低温下生物强化SBR工艺处理苯胺废水的研究

采用生物强化的方法,将实验室筛选出的高效低温苯胺降解菌(菌群)投加到SBR反应系统中,考察高效菌低温生物强化对苯胺去除能力提高的效果,以及反应过程中TOC、TN、MLSS、MLVSS、SV、OUR、TOC等相关指标的变化.结果表明,维持反应器内温度为12℃、摇床转速160r/min、pH值为7、反应周期为48h等条件,3个强化系统(单菌系统、混菌系统、单菌加混菌强化系统)均可以提高苯胺的降解能力,苯胺降解率为74.2%~100%,TOC的去除率为83%~88.8%.由于高浓度苯胺的存在以及环境温度过低,导致硝化细菌活性受到严重抑制,因此TN没有得到较好地去除.     

酚降解菌株的分离、鉴定和在含酚废水生物处理中的应用

从石油化工厂的活性污泥和废水混合物中分离到10个降解酚的细菌菌株,经16S rRNA基因序列分析,5个菌株(PD1、PD2、PD6、PD7和PD39)被鉴定为假单胞菌(Pseudomonas sp.),4个菌株(PD4、PD5、PD8和PD9)为不动杆菌(Acinetobacter sp.),1个菌株(PD3)为丛毛单胞菌(Comamonas sp.).对假单胞菌(Pseudomonas sp.)PD39菌株的酚降解特性、最适生长条件、降解底物的范围、儿茶酚1,2-双加氧酶(C12O)和儿茶酚2,3-双加氧酶(C23O)活性、含酚废水的生物处理等,进行了详细研究.结果表明,PD39菌株的最适生长和降解条件是,培养基的起始pH为7.0,培养温度为30℃,酚浓度为800 mg/L,对酚的最大降解浓度为1 200 mg/L.酚浓度为637 mg/L的工业废水经72 h处理酚的去除率达到99.96%.PD39菌株有很好的应用潜力来作含酚废水活性污泥处理系统的强化菌株.     

生物强化膜生物反应器(MBR)处理邻苯二甲酸二乙酯(DEP)效果及微生物群落结构分析

为强化邻苯二甲酸二乙酯(DEP)降解,将从活性污泥中分离的高效DEP降解菌Arthrobacter sp.LMS13运用到MBR反应器,考察强化系统对DEP去除效果,并通过实时荧光定量(q-PCR)和Illumina Mi Seq技术分别对系统运行期间邻苯二甲酸双加氧酶降解基因(phtA)数量以及微生物群落结构特征进行了分析.结果表明,强化系统能加快反应器启动,对进水浓度为800 mg·L-1的DEP,强化系统和未经强化系统在运行后期(61 d)对DEP平均去除率分别为81%和19%.q-PCR结果显示,在驯化阶段,phtA基因拷贝数上升,但当DEP浓度大于400 mg·L-1时,phtA基因数量下降;phtA基因拷贝数与DEP降解率呈正相关.Mi Seq测序结果进一步表明,高浓度DEP导致系统中群落多样性指数下降,但对强化系统多样性影响相对较小.反应器运行过程中,原活性污泥中占有较高比例的拟杆菌门(Bateroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)丰度降低,ε-变形纲(ε-Proteobacteria)、绿弯菌门(Chloroflexi)在反应系统中逐渐被淘汰,而β-变形纲(β-Proteobacteria)和放线菌门(Actinobacteria)成为系统中的优势菌门,其中红环菌属(Rhodocyclus)、博得氏杆菌属(Bordetella)、节杆菌属(Arthrobacter)为优势菌属,在DEP降解系统中起着主要作用,是保证DEP生物处理效果和维持反应器稳定运行的重要菌属.     

吸附-降解组合生物系统处理含铜离子城市污水

采用Pseudomonas putida 5-x细胞为吸附剂的生物吸附过程组合SBR生物降解系统处理含铜离子城市废水.研究了生物吸附剂Pseudomonas putida 5-x细胞的最佳制备条件以及组合系统的运行过程.实验结果表明,在优化的条件下,Pseudomonas putida 5-x细胞对铜离子的吸附容量可达87.3mg·g^-1,经生物吸附处理后,污水中Cu²⁺的含量显著降低,尽管残留的Cu²⁺对活性污泥吸附COD的能力尚有一定影响,但已不影响SBR系统对废水中COD的去除效果.研究表明,在活性污泥法处理含铜离子废水前,采用生物吸附技术降低废水中Cu²⁺含量,有利于提高后续活性污泥过程对COD的去除能力.     

