生物过滤塔甲苯降解性能研究

在空塔气速0.7～3.5cm/h、停流时间30s～80s的试验范围内,选取柱状活性炭为滤料,选择甲苯为VOCs代表,研究过滤塔甲苯生物降解性能,分析浓度、流量以及湿含量对降解能力的影响,建立VOC生物降解模型并予以验证.运行试验表明,滤料微生物活性较强,对甲苯有较强的降解能力;菌落分析表明,在甲苯生物降解过程中,起主要作用的是真菌、杆菌和芽孢杆菌,其中芽孢杆菌为优势菌种.     

芽孢杆菌与硝化细菌净化水产养殖废水的试验研究

以枯草芽孢杆菌、地衣芽孢杆菌和硝化细菌为实验菌种,对水产养殖废水中的各项水质因子(pH、DO、NH4+-N、NO2--N、COD)进行控制或处理。结果表明,经投加微生物菌液处理的养殖废水水质均优于对照组:枯草芽孢杆菌和地衣芽孢杆菌可以降低废水的COD和NO2--N浓度,出水COD浓度小于100mg/L,NO2--N浓度小于0.6mg/L,COD去除率分别为67.97%、70.16%,NO2--N去除率分别为99.28%、99.51%;硝化细菌可以将废水NH4+-N和NO2--N的浓度降低到0.6mg/L以下,去除率分别为99.38%、81.44%;而菌液的投加对养殖水体的pH值影响不明显。三种微生物在净化水产养殖废水的作用上各有特点,可为形成共生长效的养殖水产环境修复微生物种群提供基础。     

溶藻活性物质对棕囊藻溶藻及其脂肪酸影响的模拟

为了探讨芽孢杆菌B1分泌的胞外溶藻活性物质对球形棕囊藻的溶藻特性和藻毒素物质脂肪酸的影响,比较了模拟自然水体中叶绿素a、p H、溶解氧DO、高锰酸盐指数和营养元素N、P浓度在溶藻前后的变化,并利用GC-MS检测了球形棕囊藻脂肪酸的成分和含量.用体积比1∶100的芽孢杆菌B1胞外活性物质处理模拟水体14 d,发现水体中叶绿素a、p H值和高锰酸盐指数随处理时间的增加而降低,DO和N、P浓度随处理时间的增加而增加.在第14 d时,处理组水体中p H值由8.50降低到7.51,叶绿素a降低82.3%(P0.05),DO增加29.5%(P0.05),高锰酸盐指数降低55.2%(P0.01).NH+4-N、NO-2-N、NO-3-N和PO3-4-P浓度分别增加了0.46、1.50、6.24和1.30倍.投加活性物质处理14 d后,球形棕囊藻藻毒素中的主要3种脂肪酸C18:2、C16:0和C18:1分别降低了100%、97.7%和85.4%(P0.01),总脂肪酸含量降低83.4%(P0.01).结果表明,芽孢杆菌B1胞外溶藻活性物质在模拟自然水体中能有效抑制球形棕囊藻的生长,并降低藻毒素脂肪酸的含量.研究结果为芽孢杆菌B1胞外活性物质的生态安全性应用提供理论基础.     

好氧反硝化芽孢杆菌筛选及其反硝化特性

从对虾养殖池塘中筛选出多株具有好氧反硝化性能的芽孢杆菌,其中芽孢杆菌YX-6能够在14 h内将ρ(亚硝酸盐氮)由10 mg/L降至0;ρ(DO)为5.2～5.8 mg/L时,该菌对亚硝酸盐氮的去除率接近100%.试验选取具有降氮功能的芽孢杆菌作为阳性对照菌,比较研究了芽孢杆菌YX-6在不同pH,温度,ρ(亚硝酸盐氮)和盐度时的好氧反硝化性能.结果表明,芽孢杆菌YX-6的好氧反硝化性能显著高于阳性对照菌(P<0.05).通过对芽孢杆菌YX-6的形态学观察、生理生化及16S rDNA分子鉴定,初步鉴定其为凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)      

