自然生境中氨氧化细菌的分子生物学研究进展

摘要 硝化过程是自然界氨氮污染降解的主要生化机制,氨氧化细菌对于富营养的河流、海洋及土壤环境等自然生境具有重要作用.氨氧化细菌的群落结构很复杂,且在不同研究区的时空上存在很大差异性.随着分子生物技术的发展,各种自然环境中存在的氨氧化细菌得到了研究.目前,中国对氨氧化细菌的研究多集中于污水处理、土壤等方面,采用非培养方法对自然环境中氨氧化细菌的研究较少.首先介绍了氨氧化细菌的发现过程和生理特性,其次论述了不同的分子生物学方法对土壤和水生生态环境等自然生境中氨氧化细菌研究进展和研究方法,最后提出了自然生境中氨氧化细菌研究的问题和展望.     

高氨氮浓度下的亚硝化过程及其影响因素研究

利用小试 CSTR反应器对高氨氮浓度条件下的亚硝化过程进行了试验研究 ,结果表明 :35℃时 ,在无污泥回流的情况下 ,运行 2 6 d后即实现了亚硝化 ,从第 73d开始出水中检测不出 NO3- ;在增加了连续污泥回流的情况下 ,反应器的运行更稳定 ,且出水中仍检测不到 NO3- ;反应器内的污泥具有很高的氨氧化活性 ,其最大氨氧化速率可达 3.0 1 kg N H+ 4- N / ( kg VSS· d) ;并利用间歇试验对 p H和 DO等对氨氧化速率的影响进行了研究     

好氧氨氧化菌混培物的氨氧化动力学研究

采用批式呼吸法求得好氧氨氧化菌产率系数为0.2119 mg COD/mg NH4 -NOD(或者0.7268 mg COD/mg NH4 -N)和氨氧化菌最大氨氮降解速率为0.1 mg NOD/(mg COD·h)(或者0.0292 mg N/(mg COD·h)).用间歇式批试验法,加入24 μmol/L NaN3抑制NO2--N氧化,建立氨氧化反应动力学方程,得到氨氮半饱和系数为18.38 mg NOD/L(或者5.36 mg NH4 -N/L),DO半饱和系数为0.494 mg/L.对比参数值表明,用一步硝化动力学来描述氨氧化反应动力学模型是错误的.     

磺胺嘧啶对纯膜MBBR氨氧化性能及氨氧化菌群的影响

通过向NH4+-N质量浓度为30 mg·L-1的合成废水中投加不同剂量磺胺嘧啶(SDZ)(0、1、3、5、7和10mg·L-1),比较了SDZ浓度对一台60 L单级纯膜移动床生物膜反应器(pure MBBR)的氨氧化速率、amoA基因丰度和氨氧化细菌(AOB)种群结构的影响,揭示了磺胺嘧啶对纯膜MBBR系统中氨氧化作用...     

污泥接种策略与联氨促进垃圾渗滤液厌氧氨氧化工艺快速启动及其运行效果

针对厌氧氨氧化工艺启动速度慢及在垃圾渗滤液中脱氮效率低的问题,探究了厌氧氨氧化工艺在处理高氨氮、低C/N比垃圾渗滤液中的快速启动及稳定运行策略。结果表明,厌氧氨氧化工艺接种反硝化污泥:anammox颗粒污泥=9:1的启动效果最佳,100 d时TN去除率可达75.1%。但由于垃圾渗滤液中COD较高,异养反硝化菌生长迅速且严重影响厌氧氨氧化菌活性。通过投加6 mg·L^-1的N₂H₄之后,异养反硝化菌活性受到抑制,反应器内厌氧氨氧菌占据主导地位,Candidatus Kuenenia菌相对丰度由0.2%提升到10.6%,TN去除率及氮去除速率分别达90.6%和0.143 kg·(kg·d)^-1以上。在厌氧氨氧化工艺中投加适量N₂H₄可实现垃圾渗滤液的稳定高效自养脱氮。     

铁/锰矿基人工湿地脱氮除磷性能及机理

铁氧化物和锰氧化物均可在缺氧条件下介导氨氮(NH₄⁺-N)的氧化去除,这2项技术被称为铁氨氧化(Feammox)和锰氨氧化(Mnammox)。此外,金属氧化物对总磷(TP)也有去除能力,因此,在人工湿地中具有良好的应用前景。为比较铁矿基和锰矿基人工湿地的脱氮除磷效果,本研究建立了铁矿基人工湿地(CW-Fe)、锰矿基人工湿地(CW-Mn)和砾石对照组人工湿地(CW-C)3组人工湿地。结果表明,CW-Fe和CW-Mn的脱氮除磷性能均优于CW-C。尽管锰矿对NH₄⁺-N的吸附作用最强,但CW-Fe却表现出了更优越的NH₄⁺-N长期去除性能。在基质对NH₄⁺-N的吸附饱和后,CW-Fe对NH₄⁺-N的去除率仍有39.93%～62.4%,而CW-Mn只有29.15%～35.4%。由于铁矿和锰矿溶出的金属离子能与磷酸盐结合形成稳定的沉淀,从而有效去除TP,CW-Fe和CW-Mn均有...     

