嗜麦芽寡养单胞菌DHHJ固态发酵羽毛工艺的研究

为了将微生物处理羽毛工艺产业化,利用课题组筛选得到的嗜麦芽寡养单胞菌,在液态发酵羽毛工艺的基础上进行固态发酵工艺的研究。通过发酵条件和培养基成分的优化,确定了嗜麦芽寡养单胞菌固态发酵羽毛的工艺为:初始pH为7.5,培养温度为35℃,培养时间为4 d,培养基组成是麸皮和干酪素,固液比是1∶1.5,照此工艺发酵,发酵液中蛋白质含量为23.78 mg/mL,角蛋白酶活为20.46 U/mL,菌株的产酶能力及降解羽毛能力显著高于液态发酵条件。     

菌株RB5-M1脱色活性黑5的动力学及固定化条件

通过研究嗜水气单胞菌RB5-M1菌株对活性黑5的脱色过程,探讨了菌株脱色不同初始浓度的活性黑5的动力学模型,并从机械强度、包埋量和渗漏量3个方面,对菌株的固定化条件进行了优化。结果表明,当初始染料浓度为50、100、150、200、250和300 mg/L时,菌株脱色活性黑5的动力学过程均更为符合Monod零级反应模型。当冷却温度为30℃、PVA与海藻酸钠浓度比为10∶1、氯化钙浓度为2%、明胶浓度0.2%时,可以获得机械强度较好、包埋量较多的固定化颗粒。当氯化钙浓度2%、明胶浓度0.3%、PVA与海藻酸钠浓度9∶2、冷却温度20℃,可获得渗漏量较少的固定化颗粒。     

硝态氮为惟一氮源时异养微生物增长特性

采用SBR研究了缺氧条件下硝态氮为惟一氮源时异养微生物的增长特性。结果表明,异养微生物能利用硝态氮作为氮源进行增殖。当进水COD浓度为1 400 mg/L,硝态氮浓度为280 mg/L时,COD和硝态氮的去除率分别达到97%和99%;污泥中微生物的含氮量为8.8%,低于常规利用氨氮作为氮源的微生物;在实验条件下活性污泥的产率系数为0.30 g VSS/g COD。反硝化菌可利用硝态氮作为氮源进行细胞合成对含硝氮的废水处理具有重要意义。一方面由于无需投加氨氮降低了废水处理成本,另一方面由于污泥产率低,降低了污泥处理成本。     

内源过氧化氢（H2O2）对Stenotrophomonas maltophilia DHHJ降解羽毛

过氧化氢为好氧微生物代谢的中间产物。本研究考察了Stenotrophomonas maltophilia DHHJ代谢H2O2规律及体内外过氧化氢对酶降解羽毛的促进作用,该菌与代谢相关酶SOD及CAT随发酵时间延长而增长。H2O2含量随培养时间延长而升高,84 h后可达71μg/mL。该菌也可在低浓度下提高酶对羽毛的降解效率,在含量0.015%,即150μg/mL时,可将降解率从17%提高到25%以上。结果为微生物降解羽毛机理研究提供一条新的线索,同时也可为羽毛生物炼制产业化应用提供新思路。     

HRT对异养硝化好氧反硝化菌处理高速列车真空集便废水的影响

利用具有良好异养硝化好氧反硝化功能的菌剂启动生物接触氧化工艺,用以处理经化粪池厌氧消化后的高速列车真空集便废水。重点研究了HRT对生物膜反应器中好氧反硝化菌处理列车集便废水的影响,并进行了动力学模型分析。实验结果表明,在选用立体弹性填料为生物膜载体时,系统的最佳HRT为6 h。该条件下,反应器稳定运行的COD、总氮和氨氮的去除率均大于80%。通过对系统底物降解动力学的初步探究,得出了相关降解动力学常数KS、μmax。经验证,Monod模型较好地描述了系统的基质降解动力学行为,为高速列车真空集便废水的处理提供了相对高效、简便的方法。     

北京市某城市污水处理厂微生物气溶胶污染特性研究

以北京市某城市污水处理厂的格栅间、曝气池、污泥浓缩池和污泥脱水间为对象,研究不同功能区的空气微生物浓度、粒径分布及微生物组成.结果表明:(1)该污水处理厂4个功能区空气异养细菌浓度平均值为3.3×104cfu/m3,范围为1.0×102～4.3×105cfu/m3;真菌浓度平均值为6.1×103cfu/m3,范围为7.5×10～7.6×104cfu/m3.异养细菌和真菌浓度存在显著性差异,尤以曝气池上空最高,其次是污泥脱水间,浓度最低的区域为格栅间和污泥浓缩池.各功能区均存在不同程度的异养细菌和真菌污染.(2)该污水处理厂不同功能区逸散出的异养细菌分布比例最高的为第2～5级,真菌主要分布在第3～5级.4个功能区空气中粒径为2.10～4.70μm(第3、4级)的异养细菌和真菌粒子分别占到了总数的37％～40％和46％～56％,而粒径为0.65～2.10μm(第5、6级)的异养细菌和真菌粒子则分别占到了总数的30％～33％和31％～37％,说明该污水处理厂不同功能区内的空气微生物存在一定的健康风险,可能对人呼吸道构成感染威胁.(3)假单孢菌(Pseudomonas)为该污水处理厂不同功能区均检出的优势异养细菌,而优势真菌种属为毛霉(Mucor)和曲霉(Aspergillus).     