城市污水管网内生物菌群演替规律

建立了一套长1200 m的城市污水模拟管段,研究了城市污水管网中微生物菌群的沿程演替规律,分析了管网生物膜的pH、DO、厚度、结构及菌群构造的变化情况.结果表明,城市污水管网生物膜pH变化不大,DO由0.35 mg·L-1减小为0.26 mg·L-1,生物膜厚度沿程开始呈增长趋势,平均厚度由300μm增加至800 m处的平均最大厚度560μm,此后呈现降低趋势,这主要与水力冲刷及易吸收营养物质的减少有关,因水力冲刷作用,管网生物膜的初始结构表面平整,随管网长度增加,生物膜呈现疏松构造,从而增大了生物膜比表面积,有利于其生长发育.同样作用下,管网生物膜中的菌群数量也呈现逐渐减少的趋势,生物菌群也发生了较大的变化,其中,200 m处有球菌属、链球菌属、杆菌属、链杆菌属、芽孢杆菌属等菌群,依次400 m、600 m处有肠球菌、脱硫弧菌属、硫单胞菌属,1000 m以后以甲烷球菌、反硝化杆菌、脱氮硫杆菌等厌氧菌为主,沿程菌群种数减少后形成了稳定的菌群结构存在.     

数学模拟好氧颗粒污泥的形成及水力剪切强度对颗粒粒径的影响

以生物膜数学模型和活性污泥数学模型为基础,建立好氧颗粒污泥一维数学模型,并模拟营养物质的去除、颗粒粒径变化、反应器周期表现以及好氧颗粒污泥内DO和菌群分布.模拟有机物SS浓度和出水NH4+-N浓度逐渐降低,在大约50 d左右达到稳定,50 d后模拟出水浓度分别<25 mg.L-1和<1.5 mg.L-1.模拟出水NO3--N浓度随着粒径的增加呈现降低趋势.当颗粒粒径由模拟30 d时的1.1 mm增加到100 d时的2.5 mm,颗粒污泥缺氧区面积相应增加,总氮(TN)的去除率由不到10%增加到91%左右,最终模拟出水NO3--N浓度降低到<3 mg.L-1.在好氧颗粒污泥系统内,由于氧气传质阻力,模拟颗粒污泥外层DO浓度高而内层浓度低,颗粒内可以发生同时硝化反硝化,且好氧颗粒污泥内DO特征随时间而发生变化.在好氧初期,好氧颗粒污泥代谢活性高,模拟DO传质深度大约为100～200μm;而在好氧末期,模拟DO传质深度为800μm.模拟自养菌主要分布在DO浓度高的颗粒外层,异养菌分布在整个颗粒.当水力剪切系数kde由0.25(m.d)-1逐渐增加到5(m.d)-1时,模拟颗粒平衡粒径依次由3.5 mm左右减小到大约1.8 mm.在不同水力剪切强度下模拟颗粒污泥生长特征相似,其平衡状态下粒径随曝气强度的增加而减小,可以通过控制曝气强度来控制好氧颗粒污泥的平衡粒径.     

低温低溶解氧EBPR系统的启动、稳定运行及工艺失效问题研究

试验采用交替厌氧/好氧(An/O)SBR反应器,在温度为13~16℃的条件下启动并运行EBPR系统.研究表明,进水磷浓度20 mg·L-1,控制DO浓度为2 mg·L-1,低温条件下即可在短期内(6 d)实现EBPR系统的成功启动并获得高效稳定的除磷性能,出水磷浓度低于0.5 mg·L-1.降低DO浓度会影响EBPR系统的稳定运行效果,反应器好氧阶段DO浓度由2mg·L-1降为1 mg·L-1,系统仍可以稳定运行,磷的去除率均大于97.4%,但厌氧释磷量略有下降;DO浓度进一步降至0.5mg·L-1时,EBPR系统除磷性能迅速恶化且出水磷浓度超标.通过提高溶解氧浓度以恢复EBPR除磷性能的试验发现,低DO导致的系统失效在短期内不可逆.研究还发现,以NO-2及NO-3为电子受体的缺氧除磷小试对EBPR系统的稳定运行具有冲击作用,但由此产生的不利影响可在6个周期内得以恢复;此外,长期低温运行的EBPR系统内MLSS基本保持恒定且SVI略有降低,说明低温低DO条件有利于系统内污泥的沉降.     

