高温菌剂的添加时间对污泥堆肥指标影响研究

为研究高温菌剂对堆肥指标的影响,实验采用对照方法,分别设计了不加菌剂(1号)、在堆肥开始时加入常温菌(2号)和高温菌剂(3号)、在堆肥物料升温至45℃左右加入高温菌剂(4号)四种处理方式,探讨发酵过程中堆肥温度、水分、pH值、NH4+-N、总氮和有机质含量变化。结果显示:4号堆体升温是最快的,且4号堆体在各项堆肥指标上均明显优于其他三组。说明后加高温菌剂能够加快堆肥的升温速度,更好地促进有机物的降解,提高堆肥的最高温度,延长堆肥高温期,且能在一定程度上控制高温阶段pH,减少氮素流失,提高污泥堆肥效果。     

污泥自热式高温好氧消化技术研究进展

污泥自热式高温好氧消化（ATAD）具有反应速率快,停留时间短,病原微生物灭活效果好等优点,特别适合于小规模污水处理厂污泥的处理,在北美和欧洲已有较多的应用实例.系统总结了ATAD系统各方面的研究进展,包括AT-AD系统中微生物的种类与特性,ATAD污泥处理过程中微生物细胞、有机碳以及氮磷的转化规律,ATAD反应器运行控制参数,以及改善ATAD处理后污泥脱水性能的方法,并介绍了基于ATAD技术的新型污水及污泥处理工艺研究开发现状.     

微曝气条件下S-TE剩余污泥溶解性研究

研究了微曝气、不同温度条件下S-TE预处理对剩余污泥溶解和各种化学组分变化的影响.结果表明,S-TE污泥溶解存在2种反应(酶催化反应和热解反应)和2个过程:嗜热菌胞外酶(主要为蛋白酶和淀粉酶)首先解聚污泥胶团,进而溶解细菌的细胞壁,水解胞内有机物质.接种嗜热菌Bacillus stearothermophilus sp.AT06-1比不接种促进了污泥悬浮固体的溶解,接种条件下最适宜的溶解温度为65℃,此温度下,污泥VSS和TSS溶解率相对于不接种试验提高程度最大,2 d时VSS、TSS溶解率分别达到34.09%和24.16%,比不接种试验同期分别提高了7.57%和6.87%;微曝气条件下SCOD和VFA得到累积,最大累积量达到4 531 mg/L和2 319 mg/L,有利于厌氧消化;此时蛋白酶活性提高也最大.污泥溶解产生的蛋白质被蛋白酶水解,蛋白质浓度先升高后降低.     

抗球虫药磺胺喹噁啉钠对有机物高温厌氧消化的影响

磺胺喹噁啉钠是一种抗球虫药,在肉鸡饲养业中被作为兽药添加剂广泛使用。研究了磺胺喹噁啉钠在高温厌氧体系下(55℃)对有机物厌氧消化的影响及其转化。结果显示,磺胺喹噁啉钠对高温厌氧消化过程中酸化过程没有明显影响,但对产甲烷有抑制作用,并且随着磺胺喹噁啉钠浓度的升高,对产甲烷抑制程度也增加。在厌氧消化过程中,磺胺喹噁啉钠发生了部分转化,转化率为20%左右。表明处理含磺胺喹噁啉钠的养殖废水、废弃物厌氧消化反应器的稳定性及消化液中的磺胺喹噁啉钠的残留需要关注。     

嗜热溶胞菌SY-14的基本特性研究

对从污泥堆肥中分离得到的具有溶胞能力的嗜热产芽孢杆菌SY-14进行了初步鉴定,并对其生长、产酶及溶胞特性进行了研究.根据菌株形态及16S rDNA测序结果,SY-14为土芽胞杆菌属(Geobacillus sp.).SY-14最适生长温度60℃左右,最适生长pH为6.0～7.0.SY-14培养上清液对完整和加热灭活后的微生物细胞都具有溶胞能力,6 h的细胞溶解率分别可达到70%和85%,上清液经过热处理后溶胞能力明显下降,表明溶胞能力主要来自于酶的作用.间歇培养过程中,SY-14培养上清液溶胞活性在对数生长期快速升高,进入稳定期前后达到最大,之后快速下降.SY-14培养上清液对受试的5株革兰氏阴性菌及部分革兰氏阳性菌都具有溶胞能力.     

沉淀法分离青霉素菌渣中蛋白质工艺的优化

为高效回收抗生素菌渣中的蛋白质,采用不同沉淀法分离青霉素菌渣中的蛋白质。首先,考察不同沉淀法对蛋白质的沉淀效果,选出最优蛋白质沉淀方法;然后,开展单因素实验并基于响应曲面法选择分离青霉素菌渣中蛋白质的最优工艺参数;最后,利用最优工艺条件对青霉素菌渣进行蛋白质分离实验验证。结果表明,三氯乙酸(TCA)沉淀法沉淀效果最好,其分离青霉素菌渣中蛋白质的最优工艺条件为：TCA的质量分数为20%、水解液pH为3.0、沉淀时间为10 h和离心转速为10 000 r·min⁻¹;此条件下的预测蛋白质沉淀率为89.5%,实际蛋白质沉淀率为89%。该研究结果可为菌渣蛋白质高效回收提供参考。     