碳纳米管对嗜酸氧化亚铁硫杆菌的毒性效应及其作用机制

以嗜酸氧化亚铁硫杆菌（Acidithiobacillus ferrooxidans）为实验菌株,探讨不同条件下碳纳米管（CNTs）对其生长的影响,并采用SEM、EDS和FT-IR等手段分析CNTs对嗜酸氧化亚铁硫杆菌的毒性机制。实验结果表明,CNTs对Acidithiobacillus ferrooxidans生长有抑制作用,并随着CNTs剂量的增加,毒性增大。在CNTs投加量为500 mg/L时,培养40 h后菌株的生长量OD420达到最大值0.117,低于空白组的0.163。培养温度和培养基的pH对CNTs的细胞毒性效应有较大影响,在菌体生长的适宜条件下（pH 3.0,温度为30℃）,CNTs对菌体的毒性最强。SEM、EDS和FT-IR分析结果显示,CNTs附着在细胞表面,与细胞表面的羟基、氨基等基团相互作用,并可能诱发菌体细胞产生活性氧自由基（ROS）,从而导致细胞死亡。     

1株好氧反硝化菌筛选及处理猪场厌氧消化废水

从活性污泥中分离纯化1株好氧反硝化菌并编号为AHP123,通过16S r DNA序列分析鉴定为不动杆菌属。该菌株具有良好的异养硝化和好氧反硝化能力,能够有效利用硝酸盐和铵。单因素条件优化结果表明,该菌株在C/N比20、丁二酸钠为碳源、培养转速为200 r/min、温度为30℃、接种率为2%条件下,以氯化铵为唯一氮源培养24 h,铵的去除率可达到99.26%,去除速率为4.86 mg/(L·h)。在C/N比20、柠檬酸钠为碳源、培养转速为120 r/min、温度为25℃、接种率为2%条件下,以KNO₃为唯一氮源培养24 h,硝氮的去除率可达到92.68%,去除速率为6.11 mg/(L·h)。在氨氮和硝氮作为混合氮源时,氨氮和硝氮的去除率分别达到98.64%、80.38%。进一步地,菌株AHP123在猪场厌氧消化废水(ADPE)等含氮废水的处理中具有良好的应用潜力,处理48 h后,ADPE中的氨氮去除率达到99.19%。     

嗜酸细菌在不同强度微电场下对电子废物拆解场地土壤重金属的脱除效果

为了高效脱除土壤中的重金属,在电场作用的条件下,研究不同强度的微弱直流电流对嗜酸性氧化亚铁硫杆菌(Acidithiobacillus ferrooxidans, A.f)脱除电子废物拆解场地污染土壤中重金属的影响,设置了20、60和100 mA 3个梯度的电流强度,并分别设置接菌外加电场(F)、接菌不加电场的对照(CK1)和不接菌种外加电场的对照(CK2),总计9个处理,连续施加微电场5 d,测定目标重金属的脱除率。结果表明:在电流强度为20 mA的条件下,A.f菌提高了对污染土壤重金属的脱除率。在第5天,对土壤中重金属Zn、Cu、Ni、Cd、Cr的脱除效果最佳,脱除率分别达到91%、72%、78%、85%、56%;脱除后,土壤重金属含量低于《土壤环境质量建设用地土壤污染风险管控标准(试行)》(GB 36600-2018)中的要求。加菌加电场的处理与单施加电场或接菌处理的条件相比,土壤重金属的脱除率提高18%以上。研究发现,嗜酸细菌在20 mA左右的微电场作用下可以存活,施加适当电场可以提高A.f菌对污染土壤的重金属脱除率,也为电化学和微生物联合修复土壤的实际应用提供了参考。     

不同分子量聚乳酸的异养反硝化脱氮性能及脱氮反应机制

聚乳酸(PLA)是一种发展潜力巨大的反硝化固体碳源。为探究不同分子量PLA反硝化脱氮路径及机制,以不同分子量PLA为固体碳源研究了PLA的静态释碳性能和反硝化脱氮效果,考察了反硝化出水溶解性有机质(DOM)组分和微生物群落结构。结果表明：PLA释碳稳定,在清水和脱氮反应器中出水COD均能稳定在20 mg·L^-1;PLA分子量越低,脱氮效果越好,5 000 g·mol^-1分子量PLA的NO₃^--N去除率和反硝化速率达到100%和1.29 mg·L^-1·h^-1。PLA脱氮路径有2条：一是反硝化功能菌群利用水解微生物分解PLA释放的小分子碳源作为电子供体进行异养反硝化作用;一是微生物利用溶解性微生物代谢产物等有机物进行反硝化脱氮。该研究结果可为PLA固体碳源在反硝化脱氮工艺中的高效应用提供参考。