Carrousel 氧化沟内DO 变化规律及其优化控制条件

为了提高氧化沟单沟系统的脱氮能力,通过现场测试对Carrousel 氧化沟单沟系统内部溶解氧(DO)的分布、传输特性进行了研究,通过中试试验对氧化沟适宜同步硝化反硝化过程发生的DO条件进行了研究.结果表明,沟内DO环境受曝气机的开启状态和进水负荷日动态变化的影响显著,DO 的分布和输移过程的推流特性有利于同步硝化反硝化过程的发生,沟内适宜同步硝化反硝化过程发生的好氧区域空间比例为0.3~0.5,并随着水力停留时间缩短而逐渐增大.     

臭氧对枯草芽孢杆菌孢子的灭活研究

隐孢子虫灭活困难,给饮用水安全带来了挑战。实验以枯草芽孢杆菌孢子(ATCC6633)作为隐孢子虫的指示菌,研究了臭氧浓度、浊度、有机物、温度等因素对臭氧灭活枯草芽孢杆菌孢子的影响。研究表明,臭氧对枯草芽孢杆菌孢子的灭活与CT值相关,臭氧浓度对消毒效果影响较小;降低浊度、有机物含量,能提高臭氧对枯草芽孢杆菌孢子的灭活效率;温度降低,为保证一定的消毒效率,所需的CT值越大。研究结果为水厂合理控制运行参数提供了借鉴。     

从节能角度探讨填料型A~2O工艺的参数优化

文章对碳纤维填料型A2O工艺在不同内回流比和溶解氧(DO)条件下对生活污水的处理效果进行了研究,考察了不同条件下生活污水中常规指标的去除效果。研究结果表明,在水力停留时间(HRT)为18 h,其中厌氧4.5 h,缺氧4.5 h及好氧9 h的条件下,在不同内回流比的对比实验中,内回流比为200%时去除效果最好,不同DO浓度对比实验中,DO浓度为2.5 mg/L时去除效果最好。从节能角度考虑,DO浓度为2 mg/L时,A2O工艺出水有小幅度升高,但仍满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918-2002)中的一级A排放标准。实验表明碳纤维填料型A2O工艺内回流比为200%,DO浓度为2 mg/L时既满足出水水质要求,又达到节能降耗的目的。     

锰、砷对枯草芽孢杆菌铀富集的影响

通过单因素实验及多因素实验,研究了枯草芽孢杆菌对铀(U)、锰(Mn)和砷(As)的富集规律及锰、砷对铀富集的影响,并利用红外光谱(FTIR)分析其影响机理。研究表明:铀浓度>75 mg/L、锰浓度>25 mg/L或砷浓度>25 mg/L均会对枯草芽孢杆菌的生长产生明显的抑制;同时,铀、锰浓度在0~100 mg/L范围内其浓度与吸附率呈负相关,砷在0~100 mg/L范围内其吸附率先升高后降低的趋势,且75 mg/L时吸附率最高,达到86.09%。多因素实验发现,砷浓度低于60 mg/L时促进枯草芽孢杆菌富集铀,>80 mg/L则抑制。<40mg/L的锰增加铀的富集,浓度高于60 mg/L锰对其铀的吸附产生抑制作用。锰和砷通过抑制细菌生长、竞争菌体表面负点性基团、改变菌体物质特性等方式影响菌体对铀的吸附。     

高氨氮浓度下改良型倒置A~2/O工艺的脱氮性能研究

针对高氨氮生活污水,设计了一种新型的脱氮除磷工艺。该工艺是对传统倒置A~2/O工艺的改进,它采用了后置预缺氧区以提高系统的脱氮效果。试验探讨了工艺关键因素与脱氮效果的相关性。试验表明水力停留时间为25 h,内回流比为200%,DO浓度在2 mg/L时,对NH_3-N、TN、TP的去除率分别可达96.17%、73.83%和92.38%。     

