自然生境中厌氧氨氧化功能微生物生态学研究进展

自然生境中发生的厌氧氨氧化过程是继反硝化和好氧氨氧化后的又一条氮损失途径,对全球生态系统氮循环具有重要意义,但不同自然生态系统中存在不同种类的厌氧氨氧化微生物.通过阐述厌氧氨氧化反应发生的生理机制,并对不同自然环境中发现的厌氧氨氧化功能微生物进行梳理,分析了厌氧氨氧化菌分布的空间异质性成因.结果表明,适量的无机氮可以促进厌氧氨氧化的发生,有机碳含量低和低氧条件更有利于厌氧氨氧化菌的生存且厌氧氨氧化的活性较高,这与厌氧氨氧化菌的化能自养代谢途径有着紧密的联系,低养分条件下反硝化菌的活性受到短暂抑制,促进了厌氧氨氧化的发生.同时,适当的高盐环境会提高厌氧氨氧化活性并促进厌氧氨氧化菌群落结构转变,高盐度环境下Scalindua属占优势,低盐度环境下Brocadia属更占优势.厌氧氨氧化菌对温度变化有很好的适应性,大部分厌氧氨氧化菌（如Scalindua属、Kuenenia属和Brocadia属）对于极端环境均有较强的环境适应性;此外,悬浮颗粒物浓度、含水量等因素也会影响厌氧氨氧化菌的分布及其代谢活性.建议今后从基因组学、蛋白组学和转录组学相结合的角度对自然环境中的厌氧氨氧化菌开展生理生态机理的研究,并探明厌氧条件下Fe3+、Mn4+、SO₄2-等电子受体与厌氧氨氧化过程的生物化学联系,以更好地应用于工程技术研究,并为生态环境修复提供理论依据.      

稻田土菌群驯化对稻秆两步发酵产甲烷效果的影响

为提高稻秆的降解率及其厌氧发酵甲烷产量,采用高氨氮畜禽废水作为氮源以驯化稻田土壤微生物,优化其降解稻秆的初始pH值,并评估水解产物液体发酵产甲烷性能.结果表明,混合组驯化的微生物产纤维素酶活性及对稻秆木质素的降解率高于其它组及先前文献报道,分别达到4.01 IU和51.96%,且后期水解液中总有机碳（Total organic carbon, TOC）及还原糖含量最高.随着初始pH值的提高,稻秆中纤维素、半纤维素和木质素的降解率显著增加,稻秆水解液中的挥发性脂肪酸（Volatile fatty acids, VFAs）和TOC含量均显著增加,并在第7 d达到最高值.将水解稻秆7 d的水解液进行厌氧发酵显示,在初始pH=9.0条件下累积甲烷产量达到最大,为37.60 mL·mL^-1水解液.本实验结果表明, 驯化的稻田土微生物在碱性条件下可以更有效地降解稻秆,提高水解液中TOC及VFAs含量,从而提高厌氧发酵的甲烷产量.     

温度对填埋垃圾渗滤液特征的影响

温度对填埋场有机垃圾的厌氧降解具有十分重要的影响,因而对填埋场渗滤液特征也产生重要的影响。文章通过在常温及29~45℃范围内设置的6个不同温度下的模拟垃圾柱降解对照试验,分析研究了温度对填埋有机垃圾渗滤液特征的影响。结果表明,在垃圾降解适宜的温度范围(29~45℃)内,较高的温度对渗滤液COD衰减具有较大的促进作用,而保持恒定的温度比升高温度对渗滤液COD衰减的影响更加显著,但温度对垃圾降解渗滤液中氨氮影响并不明显。     

南海莺琼盆地沉积环境中厌氧纤维素分解菌的分布与作用

在严格厌氧条件下，研究了驾琼盆地东方１－１－１井垂直剖面不同沉积层地质样品中的厌氧纤维素分解菌．结果表明：厌氧纤维素分解菌在各样品中都存在，但其分布有很大随机性，与样品埋藏深度无相关性，与样品中一些有机物含量，如纤维素、半纤维素也无相关性，厌氧纤维素分解菌数量高的样品，其在生物模拟产甲烷实验中的单位有机质产气量也较高，有显著的相关性．菌体形态主要为杆菌和球菌．     

微生物易利用基质对PCP厌氧降解的影响

本文主要研究了微生物易利用基质对厌氧反应器内ＰＣＰ厌氧降解性及处理效率的影响，结果表明，ＰＣＰ对厌氧污泥代谢葡萄糖有抑制作用，则适量的微重复铁利用基质有利于促进ＰＣＰ的脱氯和降解代谢，且随着反应器进水中水中ＰＣＰ的提高，达到相近降解效率所需的微生物易利用基质的需要量也相应增加；废水中ＰＣＰ剩余量和废水中糖的初始浓度呈显著负相关。     