扑热息痛高效降解菌的选育及其生物强化效果

从制药厂废水生物处理系统活性污泥中经长期富集培养，分离、筛选得到5株扑热息痛高效降解菌。在扑热息痛浓度为1000mg/L的选择性培养基中，菌析Pl在摇床培养20h后，细胞数达到10^9/mL，对扑热息痛的降解率达到96.30%。在生物降解性能预测实验中，菌株Pl对含扑热息痛废水COD的去除率也明显高于其它来源的增生物，为了实现降解菌的资源化应用，试验将所分离得的各扑热息痛降解菌制成混合菌液投加于处理含扑热息痛等多种复杂的污染物废水的组合生物膜法和SBR法废水处理装置中，考察投菌量与生物强化效果的关系，结果发现：在投菌量为处理系统有效容积的0.20%（V/V），进水COD在440.33-1036.77mg/L之间波动时，生物强化效果显著。     

一株苯胺降解菌的筛选及处理突发污染的效果

从污水厂活性污泥中分离到1株能快速、高效降解苯胺的菌株AN-P1,鉴定为Rhodococcus sp..相关酶活性的测定表明,苯胺通过间位途径降解.菌株AN-P1利用苯胺生长的最适温度30℃,最适pH值为6.0,最适生长浓度为2000 mg/L,最佳接种量为0.30‰.将AN-P1作为功能菌株对常规活性污泥系统强化后应急处理,16S rRNA基因V3区片段PCR-DGGE图谱显示,AN-P1能有效保护原有生态系统中的微生物免受苯胺毒害;处理含500,1000,2000mg/L苯胺的模拟废水分别需10,20,32h就能使出水水质达到《污水综合排放标准》一级标准;用AN-P1结合常规SBR工艺应急处理苯胺废液,经过36h降解能达标排放.     

优势菌强化印染废水脱色及污染物降解研究

以曝气生物滤池为核心工艺研究优势菌强化印染废水脱色及污染物降解。从印染废水处理厂活性污泥中分离得到染料脱色菌15株、苯胺降解菌2株、印染助剂降解菌10株。试验进水平均色度为400倍,平均COD浓度为1295mg/L,厌氧段以组合填料为载体,水力停留时间10h,菌种投加量为0.2%;好氧段以煤渣填料为载体,水力停留时间25h,菌种投加量为0.1%。结果表明:系统连续进出水一周以后出水COD浓度稳定在130¹10mg/L,平均浓度为118 mg/L,去除率90.9%;出水色度在40倍左右,去除率90%;出水苯胺浓度低于4mg/L。     

生物强化SBR系统中邻苯二甲酸二甲酯的降解

为实现低温条件下DMP的快速降解,在SBR反应器中,加入耐低温DMP降解菌Rhodococcus fascians STX-5,考察生物强化系统对DMP的去除效果,并通过设计特异引物,对邻苯二甲酸双加氧酶降解基因(phtA)进行扩增,利用荧光原位杂交(FISH)和实时荧光定量(q-PCR)对降解基因分布和丰度进行检测。结果表明,生物强化可显著提高DMP降解率(p0.05),强化反应器在20℃和15℃的条件下,运行后期对1 000 mg/L的DMP平均去除率分别达90%和71%,而未经强化系统对DMP去除率为54%和32%。FISH结果显示,phtA基因在反应器运行不同时段其分布特征不同,当DMP降解率上升时,其分布范围变宽且更均匀。q-PCR结果进一步表明,phtA基因丰度与DMP降解成正相关,在反应器运行的后期MLVSS与phtA基因丰度成显著正相关(r=0.97,p0.05)。当温度从20℃降至15℃时,未经强化系统中phtA基因从3.5×10~8copies/mg MLVSS下降到0.73×10~8copies/mg MLVSS,经强化的系统phtA基因数量在短暂下降后保持在4.5×10~8copies/mg MLVSS。     

