曝气生物滤池的生物膜及其微生物种群特征

研究了曝气生物滤池处理模拟生活污水稳态运行时反应器内生物膜的形态特征、生物量和微生物的活性变化特征,分析了生物膜及微生物种群的空间变化规律.结果表明,曝气生物滤池的生物膜形态、颜色和厚度具有沿水流方向渐变的特点,而生物膜密度则在垂直方向上分布不均匀,靠近载体表面部分空隙较大;生物量沿水流方向出现逐步递减的趋势,生物膜活性变化呈现明显的倒“V”型特点;微生物种群组成多样,食物链长且相互交叉,系统营养结构复杂,高端营养级微生物种群所占比例较高,底物利用范围大,沿水流方向可形成不同代谢类型微生物的优势群落.     

进水负荷对曝气生物滤池内微生物的影响

曝气生物滤池(BAF)技术集生物降解与固体截留于一体,抗冲击负荷能力强。通过提高滤速,可以增加处理容量并节省空间与成本。综述进水负荷对BAF中生物膜形成、生物的空间分布、生物量、生物活性等方面的影响,指出今后的发展应集中于研究生物膜的特点、稳定高效的运行方式及处理效率与反应器微生物特征的相关性等方面。     

外加磷源对陶粒滤池生物膜特性的影响研究

以我国北方某磷含量较低的水库水源水作为生物陶粒滤池预处理原水,在其中添加微量的磷源,考察磷源对陶粒滤池生物膜的影响．试验中安装了两套相同的陶粒滤池,以便进行比较研究．原水直接进入陶粒滤池A(BF-A),原水中添加25μg/L的PO4^3--P(H3PO4)后进入陶粒滤池B(BF-B)．结果表明,对于本试验所用原水,添加磷源后,生物陶粒滤池内的生物膜发生明显的变化．BF-B中陶粒生物膜的细菌数量高出BF-A17％～27％,脂磷含量高出BF-A13％-22％,微生物耗氧速率高出BF-A35％-45％,BF-B对原水中有机物的去除效率优于BF-A。     

生物滤池挂膜的生产实践

通过能生物滤池挂膜的工程实践的论述，阐述了生物膜法处理工艺挂膜的机理，并深入分析了在挂膜过程中的一些影响因素，取得了一些相关的运行数据，很好的指导了生产。     

跌水曝气生物滤池的挂膜与启动研究

为实现污水的无能耗处理,根据"跌水曝气式生物滤塔"专利设计制作了5层跌水曝气生物滤池,对其在生活污水处理过程中的自然挂膜过程进行研究,分析了挂膜过程中生物相的变化及对COD、NH4+-N的去除效果。试验结果表明:COD的去除主要集中在滤池的中上部(第1、2、3滤料层),而对NH4+-N的去除主要集中在中下部(第4、5滤料层)。当COD的去除率稳定在61.5%左右,NH4+-N的去除率稳定在56%以上,且滤料中的生物相趋于稳定时,标志着反应器挂膜已完成,历时约21 d。     

饮用水快速砂滤池优势微生物群落的代谢功能解析

快速砂滤池广泛应用于饮用水处理中,其净水效能一直被认为是物理化学作用,而对滤池表面附着微生物的净水作用仍不明晰.为了解析滤池中微生物的群落构成和功能特征,研究对国内8个城市的11座饮用水快滤池的进出水和滤料进行采样分析.进出水水质分析结果表明经过滤池处理,溶解性有机碳(DOC)有少量去除,氨氮(NH_4~+-N)显著降低,硝酸盐氮(NO_3~--N)显著增加,总氮(TN)未发生明显变化.利用宏基因组技术获得了滤池中微生物群落的构成和功能信息,滤池优势菌属(相对丰度占前10%)共14种,包括两类氨氧化细菌Nitrospira和Nitrosomonas.对优势菌属的功能基因信息进行分析,发现优势微生物菌群具有更高的碳水化合物、氮、硫和异生物质代谢功能丰度. Aeromonas的碳水化合物代谢基因相对丰度最高,Bradyrhizobium的氮、硫及异生物质代谢基因的相对丰度最高,说明这两种菌是影响饮用水水质的重要菌属.通过评价各个优势菌属对异生物质的代谢潜能,发现Bradyrhizobium、Sphingomonas、Methyloglobulus、Sphingopyxis和Klebsiella是饮用水快速砂滤池中降解微量有机污染物的关键菌.     