水泥厂氨排放标准存在的问题及氨排放控制

为控制水泥脱硝工程产生的氨排放问题,中国发布《水泥工业大气污染物排放标准》(GB 4915—2013)对水泥企业氨排放限值提出明确要求。但水泥脱硝设施同步配套的氨在线检测仪记录数据表明,多数水泥厂脱硝后的氨排放浓度远超过标准限值。为此,对照火电厂相关标准和技术规范,指出了水泥工业氨排放标准和技术规范文件中存在的问题。结合实际检测数据和国外相关文献,确认水泥工业存在"本底氨"排放,水泥原料、协同处理废弃物、生产工况变化是导致本底氨排放的主要原因。选择性非催化还原(SNCR)脱硝设施产生的氨逃逸将增加氨排放浓度,反应温度窗口、停留时间、氨/氮摩尔比(NSR)、喷射方案等均会影响氨逃逸浓度。优化水泥生产工艺、SNCR脱硝工艺或配套选择性催化还原(SCR)脱硝系统等方式可有效控制水泥厂本底氨及氨逃逸。     

城市污水处理厂恶臭污染源调查与研究

以H2S和NH3为主要监测指标,对广州一大型生活污水处理厂主要恶臭源H2S、NH3的排放浓度进行了8个月的连续监测.结果表明,该污水厂恶臭成分H:S的排放浓度为0.01-22 mg/m',NH,排放浓度为0～0.67 mg/m3.同时,污水厂各处理单元由于其功能和运行条件不同,所产生的恶臭气体成分也不完全一样,在污水进水区段恶臭污染物以H2S为主,其中格栅井H2S浓度最高.其中沉砂池、格栅和污泥浓缩池的H2S、NH3排放浓度呈夏秋季节高、冬春季节低的特征,与季节变化的气温有明显的相关性.对恶臭排放影响因素的研究表明,污水水温越低则H2S和NH3的排放浓度越低,此外,降雨可以显著降低污水处理厂恶臭污染物的排放浓度.     

黑藻根际对沉积物中氨氧化细菌和古菌的影响

氨氧化反应对水生态系统氮循环和氮的去除有重要作用,沉水植物通过根系泌氧促进沉积物中硝化反应并对氨氧化细菌和古菌的分布产生影响。本研究以轮叶黑藻为实验对象,利用微电极研究沉积物-水界面的溶解氧变化,研究了黑藻根系对沉积物中氨氧化细菌和古菌数量的影响。结果表明,黑藻通过根系泌氧增加沉积物-水界面的溶解氧量和表层沉积物有氧层厚度,有氧层厚度增加了3 mm以上;种植黑藻后,根际沉积物中氨氧化细菌数量逐渐增加,氨氧化古菌数量前30天增加随后减少,氨氧化细菌与氨氧化古菌amoA基因拷贝数的比值由0.51增加到6.75,说明黑藻根际沉积物更适宜氨氧化细菌的生存。     

好氧与厌氧氨氧化复合颗粒污泥完全自营养脱氮影响因素

采用间歇实验,考察了初始NH⁺₄-N浓度、DO浓度和pH对颗粒污泥完全自营养脱氮的特性的影响。研究表明,在完全自营养脱氮系统中,当DO为0.6～0.8 mg/L,pH控制在7.5～7.8时,好氧氨氧化和厌氧氨氧化速率在一定范围内随NH⁺₄-N浓度（30～150 mg/L）的增加而增加,较高的氨氮浓度能提高自营养脱氮反应速率。较高的DO有利于提高亚硝酸盐氧化速率,但会导致亚硝酸盐的积累;DO浓度过低时,好氧氨氧化过程受到抑制。NH⁺₄浓度为36 mg/L,DO控制在0.6～0.8 mg/L的条件下,当pH值为7.8时,完全自营养脱氮的效果最佳,总氮去除速率达最大值为23.976 mg/(g MLSS·d)。     

