石油污染土壤的生物修复室内模拟实验研究

在实验室模拟的条件下,利用从克拉玛依的石油污染土壤中筛选出的4株高效降解菌,以石油烃降解率、脱氢酶活性、呼吸强度、微生物量碳氮和土壤毒性作为评价指标,研究不加生物菌剂不翻耕、不加生物菌剂翻耕、加生物菌剂不翻耕、加生物菌剂翻耕、加固定化菌剂不翻耕和加固定化菌剂翻耕6种不同实验条件对石油污染土壤修复的效果。结果表明,在63 d的修复过程中,加固定化菌剂翻耕实验F组的石油去除率达到了78.7%,比不加生物菌剂不翻耕实验A组的石油去除率提高了49.5%。随着土壤毒性逐渐降低,玉米(Zea mays L.)和赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)可以在F组土壤中良好的生长,达到了修复的效果。     

复合微生物菌剂对污泥堆肥的作用效果研究

为了研究复合微生物菌剂对污泥堆肥的作用效果,以消化污泥、锯末和回流堆肥为原料,接种不同剂量(0、0.2%、0.5%)的复合微生物菌剂进行室外露天堆肥,分析了温度、含水率、pH值、全碳(TC)、全氮(TN)、种子发芽指数(germination index,GI)的动态变化,结果表明:各堆体温度保持在50℃以上的时间均超过7 d,满足堆肥卫生标准;接种复合微生物菌剂的堆体升温速率和温度最高值均大于未接种堆体,接种复合微生物菌剂有利于增加堆体水分散失量,加快堆体有机质降解速度,降低堆体氮的损失量,提高GI值;其中微生物菌剂接种量为0.5%的堆体,接种处理对水分散失、氮损失的控制和GI值的增加效果较明显.     

高温微生物菌剂加速垃圾填埋场好氧稳定化进程的研究

研究了一种可加速垃圾填埋场好氧稳定化进程的生物强化技术。实验对比了A、B、C 3种填埋方式,A、B为好氧填埋,C为厌氧填埋;A中接种高温复合菌剂,B、C中不接种菌剂。实验周期为20 d。研究发现:高温菌剂的投加起到了多重作用:增强了微生物的活动,导致A中的温度显著升高,最高可达72℃,且50℃以上的高温期达14 d,而B仅在45℃维持3 d,C则基本处于常温;加速了垃圾堆体的降解与稳定化进程,至实验结束,A中可生物降解有机质含量(BDM)去除率达51.2%,明显高于B、C中的BDM去除率(31.1%和39.4%);加速了堆体中含氮物质的降解与转化,减少了垃圾浸出液中氨氮的累积;加速了堆体的沉降,A中垃圾堆体沉降高度达10 cm,远大于B、C堆体的沉降高度(4 cm和2.5 cm)。     

添加VT菌剂和有机物料腐熟剂对堆肥的影响

通过在高温好氧堆肥中分别添加VT菌剂和有机物料腐熟剂,研究接种3‰的VT菌剂和有机物料腐熟剂促进堆肥的作用效果。结果表明,接种VT菌剂的处理与空白和接种有机物料腐熟剂的处理相比,堆肥初期升温更快;高温期更长;堆肥结束时,C/N降低的多,NO3-N增加的多,NH4+-N挥发的少,接种VT菌剂和VT有机物料腐熟剂都可促进有机质的充分降解,缩短堆肥时间,加快堆肥腐熟,提高堆肥肥力。     

添加VT菌剂和有机物料腐熟齐对堆肥的影响

通过在高温好氧堆肥中分别添加VT菌剂和有机物料腐熟剂,研究接种3％o的VT菌剂和有机物料腐熟剂促进堆肥的作用效果。结果表明,接种VT菌剂的处理与空白和接种有机物料腐熟剂的处理相比,堆肥初期升温更快;高温期更长;堆肥结束时,C／N降低的多,NO3-N增加的多,NH4-N挥发的少,接种VT菌剂和VT有机物料腐熟剂都可促进有机质的充分降解,缩短堆肥时间,加快堆肥腐熟,提高堆肥肥力。     