低温SBR工艺活性污泥代谢特性研究

在(7±1)℃条件下,从污染物的去除效能、生物活性、污泥特性等方面,研究了低温SBR系统中活性污泥的代谢特性.结果表明:低温SBR系统在好氧阶段前40min能够将96%的COD去除,整个运行周期活性污泥对COD的代谢状况良好;由于低温的影响,活性污泥硝化反应过程受到抑制,反硝化过程无法正常进行;低温不是影响SBR反应器中聚磷菌P代谢过程的关键因素,在低温条件下聚磷菌对P的摄取、释放代谢状况良好;活性污泥2,3,5氯化三苯基四氮唑(TTC)和碘硝基四氮唑(INT)电子传递体系(ETS)活性呈现出周期性变化规律,TTC和INT-ETS活性能够有效表征整个运行过程活性污泥的代谢特性;稳定运行的低温SBR系统活性污泥表现出良好的沉降性,MLSS、MLVSS、以及MLVSS/MLSS都高于常温SBR系统.     

高效降解菌处理多菌灵农药生产废水的研究

从多菌灵农药生产废水的排放口附近土壤中分离得到14株多菌灵生产废水的高效降解菌，其中13号菌能高效降解多菌灵农药。5号菌能高效降解废水中的中间产物邻苯二胺。经鉴定．这2株菌均为假单胞菌(Pseudomonas sp．)。将这14株高效菌混合培养后与活性污泥分别投加到SBR反应器。通过正交试验得到各自的量佳工艺条件．同时比较出水的COD去除率。结果表明。采用高效菌处理多菌灵农药废水．COD去除率比活性污泥法高出29．1％。     

生物强化去除吡啶的特性及微生物种群动态变化分析

在接种活性污泥的序批式反应器中投加固定化吡啶降解菌Paracoccus sp.KT-5,强化吡啶的生物降解,并与未投加固定化微生物的反应器进行对照,通过末端限制性片段长度多态性（T-RFLP）分析手段,探讨了运行过程中生物强化与未强化反应器中微生物群落结构的动态变化,并探讨了生物强化反应器的去除效果.结果表明,投加固定化吡啶降解菌可以加速反应器的启动.当吡啶初始浓度为195.6～586.8 mg.L-1,随着反应器的运行,投加固定化菌株的强化作用并不明显;但当吡啶初始浓度为782.4～2 934 mg.L-1,投加固定化菌株显示出优势.T-RFLP分析结果表明,投加的固定化菌株KT-5作为优势菌始终存在于反应器的固定化生物相和悬浮生物相中.     

利用T-RFLP解析生物强化去除吡啶过程中微生物种群动态变化

在接种活性污泥处理含吡啶废水的序批式反应器中,引入吡啶降解菌Paracoccus sp.KT-5构成生物强化反应器,研究了对吡啶的生物强化去除特性及效果,利用末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)手段解析了微生物种群结构的动态变化.结果表明,投加高效降解菌株KT-5可以加速反应器的启动,但随着反应器的运行,当吡啶初始浓度增加至195.6 mg·L^-1以后,生物强化反应器对吡啶降解的促进作用已不再明显;当吡啶初始浓度在293.4~586.8 mg·L^-1变化时,起初强化反应器对吡啶的去除速率出现了波动,尽管随后逐渐恢复,但仍然没有表现出明显的强化作用.T-RFLP的分析结果表明,当吡啶初始浓度达到978 mg·L^-1以后,生物强化反应器中已检测不到KT-5,表明生物强化作用的消失可能是因为引入的高效降解菌株KT-5的流失造成的.     

降解DMF引起污泥毒性及其毒性空间分布特性研究

以处理有毒难降解有机污染物N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的序批式好氧活性污泥系统(SBR)为对象,在进水化学需氧量(COD)为300 mg.L-1左右,各初始DMF浓度(40、80、120 mg.L-1)驯化阶段皆为30 d,运行周期为12 h,溶解氧(DO)为2.0～3.0 mg.L-1的条件下,研究了DMF在水、泥相的分布及污泥有机毒性变化趋势;探讨了单个运行周期内,出水COD、水相和泥相DMF浓度及毒性随时间的变化趋势.研究表明,各DMF浓度运行阶段的污泥毒性都体现为先升高后降低的趋势,污泥毒性随初始DMF浓度的升高而升高,污泥有机毒性主要由DMF降解过程引起,且主要集中在内层胞外聚合物(EPS)以及胞内区域.     