砷及重金属对土壤微生物的影响

砷及重金属污染土壤中微生物变化的模拟试验证实,土壤受砷及重金属污染后,细菌总数降低,随着砷及重金属浓度的递增而明显减少。本试验条件下,土壤砷浓度为10ppm、Hg为0.7ppm、Cd为3ppm、Cr为50ppm、Pb为100ppm时,细菌总数即开始减少。 砷及重金属对几种有益土壤微生物影响的纯培养试验表明,三价砷为5ppm、五价砷为10ppm时,对土壤固氮细菌(花生根瘤菌、大豆根瘤菌、紫云英根瘤菌、含脂刚螺菌、圆褐固氮菌)、解磷细菌(大芽孢杆菌、枯草杆菌)及纤维分解菌(木霉)均有抑制作用,其中三价砷的抑制作用尤为明显。不同菌种对砷的敏感性不同,紫云英根瘤菌和花生根瘤菌对亚砷酸钠敏感,木霉和大芽孢杆菌对砷酸氢二钠敏感。 Cd、Cu、Pb、Cr对大芽孢杆菌和枯草杆菌均有明显抑制作用,其中对大芽孢杆菌的抑制作用更为显著,低浓度Cd对枯草杆菌有刺激作用。 土壤受砷污染后,土壤呼吸强度降低,其CO_2的产量与土壤细菌总数呈正相关关系。     

巨大芽孢杆菌对土壤理化性质及植物富集镉锌的影响

不同生物之间存在复杂相互作用,构建多元生物协同修复有利于提高修复效果.微生物群落繁殖快,适应性强以及抗逆性等优势在土壤重金属污染治理中发挥着重要作用.以巨大芽孢杆菌（Bacillus megaterium）为供试菌株,以包心芥菜［Brassica juncea（L.） Czerniak.］为供试植物,探究二者联合作用下修复Cd和Zn污染土壤的可行性.首先开展60 d室内培养试验,明确巨大芽孢杆菌活化土壤Cd和Zn含量的潜力及改善土壤质量的可行性;进而通过盆栽试验探究巨大芽孢杆菌对包心芥菜富集重金属的影响.结果表明室内培养条件下,巨大芽孢杆菌能够显著降低土壤pH值,土壤有效态Cd和Zn含量显著增加,与对照相比,增幅分别为24%~47%和11%~13%;同时土壤磷酸酶（ALP）、蔗糖酶（SU）和脲酶（UR）活性明显改善.盆栽试验结果表明,与对照相比,接菌处理显著提高了包心芥菜生物量,增幅为10%~23%.同时植物富集Cd和Zn含量升高：植物地上和地下部分Cd富集浓度分别为对照组的1.61~1.70倍和1.05~1.15倍;不同部位对Zn的富集浓度分别为对照的1.38~1.61倍和1.47~1.53倍.相关性分析结果表明,土壤pH值是引起土壤重金属有效态活性和酶活性改变的关键因素.接菌处理下,植物过氧化氢酶（CAT）活性对增强植物抗逆性更为显著.试验结果初步证实了巨大芽孢杆菌-包心芥菜联合修复Cd和Zn污染土壤的可行性.     

生物炭降解苯和甲苯混合废气性能研究

该研究以生物炭为过滤介质 ,探讨过滤塔降解气流中苯、甲苯的生物降解性能 .实验表明 ,在总有机负荷低于 3 5 0 g/ (h·m3)、停留时间 1 5～ 90s的实验条件下 ,滤塔对苯和甲苯混合气体有较好的降解性能 ,苯、甲苯的最大削减能力分别为 1 2 0 g/ (h·m3)和 1 5 0 g/ (h·m3) ,甲苯比苯更易被微生物降解 .滤塔中CO2 生成量随苯、甲苯降解量的增加而增加 ,但实验增长速率小于理论增长速率 .菌落分析表明 ,滤塔中微生物主要有真菌、杆菌、芽孢杆菌 ,其中芽孢杆菌为优势菌种 .根据吸附 生物降解机理 ,建立了VOCs去除模型 ,并予以验证 .     