产漆酶血红密孔菌对城市污泥堆肥过程中有机氯农药的降解效应

为降低城市污泥堆肥中有机氯农药对环境的影响,实验室通过外加热源提供堆肥环境温度条件,并在不同堆料中接种不同剂量的产漆酶血红密孔菌,研究不同处理下产漆酶血红密孔菌对污泥中HCH、DDT和HCB的降解性能的影响。结果表明,供试血红密孔菌对3种有机氯农药的降解有明显的促进作用。未接种菌剂情况下,高温堆肥本身对HCH、DDT和HCB的降解率分别为51.1%、43.6%和63.4%;接种1%菌剂时,HCH、DDT和HCB比未接种堆料降解率分别提高了16.2%、34.6%和21.7%;接种3%菌剂时,HCH、DDT和HCB比未接种堆料降解率分别提高了41.1%、34.6%和20.1%。供试菌剂对DDT的降解效果最好,且DDT和HCH的降解能力与接种量大小呈正相关。此外,供试菌剂剂量大小对HCH不同异构体和DDT不同衍生物降解效果也不尽相同。     

产物循环对生活垃圾好氧生物处理过程的影响

为研究产物循环对生活垃圾好氧生物处理过程中水分去除的影响,进行了不同的产物循环接种比例(30%、10%、无接种)的好氧生物处理实验.结果表明,产物循环接种可提高垃圾中各生物化学组分(总糖、脂类、蛋白质和木质纤维素类)及有机物总体的降解率;接种 30% 和 10% 产物组的有机物降解率分别为 70%和 65%,高于无接种组的 63%;接种组的高温(50℃以上)维持时间亦明显延长.产物循环接种对提高水分去除具有不确定性,接种率 30%、10%和无接种时,相应的水分去除率分别为 60%、61%和 62%,单位重量原料的水分去除量为 0.401、0.428和 0.421 kg/kg,产物最终含水率为 60%、59%和55%.     

白腐菌应用于堆肥处理含木质素废物的研究

白腐菌对木质素具有较强的降解能力。通过在含大量木质素的模拟垃圾堆肥中采取添加白腐菌菌剂与不添加该菌剂2组实验对比,在相同堆肥处理条件下,接种菌剂的堆肥中木质素总量由274988mg降至15438mg,降解率达4386%,远高于未接种菌剂的堆肥中木质素的降解率,表明白腐菌可有效用于含木质素废弃物的堆肥处理,并有望于加速堆肥腐熟,提高堆肥效率。     

筛选制备微生物菌剂降解剩余污泥

活性污泥法处理污水工艺伴随大量剩余污泥的产生,有效减量污泥是污水处理厂可持续运营的关键。为了实现高效环保的降解剩余污泥,对筛选芽孢杆菌制备微生物菌剂进行了研究。提出以产酶芽孢杆菌为出发菌株,通过测定菌株对污泥混合液悬浮固体浓度(mixed liquid suspended solids,MLSS)的直接减量效果以及菌株在限制性培养基内的传代稳定性和对污泥有机质及总氮(total nitrogen,TN)的去除率,得到3株污泥高效降解菌株10001、11009和R10。实验结合扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)优化了其菌剂的制备工艺,菌剂复配比例,最适应用pH和最佳处理时长。确定选取喷雾干燥工艺制备微生物菌剂,当10001、11009和R10菌剂添加量分别为0.45%、0.80%和0.55%(质量体积比),剩余污泥pH为7.0时,经过72 h降解处理,达到剩余污泥最佳降解效果即有机质去除率达25.4%,总氮去除率达48.8%。扫描电镜分析结果显示菌剂的失效时间约为7 d。     

多环芳烃降解菌的筛选及其在焦化场地污染土壤修复中的应用

经过富集、分离和纯化,从沈阳某焦化厂多环芳烃(PAHs)污染土壤中获得7株菌株B1~B7。通过初步降解实验和血平板实验,发现B4、B5、B7在15d时对PAHs总降解率均高于40%,为高效PAHs降解菌,B2为高效表面活性剂产生菌。将B4、B5、B7分别与B2等质量混合后对PAHs进行降解,发现添加B2可提高PAHs总降解率,B4+B2对PAHs的总降解率最大,在9d时平均值达到45.9%。经形态观察和16SrRNA基因序列比对,鉴定B2和B4分别归为假单胞菌属(Pseudomonas sp.)和芽孢杆菌属(Bacillus sp.)。接种B4+B2进行微生物修复实验,结果表明,接种B4+B2对PAHs污染土壤的微生物修复有明显的强化作用,在60d时PAHs总降解率达到48.1%;接种B4+B2对中环(4、5环)PAHs降解率的提高尤为明显,7种中环PAHs的平均降解率比不接种菌株的对照组提高29.6百分点。     

