微氧条件下自养-异养联合反硝化工艺的电子平衡分析

自养-异养联合反硝化(integrated autotrophic and heterotrophic denitrification,IAHD)工艺可以同时进行硫化物,硝酸盐和有机物的降解,作为工业废水处理的关键单元近年来受到广泛关注.引入微量氧气作为电子受体的微氧技术已被证明是强化IAHD运行效能的有效策略.本研究关注于IAHD工艺的电子平衡计算并发现了IAHD生物反应器在微氧条件下运行时利用有限的硝酸盐可将硫化物和乙酸盐完全转化去除.在IAHD序批实验中,当电子缺失率达到峰值55. 1%时,硫化物、硝酸盐和乙酸盐去除效率和去除速率均最高.进一步的硫化物氧化间歇实验表明,电子得失不平衡现象发生在生物硫化物氧化过程中,当氧气含量为5 m L和10 m L时,电子缺失率分别为18. 7%和38. 2%. Illumina微生物群落测序结果表明,Thiobacillus、Thauera、Mangroviflexus和Erysipelothrix为硫氧化过程的主要占优属,其中Thiobacillus的相对丰度随着电子缺失率的增加而增加.本研究揭示了微氧条件下电子受体缺失现象与强化的IAHD运行效能之间的潜在联系,并为深入探讨硫、氮和有机碳的代谢机制提供了新的研究视角.     

嗜盐高效降酚菌株Halomonas sp.H17的筛选及降解苯酚特性

从巴丹吉林沙漠盐湖沉积物中分离获得1株在高盐环境下高效降解苯酚菌H17.分析了H17生理生化特性、16S rDNA基因序列、苯酚降解特性及动力学,结果表明,H17属于盐单胞菌属(Halomonas sp.),能在0～20%的盐度下有效降解苯酚,每升外加适量的碳源(葡萄糖浓度0.8 g)和复合氮源(KNO_3 1 g、NH_4Cl 5 g、酵母提取物0.2 g和胰蛋白胨0.2 g)能够促进H17的生长及降解苯酚能力.在温度为30℃、pH 7～8、盐度5～10%的条件下,H17均能高效降解苯酚,最高降解率可达到88.5%.该菌株降解苯酚动力学符合Halane模型,经拟合其生长参数为μ_(max)=0.31 h~(-1),K_S=191.63 mg·L~(-1),K_i=683.05 mg·L~(-1).研究显示H17具有在高盐环境下降解和耐受苯酚的能力,同时对环境有较强的适应性,体现出其在高盐含酚废水实际处理中具有良好的应用价值.     

净化SO2的生物膜填料塔中微生物类群分析

对净化废气中SO2的生物膜填料塔内的微生物进行了分离纯化并做鉴定,得到一株嗜酸性氧化硫硫杆菌（Acidithiobacillus thiooxidans IEL001）和一株分类地位非常接近链二孢属（Bispora sp.）的极端嗜酸真菌IEL002,生物膜填料塔内的极端酸性环境和有机营养的缺乏导致生物膜上的微生物种类较为单一,多样性程度不高。本研究还发现IEL002自身并不能氧化单质硫,但它能促进Acidithiobacillus thiooxidans IEL001对单质硫的氧化。     

蜡状芽孢杆菌WXZ-8的异养硝化/好氧反硝化性能研究

通过聚合酶链式反应(PCR)扩增、16S rDNA测序并结合同源性分析,鉴别出菌株WXZ-8为蜡状芽孢杆菌(Bacillus ce-reus).对菌株WXZ-8进行异养硝化/好氧反硝化性能测定,并通过正交实验进行培养条件的优选,选取的因素为COD/N、温度、转速和pH.结果表明,对菌株WXZ-8影响最大的因素是转速,其次为COD/N;在最优条件(即温度=30℃、COD/N=25、pH=9.0、转速=180 r/min)下,菌株WXZ-8的氨氮去除率最高达到96.06%.在最优条件下,提高初始氨氮质量浓度为211.52、429.16、897.29mg/L时.菌株WXZ-8在前48 h的氨氮去除速度均达到最大,分别为119.04、94.76,142.21 mg/(L·d),其氨氮去除率最高分别为94.41%、73.43%、51.08%.菌株WXZ-8具有良好的异养硝化/好氧反硝化性能.     

嗜麦芽窄食单胞菌对铜镉的吸附特性与离子交换

研究了投菌量、金属浓度和戊二醛浓度对嗜麦芽窄食单胞菌吸附水体中Cu2+和Cd2+特性的影响,分析了重金属生物吸附、NO3-去除与菌体离子释放的关联,从离子吸附、交换、转化与释放的角度探讨了重金属生物吸附机制.结果表明嗜麦芽窄食单胞菌对Cu2+和Cd2+吸附性能良好,0.2 g·L-1干重菌体处理浓度为0.05 mmol·L-1的Cu(NO3)2和Cd(NO3)2溶液120 min后,Cu2+和Cd2+的吸附率分别达96.3%和83.9%.菌体对Cu(NO3)2和Cd(NO3)2溶液的吸附过程存在Cu2+和Cd2+的表面吸附与胞内运输、NO3-胞内积累、NO3-还原为NO2-等行为,而且Cu2+和Cd2+的胞内运输、NO3-积累和还原需要消耗能量,并会促进Cl-、PO43-、SO42-、Na+、NH4+、K+和Ca2+等离子的释放.红外光谱分析表明菌体酰胺基、羟基与羧基均参与了Cu2+和Cd2+的吸附.X-光电子能谱分析显示吸附后Cu2+和Cd2+的价态不发生变化.     