裂隙地下水生物修复及水流特征研究

裂隙地下水作为储量最丰富的地下水资源,已经受到非水相液体(NAPL,Non Aqueous Phase Liquid)的严重污染威胁。通过物理实验的方法,对裂隙地下水中残留NAPL污染的生物修复展开研究,通过激发地下水中原生微生物群的生物活性,得出微生物活动对NAPL溶解的加速作用及程度。试验结果显示微生物群能将裂隙中甲苯的溶解速率提高约1倍,并加速裂隙内部甲苯的降解,而外界温度对该过程的影响甚微。     

MBR在电镀行业反渗透膜浓液处理中的应用研究

通过对电镀行业反渗透膜浓液处理的试验研究,使用一体化膜生物反应器(MBR)工艺处理该类废水,采用单因素试验优化工艺参数,并获得最佳工艺参数。试验结果表明,本MBR系统处理电镀行业反渗透膜浓液的最佳工艺条件是:污泥浓度5~8 g/L;DO为2~4 mg/L,污泥负荷为0.2~0.3 kg COD/kg MLSS·d;水力停留时间为18~20 h,出水COD浓度小于80 mg/L。     

微生物作用下土壤中水溶态Cr(Ⅵ)的迁移转化

现代工业的发展使Cr(Ⅵ)土壤污染问题日益突出,针对Cr(Ⅵ)土壤污染防治的相关研究逐渐引起广泛重视。选取低风险地块土壤为实验材料,以土柱淋滤实验为基础,探究在混合芽孢杆菌的作用下,土壤中水溶态Cr(Ⅵ)的迁移和转化。结果表明:水溶态Cr(Ⅵ)在土壤中的迁移动力来源于土壤中水分的迁移。在对照组中,土壤中水溶态Cr(Ⅵ)的迁移呈现出随着土壤深度增加浓度下降的趋势;在混合芽孢杆菌处理组中,芽孢杆菌在前期(0~10 d)会阻碍Cr(Ⅵ)的迁移,在中后期(10~30 d)阻碍作用减弱。在迁移的过程中,混合芽孢杆菌的作用使土壤中水溶态Cr(Ⅵ)的浓度降低,例如土柱淋滤30 d后,175-H土柱相比于175-D土柱在5,10,15,20 cm深度处土壤的水溶态Cr(Ⅵ)浓度分别降低了3.55,2.03,1.87,1.31 mg/kg。同时,淋滤含Cr(Ⅵ)溶液使土壤中铬耐性菌的相对丰度有所增加,例如芽孢杆菌。     

SBR中芽孢杆菌脱氮作用的研究

在SBR处理炼化废水的实验中验证芽孢杆菌的脱氮作用。结果表明 ,芽孢杆菌有着促硝化作用 ;芽孢杆菌同化作用能够利用氨氮和硝酸盐氮 ;可生物降解部分的相对偏低会影响芽孢杆菌的同化作用 ;芽孢杆菌在接触严格好氧环境的早期阶段先是通过促进硝化作用降解氨氮 ,再通过同化作用脱除氨氮 ;SBR连续周期运行后 ,污泥浓度会相对稳定 ,芽孢杆菌能够很好地适应好氧与厌氧环境 ,并成为污泥中的优势种。     

A/O生物脱氮工艺处理生活污水中试(一)短程硝化反硝化的研究

应用A/O生物脱氮中试试验装置处理实际生活污水,从pH、污泥浓度(MLSS)、自由氨(FA)、温度、污泥龄(SRT)、溶解氧(DO)和水力停留时间(HRT)等方面系统的分析了A/O工艺实现短程硝化反硝化的主要影响因素.结果表明,DO浓度是A/O工艺实现短程硝化反硝化的主要因素,由FISH检测发现长期控制低DO浓度(0.3～0.7 mg·L-1)可以导致亚硝酸盐氧化菌(NOB)的淘洗,从而实现稳定的亚硝酸盐积累率,试验获得平均亚硝酸氮积累率为85%,有时甚至超过95%.提高DO浓度,1周内亚硝酸氮积累率从85%降到10%,继续维持低DO浓度,大约需要2个污泥龄时间才可重新恢复到较高的亚硝酸氮积累率(＞75%).低DO浓度下,试验初期污泥沉淀性能随着亚硝酸氮积累率的增加而变差,而在试验后期,无论亚硝酸氮积累率多高,污泥沉淀性能一直很好,SVI值处于80～120 mL·g-1