异养硝化-好氧反硝化菌WXZ-8的脱氮产物N_2O和N_2研究

研究了异养硝化-好氧反硝化菌WXZ-8(Bacillus cereus)的异养硝化性能,并采用GC-ECD(Gas Chromatography-Electron Capture Detector)、GC-TCD(Gas Chromatography-Thermal Conductivity Detector)方法分别测定了脱氮过程中的气体产物N2O和N2。为了改进密封反应的溶氧条件,采用纯氧密封摇瓶培养和空气密封摇瓶培养两个对照条件下进行培养。结果表明:(1)空气密封瓶实验条件下,WXZ-8产生的N2O为0.00945mg,N2为9.5005mg,分别占从水体中脱除的氮的0.047%和47.09%,另外,同化合成的氮含量占48.74%;(2)纯氧密封瓶实验条件下,WXZ-8产生的N2O为0.00463mg,N2为9.686mg,分别占从水体中脱除的氮的0.024%与49.57%,同样,同化合成的氮含量占49.23%。两组对照实验表明,WXZ-8菌是一株高效、产生低水平量N2O的性能良好的异养硝化-好氧反硝化菌,且纯氧培养条件更有利于控制N2O的逸出。     

生物净化集成系统改善精养池塘水质的效果

2008年7月-9月,将3个精养池塘分隔为鱼类养殖区和水质净化区,除了对照池外,在另外两个试验池净化区构建了由水蕹菜、滤食性贝类和生物刷组成的集成生物净化系统来净化精养池塘的水质,并在8月初引进高分子纳米增氧管来改善池塘溶氧水平。2个阶段的试验结果表明,该集成生物净化系统在净化池塘养殖水中氮、磷营养盐和有机污染物方面具有明显的功能优势互补,对水中TSS、TN、TAN、NO2--N、NO3--N、PO43--P和TP都有较好地去除效果。而高分子纳米增氧管使得池塘溶氧始终保持在5 mg.L-1以上。3个池塘两阶段的内梅罗水质综合营养指数表明,2号池第二阶段生物净化材料密度配置稍高。     

亚热带丘岗区雨养水稻初探

亚热带丘岗区降水丰沛 ,全年降水总量大于蒸发量。以试区为例 ,平均年降水量是蒸发量的1.32倍 ,每年 4～ 7月下旬降水在时间上的分布较为均匀 ,降水频数大 ,8～ 10月底 ,则会出现水分亏缺 ,降水频数少 ,时间上分布不匀。对于第一季水稻的生产 ,耕灌雨养 (天灌 )与传统的灌溉方式在产量形成方面没有多大的差异 ,最大减产率仅为传统灌溉方式总产量的 6.68% ,晚稻则会造成大量减产 ,减产率达 2 0 .98%。因此 ,考虑到在广大的亚热带丘岗区水分调蓄的特殊性 ,可针对区域内具体的水分条件适时插秧 ,充分利用天然降水完成第一季水稻的生产 ,第二季则可种植旱地作物以避开季节性干旱 ,这样既可以缓解水资源紧缺的矛盾 ,又可以节约因水稻灌溉带来的大量人力、物力和财力。     

基于协同反硝化脱氮的光伏废水处理

以光伏废水为研究对象,利用启动成功的协同反硝化反应器,在进水F-浓度为800mg/L,NO₃^--N为350mg/L的条件下,控制进水C/N为0.7左右,实现反硝化过程无需酸碱调控,TN去除率为90%以上,TN去除速率为2.0~2.5kg/（m³·d）.除氟试验表明,通过投加CaO初步除氟能将F-浓度降低至800mg/L,同时将pH提升至7.68,满足协同反硝化的pH范围（7.5~8.5）要求;二次除氟能有效降低废水中残余的F-及协同反硝化生成的SO₄^2-.针对多数含F-浓度超过800mg/L的光伏废水,可采用先初步除氟、协同反硝化脱氮,最终二次除氟、除硫酸盐的工艺路线.相比于完全异养反硝化脱氮处理光伏废水,采用协同反硝化可节约脱氮成本0.82元/t.     

异养硝化-好氧反硝化菌脱氮同时降解苯酚特性

研究了异养硝化-好氧反硝化菌Diaphorobacter sp. PDB3去除氨氮同时降解苯酚的特性.在最佳碳氮比7和摇床转速160r/min下,该菌在21h内对初始浓度365mg/L苯酚的降解率达94.9%,总有机碳去除率达90.8%,同时40mg N/L氨氮被完全去除,中间代谢物硝态氮和亚硝态氮逐渐积累并在后期降低.氮平衡分析表明,52.3%的氨氮转化为胞内氮,37.2%转化为氮气,菌株主要通过细胞同化作用和异养硝化-好氧反硝化作用去除氨氮.检测到羟胺氧化酶、硝酸还原酶及亚硝酸还原酶活性,表明菌株PDB3具有完整的异养硝化-好氧反硝化偶联途径.随着苯酚浓度升高,抑制作用增强,脱氮效率降低.     