味精浓废水生物处理优化工艺

本文阐述两相厌氧消化法与缺氧—厌氧消化法处理味精浓废水的比较试验.进水为6×10~4mg/L～8×10~4mg/L时,两相厌氧消化法COD去除率为78%,产气率为0.15m~3/kgCOD,CH_4含量为50%.缺氧—厌氧消化法COD去除率为82.2%,产气率为0.23m~3/kgCOD,CH.含量达65%.两种方法均可使出水pH值由3.2上升至7.0以上.氯离子和氨氮的去除不明显.综合上述结果与运行管理的稳定程度均是缺氧——厌氧消化法优于两相厌氧消化法.     

厌氧发酵过程pH对微生物多样性和产物分布的影响

采用PCR-DGGE技术,研究了不同pH条件下蔬菜类有机垃圾厌氧发酵过程中的微生物多样性,探讨了微生物群落结构与发酵产物分布的关系.Shannon指数分析表明,pH=7和pH=8时的微生物多样性较高,随时间变化规律相似,而pH=5时的微生物多样性较低.UPGMA聚类分析和PCA分析结果也表明,pH=7和pH=8时的微生物群落结构相似,pH=5与之显著不同.在不同pH条件下的优势菌属都是乳酸细菌和梭菌。微生物多样性的变化与发酵产物分布具有一定相关性,pH通过影响微生物群落结构的变化最终影响发酵产物的分布.图4表2参27     

污泥超声破解效应及厌氧消化性能研究

针对超声破解污泥的可行性进行了实验研究,重点考察了超声频率、比能耗、作用时间等因素对破解效应的影响,探讨了破解污泥的厌氧消化性能。结果表明,超声作用的施加可使污泥固体有效破解,污泥细胞内的活性有机物被释放至水相并形成溶解性有机物,表现为SCODCr的显著增加;采用低频、高比能耗及延长作用时间有利于获取高的SCODCr增加值;污泥在频率25kHz、比能耗2.0W/mL、作用时间30min条件下破解,其厌氧消化累计产气量可从破解前的268mL提高到473mL,相应TCODCr去除率、VS去除率分别从39.1%、33.5%提高至54.3%、61.7%。研究结果表明采用超声破解技术提高污泥的厌氧消化性是可行的。     

厌氧颗粒污泥对五氯苯酚脱氯过程中的影响因素

在间歇培养血清瓶中,研究了厌氧颗粒污泥对五氯酚脱氯过程中的影响因素.结果表明,葡萄糖、酵母膏和蛋白胨显著提高了PCP的脱氯速率.添加甲酸、乙酸、乙醇对PCP脱氯速率有一定提高,丙酸和丁酸对脱氯速率没有影响.20%氢气的加入对PCP脱氯速率的影响显著.废水中硝酸盐和硫酸盐等电子受体的存在降低了PCP的脱氯速率.微生物抑制剂氯仿、青霉素降低了PCP脱氯速率,表明厌氧微生物尤其是甲烷菌对还原脱氯有重要影响.PCP最佳还原脱氯温度为38℃,最佳pH为7,低的氧化还原电位(<-200mV)有利于脱氯的进行.图5参13     

厌氧条件总磷还原为磷化氢种泥筛选及功能菌株鉴定

厌氧除磷是一种高效、节能、低耗的方法。获取经济、方便、高效的种泥是实现该方法的前提,种泥中产生磷化氢功能菌株的组成及特性是提高处理效能和开发新工艺的基础,目前此研究未见有关报道。本研究依据厌氧除磷理论,利用厌氧培养反应瓶、筛选培养基和微生物筛选、分离、鉴定的方法。以A2/O厌氧池、污泥浓缩池污泥、养殖场新鲜猪粪、鸡粪、牛粪及鸭粪为研究种泥,通过跟踪厌氧培养过程培养液中总磷的去除率和吸收液中磷化氢的生成量筛选出最佳种泥,并对最佳种泥的菌株进行筛选、分离和鉴定。结果表明,6种泥中鸡粪的厌氧除磷能力最强,鸭粪能力最弱,浓缩池中的污泥和猪粪次之,牛粪及厌氧池污泥有一定的作用。本试验条件下鸡粪是厌氧除磷的最佳种泥。经过3个周期的厌氧培养,6种泥培养液总磷的去除率和吸收液中磷化氢的含量随培养时间增长都有不同程度增加。鸡粪的最佳培养时间为5d。鸡粪培养液经21d培养后分离到1株芽孢杆菌属、1株假单胞菌属及2株肠杆菌科,明确了2株肠杆菌科中1株为埃希氏菌属另1株为柠檬酸杆菌属。