厌氧折流板反应器处理邻苯二甲酸二丁酯废水

采用南京江心洲污水处理厂的厌氧消化污泥作为厌氧折流板反应器（ABR）的接种污泥,研究室温（25±5）℃条件下ABR对邻苯二甲酸二丁酯（DBP）降解的运行特性。结果表明,ABR在室温、容积负荷为0.9-1.8 kg/（m3·d）条件下启动运行30 d可以达到运行稳定,其COD去除率在90%左右。在负荷提高阶段,当水力停留时间（HRT）为12 h,容积负荷为2.0-6.8 kg/（m3·d）时,反应器对COD平均去除率大于85%;当HRT为12 h,容积负荷6.8 kg/（m3·d）时,COD去除率达90.7%,DBP降解率达87.3%。     

双室微生物燃料电池同时去除废水中的苯酚和硝酸盐

构建了一种双室微生物燃料电池,以苯酚为阳极燃料,同时去除阴极室的硝酸盐废水。结果表明,在闭合情况下,该微生物燃料电池阳极室的苯酚降解效率达到7.6 mg/(L·h),是开路情况下的2倍;反应开始后的5 d内,闭合系统阴极室硝酸盐降解效率达到4.43 mg/(L·d),是开路情况下的2倍多,表明了该MFC系统可以同时去除废水中2种难降解污染物,并且与传统的生物降解方式相比较,具有更快的降解速率。     

有机负荷对厌氧流化床反应器处理模拟味精废水的影响

在中温(35±1℃)条件下,以新型橡胶颗粒为载体的厌氧流化床(AFB)反应器处理模拟味精废水为研究体系,考察有机负荷(OLR)由2.08 kg/(m3.d)提高到19.20 kg/(m3.d)期间,污染物去除率、胞外聚合物(EPS)含量及其在生物膜和混合液中的分布、生物膜中MLVSS含量及脱氢酶活性等的变化情况。结果表明,随有机负荷增加,污染物去除稳定,COD去除率维持在80%左右;EPS在生物膜中的量大于在混合液中的量,并以蛋白质为主要成分,但其总量呈递减趋势;当有机负荷为19.20 kg/(m3.d)时,生物膜中MLVSS含量约为23.1 mg/g载体,脱氢酶活性则为22.6 mg/(L.h);载体生物膜的生物相以独缩虫属、聚缩虫属、累枝虫属和钟虫等为主。     

腐熟蓝藻与厌氧污泥混合厌氧发酵特性

采用批次小试实验对不同腐熟程度的蓝藻进行厌氧发酵产沼气实验研究。结果表明,新鲜蓝藻在30-35℃时腐熟7 d后,可在35℃的厌氧温度下获得最高的产气速率和246 mL/g COD的产气量,产气潜力为354 mL/g（VS）。厌氧反应15 d后,累计产气量、COD和VFA浓度趋于稳定。淀粉酶和脱氢酶的活性在厌氧反应初期受到抑制,蛋白酶活性和辅酶F420浓度在厌氧系统中逐渐增加,分别在第6天达到27.66μmol/（g VS·min）和第15天达到0.62μmol/g（VS）。15-18d是腐熟蓝藻适宜的中温厌氧发酵时间,少于以新鲜蓝藻为基质的厌氧消化时间。蓝藻腐熟过程促进了厌氧反应,腐熟7 d的蓝藻厌氧系统具有更高的微生物活性和产甲烷能力。     

秸秆固定化石油降解菌降解原油的初步研究

用秸秆做载体固定嗜碱芽孢杆菌(Bacillus alcalophilus SG)降解原油,其原油去除率为73.88%,高于单纯投加菌液或者菌液与秸秆的混合物的原油去除率.秸秆的最佳投加量(干重)为25.0 g/L,最佳固定化时间为30 h.用预处理过的秸秆固定SG,降低了固定化SG的原油去除率.在固定化培养基中添加无机盐离子,促进了固定化SG对原油的降解.不同初始pH的原油培养基在固定化SG降解原油的过程中逐渐呈中性或偏碱性.固定化SG在pH 6.0～10.0时对原油均有不错的降粘能力.     