生物活性滤池处理有机微污染源水的研究与发展

阐述了生物活性滤池的净化机理,对预氧化、滤料介质、EBCT、反冲洗以及颗粒和絮体等影响生物活性滤池的因素进行了重点讨论。介绍了生物活性滤池的优势和国内外研究与发展的现状,并提出有待进一步研究的问题。     

非溢流型双层滤料滤池的应用研究

深层过滤是一个用于去除水中悬浮物，胶体和微生物等的单元过程．已广泛应用于饮用水工业水处理废水深度处理工程中，因此对国民经济的建设和发展及保障人们的健康有着十分重要的作用．故受到各国的重视。过滤的设备是各种类型的滤池。     

低浓度环丙沙星对曝气生物滤池生物膜硝化过程及硝化微生物的作用影响

以曝气生物滤池(BAF)作为研究对象,考察了低浓度环丙沙星(CIP)对其生物膜微生物硝化过程及其功能微生物的作用影响,采用荧光定量PCR方法定量检测分析了4种环丙沙星抗性基因(CIP-ARGs)在硝化作用过程中的丰度变化,并探讨了其与硝化微生物之间的相关关系.结果表明,CIP对生物膜氨氧化阶段影响较小,但对亚硝酸盐氧化阶段具有一定抑制作用.通过对氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB,包括Nitrobacter和Nitrospira)的定量检测结果分析可知,CIP对生物膜亚硝酸盐氧化转化过程的抑制主要是通过对Nitrobacter和Nitrospira的抑制实现的.此外,CIP的加入对生物膜中aac和qepA抗性基因的变化影响较小,但对parC和oqxB的影响较大.通过相关性分析可知,Nitrobacter与parC之间具有显著相关性,Nitrospira与oqxB之间同样具有显著相关性,推测生物膜中不同硝化微生物的遗传因子中可能携带有CIP-ARGs.     

分格复合填料曝气生物滤池脱氮除磷特性及微生物群落特征分析

设计一种新型曝气生物滤池-分格复合填料曝气生物滤池,采用污水处理厂曝气沉砂池出水为初始微污染水,调试反应器对微污染水的深度处理效果,同时对填料表面生物膜中的微生物群落组成和结构进行解析.结果表明:该工艺在曝气量为3.0 L·min-1,水力负荷为20m3·m-3·d-1,回流比为125%的条件下,对化学需氧量(COD)、总氮(TN)、氨氮、浊度的平均去除率分别为81%、48%、91%、91%;该工艺对磷的去除率仅为14%,通过投加聚合氯化铝可使出水中总磷(TP)含量降至0.50 mg·L-1以下.微生物群落分析发现,好氧段中与硝化过程中密切相关的硝化螺菌属微生物占群落总量的8.0%,而在缺氧段与反硝化相关的脱氯单胞菌属微生物可占群落总量的1.5%,微生物群落组成与反应器功能具有较好的一致性.本研究表明,该工艺可以高效去除总氮,与聚合氯化铝联合作用可去除86%的总磷,达到污水排放一级A标准,可作为城市杂用水和景观环境用水进行回用.     

基于活性微生物特征的供水管壁生物膜生长特性

管网生物膜由各种活性微生物、微生物残体及有机无机杂质组成,管网生物膜的生长会导致机会致病菌寄居、管道腐蚀以及水质恶化等系列饮用水卫生问题.为研究供水管壁生物膜形成过程和附着生长活性微生物的分布特征,采用异养菌平板计数(HPC)、流式细胞术(FCM)和16S rRNA高通量测序对3种典型室内供水管材:聚氯乙烯(PVC)、无规共聚聚丙烯(PPR)、不锈钢(STS)内壁活性微生物的生长特性和群落多样性进行了分析.结果表明,PVC管壁生物量在第73 d最先达到峰值,3种管材内壁单位面积最大生物量、生物膜成熟时期生物量均呈现PVC PPR STS的规律. 3种管材表面活性细菌群落结构组成上,PVC管表面主要以硝化螺旋菌门为主,PPR和STS管以疣微菌门为主,其中STS管壁上生物膜物种丰富度最低、多样性最小,群落结构最简单. PVC和PPR管内壁表面相较STS管存在更多的蓝藻细菌和放线菌,在饮用水输配过程中更易引发饮用水嗅味问题.管材介质对管壁生物膜上微生物群落结构存在一定影响.     

Performance of microbiological control by a point-of-use filter system for drinking water purification

Purification capacity of a faucet mounted type water filter for home use was evaluated, particularly with regard to microbiological performance under di erent running conditions. Biofilms were formed inside the filter, a ecting the bacterial quality of the e uent water. Low flow rate, long stagnation period and high filter temperature were found favorable for bacterial growth inside. By commercial analytical profile index (API) kits, ten di erent bacterial species were identified in drinking water, four of which were probably contributed to the biofilm formation since they were also present in the biofilm. Fluorescence in situ hybridization (FISH) was used to confirm the API identification results, and direct viable count (DVC) method was employed to improve the sensitivity of FISH for the isolated Acinetobacter spp. and Pseudomonas putida as models. Relationship between the filter operating condition and the bacterial community alteration was partly revealed, which could provide the basic knowledge for the filter design and its practical use.     