苏中热电厂环保氨法脱硫实例分析

通过对苏中热电厂环保氨法脱硫处理实例的详细分析,介绍了氨法脱硫的调试运行情况,并对运行结果进行了一定的归纳和讨论。     

有机物浓度对厌氧氨氧化脱氮性能影响试验研究

通过间歇试验和连续试验研究了不同有机物浓度对厌氧氨氧化活性及脱氮性能的影响。间歇试验结果表明：自养条件下厌氧氨氧化菌的最大比反应速率为0.189 kg NH⁺₄-N/（kg VSS·d）;当氨氮和亚硝酸盐氮浓度为80 mg/L时,有机物的添加降低了厌氧氨氧化速率,当有机物浓度超过70 mg/L时,厌氧氨氧化菌的最大比反应速率降低到0.05 kg NH⁺₄-N/（kg VSS·d）以下,是反硝化菌与厌氧氨氧化菌竞争亚硝酸盐产生了可逆抑制的结果。连续试验结果表明,高氮低碳源有机环境下厌氧氨氧化能稳定运行,并且比自养系统中总氮的去除率有所提高,当COD值为50 mg/L时,总氮去除率最大,平均值达96.59%,是反硝化菌和厌氧氨氧化菌共同脱氮的结果;当有机物浓度过高时,ANAMMOX对TN去除贡献率持续降低,反硝化不断得到强化,厌氧氨氧化运行不稳定。     

电子束氨法烟气脱硫技术工艺研究

介绍了位于四川省绵阳市科学城热电厂的电子束氨法烟气脱硫脱硝工业试验装置和在该装置上进行的较全面的工艺研究 ,确定了影响SO2 脱除效率的主要参数 ,为北京京丰热电EA FGD工业示范工程设计提供了重要依据     

氨的超临界水氧化研究进展

在超临界水氧化过程中,氨作为含氮有机物氧化的中间产物,其氧化是有机物在超临界水中氧化降解速率的控制步骤.综述了氧化剂、温度、过氧量、停留时间和催化剂等因素对氨的超临界水氧化降解效果的影响,并总结了目前常用的两种反应动力学模型.与双氧水或氧相比,NO-3氧化荆具有更强的氧化能力;通过提高温度、过氧量和停留时间都可以促进氨的超临界水氧化降解.在氨的超临界水氧化中,当无催化剂作用时,氨的降解率很低;加入MnO2/CeO2等催化剂,可以显著提高氨的降解率.为加快超临界水氧化法处理含氮有机废水的应用进程,未来应侧重氨氧化机制的研究和催化剂的开发.     

氨法烟气脱硫脱硝的技术特征

拟从氨法烟气脱硫脱硝的原理、该技术与其它脱硫技术的热动力学比较,来阐明该技术的优势：脱硫效率高,脱硫脱硝一举两得,不耗费热量,不产生废渣,脱硫剂利用充分,用量小,不损害设备,有节能功效.     

固定化氨氧化细菌短程硝化特性研究

以高分子聚合物为载体,采用固定化细胞增殖技术固定氨氧化细菌,研究温度、pH、碱度和溶解氧等因素对短程硝化过程的影响.实验结果表明,最适宜的温度、pH分别是30℃和8.5;当碱度/NH4 -N(质量比)=6.75时,亚硝化率为87.5%;溶解氧浓度影响氨氧化速率,但对亚硝化率影响不大,溶解氧的适宜质量浓度为403 mg/L.     

高氨废水短程硝化特性简

采用SBR装置,针对高氨废水的特点,在高氨条件下,以高氨低氧为转化手段,实现高氨废水短程硝化过程中亚硝化菌的驯化与积累。控制温度为28~31℃,曝气量为15~60 L/h,pH控制在7.8~8.2的条件下连续运行78 d。实验结果表明,运行11 d后实现了短程硝化,从11 d至78 d属于系统氨氮负荷提高期。在运行过程中,氨氮污泥负荷从开始的0.023 kg/（kg·d）逐步上升为0.3 kg/（kg·d）,最高时达到0.34 kg/（kg·d）,此时氨氮去除率仍维持90%以上。为观察驯化后短程硝化菌的形态,取驯化好的污泥进行电镜扫描,结果表明,污泥中的细菌形态主要以球状菌为主。     

小球藻对氨厂废水的净化及其叶绿素荧光变化

25℃、5 000 lx条件下,在微电脑培养箱中研究了普通小球藻对浓度分别为25%C、50%C、75%C、100%C的氨厂废水中COD和NH3-N的去除率.192 h后,COD去除率分别为84%、96.4%、97%和95.6%,NH3-N去除率分别为22.7%、4.9%、10.6%和0%,25%C、50%C、75%C和...     

IC反应器厌氧氨氧化启动与运行特性研究

采用一套有效容积为20 L的IC反应器,接种啤酒废水厌氧处理池污泥,保持反应器进水NH+4-N浓度为120 mg/L,NO-2-N浓度为150 mg/L,在温度为30±1 ℃的条件下,对ANAMMOX反应过程的启动和运行特性进行了研究.结果表明反应器的启动经历了污泥低负荷驯化期、负荷提高期和高负荷运行期3个阶段;在反应器运行到第130 d,反应器启动成功;NH+4-N和NO-2-N的去除率分别约82.1%和94.5%;去除的NH+4-N和NO-2-N及生成的NO-3-N三者之间的比值为11.160.3;在反应器中形成了粒径为1～2 mm的颗粒污泥.