9种抗生素对污泥高温厌氧消化的急性抑制

通过急性抑制实验方法评价了9种抗生素（2种氨基糖苷类抗生素核糖霉素、链霉素,2种大环内酯类抗生素红霉素、螺旋霉素,2种四环素类抗生素四环素、土霉素,以及林可霉素、氯霉素和头孢唑啉）在2种浓度(25 mg·L-1和50 mg·L-1)水平下对污泥高温（55 ℃）厌氧消化的急性抑制效果。结果表明,土霉素与链霉素在2种浓度水平下均未对高温厌氧消化产生急性抑制,而四环素与核糖霉素仅在50 mg·L-1水平下导致甲烷累计产量分别下降了36.13%和17.50%。头孢唑啉、林可霉素、红霉素、螺旋霉素和氯霉素在25 mg·L-1浓度水平下即表现出较强的急性抑制效果,其中25 mg·L-1的林可霉素和氯霉素暴露系统中甲烷的累计产量分别下降了29.39%和19.88%,50 mg·L-1浓度水平下进一步降低到51.27%和49.46%。而头孢唑啉、红霉素和螺旋霉素在25 mg·L-1和50 mg·L-1浓度水平下表现出相似的急性抑制效果,累计甲烷产量分别降低了43.03%～47.49%、40.60%～44.91%和54.61%～55.69%。高温厌氧消化前后挥发性有机酸的变化表明,林可霉素主要通过抑制丁酸互营氧化菌活性降低乙酸产量从而降低甲烷产量,50 mg·L-1的核糖霉素主要抑制乙酸型产甲烷古菌活性,而红霉素、螺旋霉素、氯霉素、头孢唑啉和四环素可同时抑制产甲烷古菌和丁酸互营氧化菌活性。     

Optimization of thermophilic anaerobic-aerobic treatment system for Palm Oil Mill Effluent (POME)

Optimization of an integrated anaerobic-aerobic bioreactor (IAAB) treatment system for the reduction of organic matter (Chemical Oxygen Demand (COD), Biochemical Oxygen Demand (BOD) and Total Suspended Solids (TSS) concentrations) in Palm Oil Mill Effluent (POME) to legal standards with high methane yield was performed for the first time under thermophilic condition (50°C–55°C) by using response surface methodology (RSM). The experiments were conducted based on a central composite rotatable design (CCRD) with three independent operating variables, organic loading rates in anaerobic compartment (OLR_an) and mixed liquor volatile suspended solids (MLVSS) concentration in anaerobic (MLVSS_an) and aerobic compartments (MLVSS_a). The optimum conditions for the POME treatment were determined as OLR_an of 15.6 g COD·L^-1·d^-1, MLVSS_an of 43100 mg·L^-1, and MLVSS_a of 18600 mg·L^-1, where high aerobic COD, BOD and TSS removal efficiencies of 96.3%, 97.9%, and 98.5% were achieved with treated BOD of 56 mg·L^-1 and TSS of 28 mg·L^-1 meeting the discharge standard. This optimization study successfully achieved a reduction of 42% in the BOD concentrations of the final treated effluent at a 48% higher OLR_an as compared to the previous works. Besides, thermophilic IAAB system scores better feasibility and higher effectiveness as compared to the optimized mesophilic system. This is due to its higher ability to handle high OLR with higher overall treatment efficiencies (more than 99.6%), methane yield (0.31 L CH₄·g^-1 COD_removed) and purity of methane (67.5%). Hence, these advantages ascertain the applicability of thermophilic IAAB in the POME treatment or even in other high-strength wastewaters treatment.     

高温厌氧消化污泥的培养试验研究

在试验室半连续装置中培养高温厌氧消化污泥,以中温厌氧污泥作为种泥,中温启动运行一段时间后,再逐步升温,经过100d运行可达到高温厌氧消化运行的良好状态。整个试验过程中无需人为调节碱度,pH值比较稳定。45℃以下,升温对厌氧消化系统的扰动比较小,之后继续升温至48℃,厌氧消化系统不稳定。认为45～48℃可能存在着中温和高温厌氧消化的临界温度,在这一温度下,中温细菌可能会大量死亡,但是不适合高温菌生长或对应着较低的生长速率。     

利用PCR-DGGE技术指导高温油藏中功能微生物的分离

采用PCR-DGGE技术对高温油藏的微生物群落进行了多样性分析,并将得到的信息用于指导油藏微生物的分离.本研究通过PCR-DGGE技术对油藏水样中DNA的16S rDNA V3、V8、V9 3个高可变区的扩增产物进行了比较,确定采用可得到更多微生物多样性信息的V9区引物进行PCR扩增,优势条带序列分析表明,在高温油藏中存在的微生物与GenBank数据库中α,β,y-变形杆菌和芽孢杆菌的序列相似性最高.利用多元细菌培养技术,以序列信息为指导,采用富集培养、直接培养和特殊培养的方法,从水样中分离出5株高温菌(而传统分离方法只能获得3株),其中3株高温解烃菌分别属于Bacillus属、Geobacillus属和Petrobacter属,它们能够在55℃以上兼性厌氧条件良好生长,对原油的降解率分别为56.5%、70.01%和31.87%,对原油的降粘率分别为40%、54.55%和29.09%,使原油的凝固点分别降低3.7、5.2和3.1℃.因此,序列指导和改变培养条件是分离更多有效采油微生物的改进方法,这3株高温菌的对原油的作用效果证明其具备提高石油采收率的潜力.