常温下基质与时间对ANAMMOX污泥活性保藏影响

采用厌氧氨氧化污泥,通过脱氮效能的测定,研究了常温（15±2）℃下保藏过程中基质添加与保藏时间对污泥活性的影响以及探讨长期保持污泥活性的保藏策略。结果表明,在无营养物添加的情况下,保藏的前45天厌氧氨氧化污泥氮去除速率由0.107 kg/（m3·d）下降到0.025 kg/（m3·d）,其速率下降最快,但是经过6 d培养,污泥的活性可以得到恢复;当保藏365 d后,厌氧氨氧化污泥活性基本消失,即使通过11 d恢复也无明显的厌氧氨氧化特性。说明常温下保藏时间对厌氧氨氧化污泥活性影响显著,随着保藏时间的延长污泥氮去除速率会大幅降低,甚至消失。根据衰减指数模型拟合出常温状态下厌氧氨氧化污泥活性衰减模型为y=0.547×exp（-0.0109×t）。通过定期（15 d）投加营养物,经过150d和365 d保藏后的厌氧氨氧化污泥仍然保持48%和31%的活性。说明定期投加营养物可以有效缓解厌氧氨氧化污泥活性在常温保藏过程中的衰减,适用于厌氧氨氧化污泥常温下长期保藏。     

梨形筒式好氧堆肥反应器的开发与应用

针对现有堆肥反应器移动困难、难以使物料充分混合及堆肥效率不稳定等问题,开发了梨形筒式好氧堆肥反应器。从物料和热量平衡、通风量及搅拌方式优化等方面对反应器进行了研究。反应器主要包括梨形筒体、无轴螺旋导叶、通风系统、动力系统和控制系统等,具有易于移动、便于进/出料等优点。在通风量为2.0 L/min,初始物料投加量5.0kg（干重比∶粪便/锯末=1∶4）,含水率约60%时,利用反应器对人粪便进行序批式堆肥实验,结果表明,反应器搅拌5 min后混合均匀率可达90%以上,符合混合均匀度的要求;堆体温度从第2天开始升温至50℃以上并保持30 d;TOC和COD均呈持续下降趋势,降解率分别为72.61%和72.81%;种子发芽指数为92.18%,可完全达到腐熟标准。     

不同调理剂对微生物降解餐厨垃圾的影响

为了探索不同调理剂对微生物降解餐厨垃圾效果的影响,本实验选取了木屑(桦木)、米糠、泥炭、花生壳、稻壳等材料分别作为主要调理剂,以餐厨垃圾的重量减量率作为评价降解效果指标,测定实验过程中的温度、含水率、pH值、微生物生物量及重量的变化。实验结果表明,影响餐厨垃圾降解效果主要因素有温度和含水率;以木屑和米糠为主要调理剂的保温性能最优,其余材料热量散失较快;以50%木屑处理的调理剂含水率适宜,能达到最适含水率要求(50%);同时,以50%木屑(桦木)为主要调理剂处理的减量率最高。     

常温条件下2种厌氧折流板反应器处理淀粉废水的启动实验

为了研究厌氧折流板反应器在常温下的启动情况,在22.5～30.2℃条件下,对不加填料的5隔室厌氧折流板反应器和加填料的4隔室复合式厌氧折流板反应器同步进行了启动实验。实验用水为高浓度淀粉废水,两反应器采用相同的启动策略,即梯度增加进水COD浓度与降低水力停留时间相结合的方式。两反应器有效容积均为47.8 L,启动初始负荷为0.6 kg COD/(m3.d),逐渐增加到10 kg COD/(m3.d)。实验表明,经过6个阶段87 d的运行,反应器启动完成,并成功培养出颗粒污泥,两反应器对COD的去除率都能达到85%以上。在启动过程中两反应器对COD的去除效率相近。     

微囊化生物流化床处理邻二氯苯废水

采用海藻酸钠—壳聚糖—活性炭(SA-CA-PAC)生物微胶囊包埋优势降解菌用于生物流化床处理邻二氯苯废水。比较了微囊化菌和悬浮菌对废水的降解效果,同时考察了初始浓度、接种量、pH值、温度和曝气量对降解率的影响。结果表明,微囊化菌比悬浮菌拥有更适宜的生长环境,具有更好的pH稳定性和热稳定性。微囊化菌的降解效果优于悬浮菌,处理150 mg/L的邻二氯苯废水的最佳接种量为10%,最适pH为7.5,最适温度为30℃。