小回流比条件下污泥浓度分区试验研究

用次毫米过滤（sub-milliFiltration,SMF）组件将生物处理系统内的污泥分为高浓度区和低浓度区,使高浓度区保持大量污泥,强化对有机物的去除,使低浓度区污泥浓度满足膜分离的要求.主要验证了小回流比（R为0.5、1.0、1.5、2.0）条件下污泥浓度分区的效果,考察了采用SMF组件后,系统对COD的去除效果,并将各小回流比条件下A、B两区污泥浓度的理论值和实测值做比较.结果表明,在小回流比条件下可实现污泥浓度分区,低浓度区的MLSS在9 g.L-1以下,高浓度区的MLSS在20 g.L-1以上;系统的COD平均去除率超过90%;A、B两区MLVSS的理论值与实测值具有相关性.     

表层附着累枝虫的好氧颗粒污泥特性

在序批式反应器(SBR)中处理实际生活污水,并接种城市污水处理厂活性污泥,培养出表层附着大量累枝虫的好氧颗粒污泥.运行120 d时,颗粒污泥浓度可达4482 mg·L-1,污泥容积指数(SVI)为55 m L·g-1左右,颗粒的粒径主要在1.6~2.5 mm之间,平均沉速为55.4 m·h-1,累枝虫密度可达30450 ind·m L-1.CODCr和NH+4-N的平均去除率分别为87.9%和91.8%.采用直接免疫荧光法证实累枝虫可吞食游离细菌,能有效减少出水SS,且出水SS与累枝虫的密度变化整体呈相反趋势.表层附着生长的累枝虫略微降低了颗粒污泥的沉速.结构分析可看出累枝虫根植于颗粒表层,柄的部分成为颗粒污泥的"骨架",有利于颗粒污泥结构强度和稳定性.     

低C/N比条件下亚硝化颗粒污泥的培养及成因分析

利用柱形SBR反应器,以自配低C/N比废水为基质,以普通活性污泥为种泥,通过逐步缩短沉降时间和提升进水负荷培养亚硝化颗粒污泥,并对该过程进行考察.结果表明:系统运行40 d后,获得成熟的亚硝化颗粒污泥,颗粒污泥颜色为黄色,平均沉降速率达60.8 m·h-1,其中粒径大于0.45 mm的约占总数的96％;出水中亚硝酸盐累积率稳定在75％ ～ 80％,亚硝酸盐累积速率达0.6～0.8 kg·m-3·d-1;DO、温度和SRT都不是导致亚硝酸盐积累的关键因素,高浓度FA是造成本研究亚硝化成功实现的主要原因;颗粒污泥SBR的单周期反应过程可依次划分为COD迅速降解阶段、第一过渡阶段、氨氮去除优势阶段、第二过渡阶段和饥饿阶段5部分;另外,研究中还发现进水COD对颗粒污泥的形成和亚硝化过程的实现具有重要贡献.     

亚硝酸盐氧化菌(NOB)的富集培养与其污泥特性分析

为了解亚硝酸盐氧化菌(NOB)特性,以某中试SBR的剩余污泥为接种污泥,以NO2--N为底物,采用逐步提高进水NO2--N浓度的方式,通过控制高游离亚硝酸(FNA)浓度联合高DO浓度对NOB进行富集培养.65d后,荧光原位杂交(FISH)技术分析结果显示NOB占细菌总数的80%以上[Nitrobacter(NOB的一个种,菌体呈杆状或梨状):80%; Nitrospira(NOB的一个种,菌体呈螺旋状):5%],表明成功富集培养出NOB为优势菌种的活性污泥.并且自然形成颗粒污泥,MLSS约为700mg/L,MLVSS/MLSS为0.278,SVI约为6mL/g.富集后污泥SVI较低的原因可能是污泥无机化程度高,污泥以无机盐沉淀为晶核形成颗粒污泥.试验结果表明,该污泥能够处理NO2--N浓度为1000mg/L的污水,比硝化速率为131.03mg/(g MLVSS·h),比耗氧速率为169.5mg O2/(g MLVSS·h).     

细菌降解苯胺的生态研究

通过驯化富集培养,从制药厂生化曝气池活性污泥中分离出一株降解苯胺能力强的菌株——AN12,经鉴定为假单胞杆菌属（Pseudomonas）。最适降解苯胺条件为:充分曝气供氧;温度为30℃;pH为7.0;降解时间30 h。在此条件下培养液中苯胺浓度为99 mg/L时,苯胺的降解率为82.4%