效率。批次实验中,在短时间内(6 d),不同浓度布洛芬的去除率均达到100%;而其中吸附去除率30%。研究表明,在硫自养反硝化工艺中,布洛芬通过生物降解作用和吸附作用去除,且生物降解起主要作用。     

反硝化抑制石油集输系统中硫酸盐还原菌的现场实验

针对长庆油田采油四厂艾家湾作业区集输系统中硫化氢气体浓度较高的问题,采用生物竞争抑制技术对该石油集输系统中H2S进行了处理和现场实验研究。研究结果表明,采用单井生物前端抑制可以使集输系统中沉降罐、污水罐中H2S气体浓度由最初的268mg／m^3降低至《工作场所有害因素职业接触限值》（GBZ2—2002）要求的10mg／m^3以下。在实验周期内,系统中的反硝化细菌的数量随加药时间的延长逐渐增加,从最初的3000cfu／100mL增加至600000cfu／100mL,而此时系统内的ORP值由硫酸盐还原菌生存的最佳微环境（-300～-350mV）升高至反硝化细菌生存的最佳微环境（-50--100mV）。16SrDNA测序结果表明,反硝化微生物种群和数量增长很快,并得到适宜于艾家湾作业区集输系统中硫酸盐还原菌抑制的反硝化微生物主要是耐盐芽孢杆菌、产碱假单胞菌和奈瑟菌。完善了集输系统中硫酸盐还原菌次生H2S的生物抑制技术,证实了处理技术与实施工艺的可行性。     

新型高效反硝化除磷工艺

针对传统生物脱氮除磷工艺中存在的问题,简述了反硝化除磷工艺所具有的优点及其代谢途径．提出了两种典型的反硝化除磷工艺,并介绍了反硝化除磷技术的影响因素和测定方法。反硝化除磷技术的应用可解决传统生物脱氮除磷工艺中硝化菌污泥龄与聚磷菌污泥龄的差别以及反硝化菌与聚磷菌之间有机物之争的难题。     

高氮渗滤液短程生物脱氮反硝化动力学研究

采用UASB-SBR组合工艺处理实际垃圾渗滤液,在获得稳定短程生物脱氮的前提下,通过批次实验,研究SBR系统内短程生物脱氮污泥的反硝化特性.本实验通过设定不同的NO2-浓度和pH梯度获得不同FNA浓度考察其对反硝化菌的抑制影响.实验结果表明,恒定pH下,以NO2-作为电子受体时,比反硝化速率与初始NO2-浓度符合And...     

污水硝化过程中N2O逸出控制的理论与实践

在污水生物脱氮工艺中,硝化过程是由自养硝化菌和异养硝化菌共同完成的.2类细菌的N2O生成机理及逸出量与系统中溶解氧的高低密切相关.了解硝化系统中的典型菌种自养菌Nitrosomonas europaea和异养菌Alcaligenesfaecalis生成N2O的机理是控制硝化过程中N2O逸出的理论基础,通过筛选优势菌种构建同步硝化-反硝化作用则是控制N2O逸出的新途径.     

连续流间歇生化反应器反硝化过程释磷规律

为了考察高进水ρ(C)∶ρ(N)时连续流间歇生化反应器(CIBR)中反硝化过程释磷现象,以NaAc为碳源,采用进水ρ(C)∶ρ(N)为800∶30和1 200∶30进行缺氧实验,探究反硝化过程释磷规律、机制和pH的指示作用。结果表明,2种进水ρ(C)∶ρ(N)下反硝化和释磷作用均同时发生,且先慢速释磷后快速释磷;碳源质量平衡分析得出反硝化过程中实际释磷量远小于理论释磷量,表明聚磷菌活性被抑制,部分碳源能被其他异养菌利用。反硝化过程出现释磷现象是菌群竞争碳源能力差异和反硝化中间产物抑制聚磷菌活性2个方面作用的结果;异氧菌群竞争碳源的能力顺序为反硝化菌聚磷菌其他异养菌,且进水碳源浓度越高,对缺氧阶段碳源利用效率越不利;pH曲线的"凸点"可指示反硝化结束,但pH无法指示释磷发生过程。该研究可为反硝化过程除磷提供初步的碳源控制依据。     

斑石鲷循环水养殖系统生物滤池微生物群落对水质变化的动态响应

为了解斑石鲷循环水养殖系统生物滤池内部细菌群落组成及其净水机制,通过高通量测序方法,研究了不同时期各级生物滤池的细菌群落结构,分析了各级生物滤池的水质参数及水处理效果。结果表明:实验筛选出37个门和513个细菌属,第3级生物滤池整体微生物群落丰富度和多样性均高于第1级和第2级生物滤池,第2级和第3级生物滤池微生物群落相似性最高。在门水平上,优势菌为变形菌门(Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)、拟杆菌门(Bacteroidetes);在属水平上,发现了起硝化作用的亚硝化单胞菌属Nitrosomonas和硝化螺菌属Nitrospira;实验还发现该系统生物滤池可能存在功能上的浪费现象。该系统的细菌群落结构有稳定的演替模式,生物膜微生物群落变化对水质有一定程度的动态响应,Muricauda、Maribacter等反硝化细菌对硝态氮浓度的变化作用不明显。