一株异养硝化菌胞内羟胺氧化酶提取条件的优化

采用超声波细胞破碎法从一株异养硝化菌胞内提取硝化过程的关键酶羟胺氧化酶(HAO)。利用响应面分析法对影响超声波破碎效果的工作条件进行优化,然后采用硫酸铵分级沉淀法对HAO进行部分纯化,得到目标酶HAO提取的最佳超声波工作条件为:超声功率310 W、总辐射时间400 s、单次辐射时间5 s、菌液浓度OD600=1.930,硫酸铵分级沉淀的最佳饱和度为50%~65%。在最佳工作条件下所得粗酶液中HAO活性为28 m U/mg,粗酶液经过2次硫酸铵分级沉淀处理后,HAO的纯化倍数达1.907,比活力达到53 m U/mg。     

不同有机物对厌氧氨氧化耦合反硝化的影响

通过连续试验和血清瓶批式试验研究了不同种类有机物对厌氧氨氧化耦合异养反硝化脱氮性能的影响.结果表明,从TN去除率来看,对耦合反应器的影响:苯甲酸钠<邻苯二酚<间苯二酚<丙酸钠<乙酸钠;苯甲酸钠、邻苯二酚、间苯二酚、丙酸钠和乙酸钠对厌氧氨氧化菌的影响很小.苯酚反硝化菌能利用苯甲酸钠、邻苯二酚、间苯二酚、丙酸钠和乙酸钠作为电子供体进行反硝化.不同有机物对苯酚反硝化菌的影响不同,进而影响苯酚反硝化菌与厌氧氨氧化菌之间的协同和竞争关系.苯甲酸是苯酚降解过程中可能的中间产物.     

城市污水处理厂微生物气溶胶污染和粒径分布特征

城市污水处理厂微生物气溶胶的污染与控制逐渐成为人们关注的热点问题。为明确城市污水处理厂微生物气溶胶浓度和粒径分布特征,选择鄂尔多斯市某城市污水处理厂的格栅间、配水池、氧化沟、二沉池、污泥脱水间和厂区门口6个功能区为对象,对各功能区产生的异养细菌、真菌和放线菌气溶胶浓度分布、污染特性和微生物粒子粒径分布特性进行研究。结果表明,该污水处理厂不同功能区内异养细菌、真菌和放线菌的浓度分布存在显著性差异,其中二沉池和污泥脱水间产生的异养细菌和放线菌浓度均较高,真菌浓度较高的区域为厂门口和二沉池;根据相关微生物气溶胶污染评价标准,污泥脱水间逸散的异养细菌浓度均达到污染级,二沉池、氧化沟和厂门口逸散的异养细菌浓度达轻微污染级,格栅间和配水池未受污染,而真菌浓度在各个功能区均未受到污染;各功能区产生的异养细菌、真菌和放线菌粒子粒径分布无明显差异,异养细菌、真菌和放线菌粒子粒径分别集中在第1、4级,第3、4级和第1、2、3级,大体上均呈正态分布;各功能区均逸散出一定比例的可以直接吸入人体呼吸道的微生物粒子,可能对人体健康具有一定的潜在风险。研究结果可为城市污水处理厂运行过程中微生物气溶胶的污染控制提供科学依据。     

生物膜层DO浓度对MABR中异养硝化-好氧反硝化的影响

高浓度氨氮（NH₄+-N）废水的好氧生物处理是一个高氧需求过程.膜曝气生物膜反应器（membrane aerobic biofilm reactor,MABR）因其高氧利用率、低能耗优势在高氨氮废水处理中具有重要应用潜力.通过启动贯通式MABR接种异养硝化-好氧反硝化（heterotrophic nitrification and aerobic denitrification,HN-AD）脱氮混合菌液处理高氨氮模拟废水,调节进气量实现生物膜层不同溶解氧（DO）浓度,考察生物膜层DO浓度对MABR脱氮性能、HN-AD菌多样性及其脱氮功能基因的影响.结果表明:①MABR中仅生物膜内层DO浓度随进气量的增加而提升,生物膜外层DO浓度始终保持为0 mg/L;高DO浓度下反应器NH₄+-N、总氮（TN）去除率相比低DO浓度分别增加了28.15%和24.18%,提高生物膜内层DO浓度强化MABR脱氮性能.②高通量测序分析表明,HN-AD菌是MABR中的脱氮功能微生物,研究获得假黄褐藻属（Pseudofulvimonas）、脱氮副球菌属（Paracoccus）、鞘氨醇杆菌属（Sphingobacterium）和不动杆菌属（Acinetobacter）等共13种HN-AD菌属,其总相对丰度在低、中和高DO浓度下分别为12.97%、19.05%和22.01%,说明提高生物膜内层DO浓度促进了HN-AD菌属的富集.③PICRUSt1功能基因预测发现,MABR中HN-AD菌的好氧反硝化功能基因（napA、napB）总相对丰度在低、中和高DO浓度下分别为0.000 13‰、0.019‰和0.060‰,说明提高MABR生物膜内层DO浓度加快了HN-AD菌的好氧反硝化进程,促进了MABR中HN-AD过程的实现.研究显示,通过调节进气量实现生物膜内层不同DO浓度,可以强化MABR脱氮性能,提高HN-AD菌属富集程度,促进MABR中HN-AD过程的实现.      

一株水体高效氨化菌的分离及特性研究

从自然界分离纯化100株细菌,并通过利用藻细胞残体培养基进行筛选,最终得到一株氨化能力较强的氨化细菌BH11,经生理生化结合16S rDNA菌种鉴定,该菌株被鉴定为戴尔福特菌属食酸代夫特菌(Delftia acidovorans)。通过对该菌相关特性的研究发现,该菌能够高效降解水华微囊藻(Microcystis flos-aquae,PCC7806)细胞残体,在28℃,200 r/min,黑暗条件下,培养3 d对藻细胞残体的降解率达到37.26%,平均氨化速率达0.591 mg/(L.h)。进一步研究表明:该菌同时具有异养硝化和好养反硝化能力,28℃,200 r/min,分别培养6 d对NH4+-N(100 mg/L)的转化率达到79.609%,平均硝化速率0.553 mg/(L.h),NO3--N(100 mg/L)的转化率达到100%,平均反硝化速率0.694 mg/(L.h),食酸代夫特菌BH11可以快速降解蓝藻残体,同时具有氨化,异养硝化、好养反硝化特性,其在富营养化水体治理中具有极好的应用前景。