Enhancement of thermophilic anaerobic digestion of thickened waste activated sludge by combined microwave and alkaline pretreatment

Pretreatment of thickened waste activated sludge (TWAS) by combined microwave and alkaline pretreatment (MAP) was studied to improve thermophilic anaerobic digestion efficiency. Uniform design was applied to determine the combination of target temperature (110–210°C), microwave holding time (1–51 min), and NaOH dose (0–2.5 g NaOH/g suspended solids (SS)) in terms of their effect on volatile suspended solids (VSS) solubilization. Maximum solubilization ratio (85.1%) of VSS was observed at 210°C with 0.2 g-NaOH/g-SS and 35 min holding time. The effects of 12 different pretreatment methods were investigated in 28 thermophilic batch reactors by monitoring cumulative methane production (CMP). Improvements in methane production in the TWAS were directly related to the microwave and alkaline pretreatment of the sludge. The highest CMP was a 27% improvement over the control. In spite of the increase in soluble chemical oxygen demand concentration and the decrease in dewaterability of digested sludge, a semi-continuous thermophilic reactor fed with pretreated TWAS without neutralization (at 170°C with 1 min holding time and 0.05 g NaOH/g SS) was stable and functioned well, with volatile solid (VS) and total chemical oxygen demand (TCOD) reductions of 28% and 18%, respectively, which were higher than those of the control system. Additionally, methane yields (L@STP/g-CODadded, at standard temperature and pressure (STP) conditions of 0°C and 101.325 kPa) and (L@STP/g VSadded) increased by 17% and 13%, respectively, compared to the control reactor.     

利用微型后生动物进行污泥原位减量的试验研究

在A/A/O普通活性污泥工艺中引入非寡毛类微型后生动物考察其生长条件和对剩余污泥的减量效果及对系统处理效果的影响。结果表明,当进水负荷小于0.5 mg(/mg MLSS·d)时,非寡毛类微型后生动物可大量生长;当内回流比升高、外回流比降低时,更有利于虫体的繁殖。经过适时的运行工艺调整可使生化系统虫体密度和稳定性提高,污泥减量效果可达到40%以上。非寡毛类后生动物的活动与摄食作用提高了系统污泥的沉降性能,并对系统出水COD、NH3-N、TN、TP、SS没有影响。。     

某麦芽生产厂废水管理与处理实践研究

麦芽生产过程包括清选、浸麦、发芽、烘干以及除根等工序,废水主要来自于浸麦、发芽等工序。某麦芽生产厂根据麦芽过程用水和废水产生的特点,采用设备改进、加强工艺管理、用水管理、废水回用、提高员工技能等措施,通过源头削减和生产全过程控制,合理调节生产用水,降低生产用水量和废水产生量,麦芽生产水耗指标为2.4 m3水/吨麦芽。麦芽废水采用SBR工艺进行处理,出水水质满足排放标准要求。该麦芽企业废水管理和处理经验为同行业提供了较好的案例。     

海水异养硝化-好氧反硝化芽孢杆菌SLWX2的筛选及脱氮特性

从分离自刺参养殖环境的7株候选菌株中筛选出1株具有较强异养硝化和好氧反硝化能力的菌株SLWX_2,通过形态学特征、生理生化特性和16S rRNA基因测序分析鉴定其为花津滩芽孢杆菌(Bacillus hwajinpoensis).该菌株脱氮特性研究结果表明,SLWX_224 h对氨氮、亚硝酸氮和硝酸氮的去除率分别达到100%、99.5%和85.6%;当3种无机氮源同时存在时,菌株优先利用氨氮,再利用NO_2~--N和NO_3~--N,72 h 3种无机氮的质量浓度均降至0.013 mg·L~(-1)以下,表明该菌株能同时进行异养硝化和好氧反硝化完成脱氮;在氨氮负荷500 mg·L~(-1)、亚硝酸氮负荷100 mg·L·~(-1)和硝酸氮负荷200 mg·L~(-1)范围内,该菌的脱氮能力不受明显抑制,对3种形态的氮均有良好去除效果,96 h最多可去除180 mg NH_4~+-N、30 mg NO_2~--N和120 mg NO_3~--N,并且在硝化过程中没有亚硝酸氮积累.该菌株在海水养殖和高盐高氮工业废水的脱氮处理方面具有更大潜力.     

硫酸盐还原菌包覆矿石控制酸性废水排放及碳源的优选研究

本研究基于实验室筛选、培养的硫酸盐还原菌(Sulfate-reducing bacteria,简称SRB)菌群,分别考察以麦芽糊精、污泥、乙醇、乳酸钠等为碳源时SRB的生长状况,同时模拟野外环境进行柱淋滤实验,分析在不同碳源作用下原位控制酸性矿山废水的效果.结果表明,采用这4种碳源时,SRB还原硫酸盐能力的大小依次为:...