臭氧生物活性炭技术应用中水质安全研究

臭氧生物活性炭工艺已经成为主要的饮用水深度处理技术之一,在国内外得到了应用,但是在运行中也陆续发现了一些新的水质问题,成为威胁饮用水水质安全的潜在因素.针对以上问题,对生产规模的臭氧生物活性炭组合工艺(60万m3/d)进行了系统调查研究,包括微生物安全性、水生动物过度滋生和化学稳定性等,期间并结合中试(10 m3/h)进行了研究.结果表明,臭氧生物活性炭技术在微生物安全方面是可靠的,应加强运行管理;臭氧生物活性炭工艺在运行过程中,会孳生大量的水生动物,这在我国高温高湿热地区更为显著,而且水生动物生长具有一定规律性,影响水质安全;在原水碱度低的情况下,臭氧生物活性炭工艺出水pH值会出现大幅下降现象,严重影响了水质化学稳定性.     

pH对以PBS为反硝化碳源和生物膜载体去除饮用水源水中硝酸盐的影响

PBS为一种新型可生物降解多聚物(BDPs),可以作为生物膜载体和碳源去除饮用水中的硝酸盐,对该工艺中pH的影响进行了研究.结果表明:PBS颗粒表面可以形成致密的生物膜,对膜内的反硝化菌形成良好的保护作用.PBS反硝化系统承受pH冲击负荷的能力优于传统填料为载体的反硝化系统,当进水pH介于5.0～9.0之间时,反硝化过程中溶液的pH趋向中性,硝态氮的去除速率为0.60～0.63 mg/(g·d),最高达到0.70 mg/(g·d)(pH 7.5～8.0).当溶液中pH在6～8之间时,出水亚硝酸盐不稳定;pH<6时,出水中亚硝酸盐浓度高达0.7 mg/L;pH>8时出水中的亚硝酸盐浓度低于0.1 mg/L.     

供水系统水质生物稳定性与细菌生长相关分析

以上海市某水厂实际供水系统为研究对象,从水源、水厂净水工艺到输配水管网对城市供水水质生物稳定性与微生物生长相关性进行了系统分析.结果表明,由于水源污染和常规净水工艺局限性,水厂出水水质不能保障生物稳定性,在输配管网中,BDOC、浊度、余氯、异养菌数量存在明显的相关性.控制出厂水有机物含量,保持管网免受二次污染和强化消毒可有效减少管网中微生物繁殖生长.     

电极活性菌分离过程中微生物群落结构动态特征解析

为探讨培养过程对微生物的选择性作用及电极活性菌在生物膜中的功能地位,采用亨氏厌氧滚管稀释培养技术,以氧化铁为指征,自微生物燃料电池(microbial fuel cell,MFC)阳极生物膜中分离电极活性微生物,并对纯菌分离过程中微生物群落结构动态特征进行跟踪监测.结果表明,以乳酸、乙酸和甾体药物生产废水为底物的MFC最高电压分别可达0.57、0.60和0.40 V.种泥以及乳酸、乙酸为底物的阳极膜分离出的优势菌种均为变形杆菌,而甾体废水为底物的阳极膜分离出的优势菌包含变形杆菌、厚壁菌和拟杆菌,种类丰富.经过富集培养最终分离获得2株电极活性菌,16S rDNA测序鉴定为路德维希肠杆菌(Enterobacter ludwigii)和弗氏柠檬酸杆菌(Citrobacter freundii).以乳酸为底物,两株纯菌可分别获得0.10V和0.17 V的最大电压.该研究表明,应用氧化铁为指征的厌氧梯度稀释培养技术可分离到电极活性微生物,但由于分离过程的选择作用,微生物群落结构动态变化特征显著.     

紫外氯胺组合消毒供水系统中病毒微生物的分布特征

为研究紫外氯胺组合消毒对供水系统中病毒微生物的影响特性,以生产规模紫外氯胺组合消毒供水系统为研究对象,应用宏基因组技术对供水系统中病毒微生物的迁移变化、群落结构和病毒宿主进行了分析.结果表明,紫外氯胺组合消毒工艺能降低病毒物种数(6.13％)和基因丰度(51.97％),但不能完全去除水中病毒微生物.对比美国环保署(US...     

温度对生物炭滤池处理高氨氮原水硝化的影响

利用臭氧预氧化-生物预处理-混凝沉淀-砂滤-臭氧后氧化-生物活性炭滤池组合工艺对微污染水源水进行了深度处理中间试验.将一部分未经生物预处理的高氨氮原水经常规处理后进入生物活性炭滤池以提高活性炭滤池进水氨氮浓度.研究了温度对高氨氮进水条件下生物活性炭滤池硝化能力的影响.试验表明,生物活性炭(BAC)的生物活性随温度的降低而降低.在水温2℃左右时,生物活性炭滤池对氨氮的去除能力相当于6℃以上时去除能力的50%;在温度>6℃的条件下,生物活性炭滤池对氨氮的去除能力在进水溶解氧基本相同时不随温度(水温>6℃)的变化而发生变化,对氨氮的去除能力主要受水中溶解氧的影响.