废水处理工艺中同步硝化/反硝化研究进展

与传统脱氮工艺相比，同步硝化／反硝化(SND)工艺由于具有可降低能耗，减少基建费用等明显的优点，正受到越来越多的关注。在广泛查阅近期国内外相关研究成果的基础上，结合目前的工作，从同步硝化／反硝化现象发生的机理及工艺控制因素两个方面进行分析和阐述，并简要介绍了这一课题未来的研究方向。指出反应器溶氧不均、活性污泥絮凝颗粒中缺氯微环境的形成以及某些好氯反硝化菌和异养硝化菌的存在是同步硝化／反硝化现象的主要原因。同步硝化／反硝化的过程往往伴随着亚硝酸盐的积累现象，部分同步硝化／反硝化过程很可能是通过亚硝酸盐途径进行的。对于同步硝化／反硝化的工艺控制，目前主要通过控镧碳源、活性污泥絮凝颗粒的大小、溶解氯、以及氯化还原电极电位(ORP)进行的。反应中可溶性COD(SCOD)的含量对于反硝化过程的进行具有重要的意义：碳源投加方式的改变，可改善同步硝化／反硝化的效果。絮凝颗粒的密度，尺寸与溶解氯的水平共同影响了絮体内部缺氧微环境的形成：同时在工艺过程中，控制溶解氯水平的变化可以取得较好的脱氮效果。对于氯化还原电极电位(ORP)控制的范围往往取决于污水的性质，同时也可结合其他一些指标(如pH、释放气体中NO浓度)作为综合的控制手段。     

小心潜伏在身边的“军团病”

费城肺炎军团病最初发现于1976年.那一年,美国退伍军人协会(俗称美国军团)在宾夕法尼亚州费城的斯特拉福美景饭店召开第85届年会.在大会进行的第三天,有些与会者突然病倒,高烧达39～41摄氏度,出现呼吸困难、头痛、呕吐、咳嗽、浑身乏力现象,伴有腹痛、腹泻等症状,少数人还出现了血尿现象.此后陆续又有180多人染病,甚至斯特拉福美景饭店附近的居民中有36人也出现了相同症状,90％的患者的胸部X光片都显示出肺炎迹象.最终,此次疾病导致221人染病,34人死亡,死亡率高达15.1％.     

Comamonas sp. IDO2合成靛蓝的特性研究

利用吲哚降解菌丛毛单胞菌(Comamonas)IDO2转化吲哚合成靛蓝,优化靛蓝合成条件,并对合成产物进行分析.结果表明,菌株IDO2能够在苯酚、萘、苯和菲的诱导下转化吲哚合成靛蓝,在苯酚诱导时靛蓝的产量最高.采用表面响应法优化菌株合成靛蓝的条件:吲哚197.76mg·L~(-1),苯酚203.39 mg·L~(-1),酵母浸粉0.18%,在此条件下靛蓝的合成量为9.0 mg·L~(-1),与初始条件下的产量相比提高了104%.此外,考察了不同金属离子对菌株IDO2合成靛蓝的影响,结果表明Ba~(2+)和Ca~(2+)对靛蓝的合成具有促进作用.采用液相色谱/飞行时间/质谱联用对菌株IDO2转化吲哚的产物进行定量和定性分析,发现合成产物主要为靛蓝和靛红,并依此提出了可能的反应途径.     

东山湾微型浮游动物摄食压力分析

2011年5月份和8月份利用"海洋2号"科学考察船在东山湾海域3个站位进行现场试验和调查,研究了微型浮游动物对浮游植物和异养细菌的摄食压力。结果表明:对比国内其他海区,该调查海域是高生长率、高周转率的海区,微型浮游动物摄食压力处于中等水平;当微型浮游动物摄食率远高于浮游植物生长率时,微型浮游动物摄食作用对能量的转换效率较高;细菌的生长繁殖和微型浮游动物对异养细菌的摄食受到温度和营养盐的双重影响,微型浮游动物对异养细菌的摄食作用能控制细菌的生长和繁殖;在调查期间,调查海域异氧细菌生产力与浮游植物初级生产力的比值由春季的1.26%增加到夏季的2.77%,但均很小,说明浮游植物初级生产力完全可以满足细菌生产的需要;调查海域主要生产者是浮游植物,异养浮游细菌的生产力较低,其能量沿食物链向上传递的效率夏季高于春季,而浮游植物初级生产力向上营养级传递的效率却是春季高于夏季。     

西南喀斯特区植被恢复对土壤氮素转化通路的影响

氮素是生态系统重要的限制性养分元素之一.研究氮素转化特征对于了解生态系统功能具有重要意义.然而,目前对喀斯特地区氮素转化特征的认识十分有限.同时,喀斯特地区正开展一系列的生态恢复工程措施,生态恢复将对土壤氮素转化过程产生何种影响尚不清楚.为此,本研究在广西环江县喀斯特区域选取3种典型的植被恢复阶段(草地、灌丛、次生林),以农田为参照,采集0~10 cm深度的土壤样品,测定了土壤净氨化速率(净氨化率、真菌氨化和细菌氨化)、净氮矿化速率(净氮矿化、真菌矿化和细菌矿化)、净硝化速率(净硝化、自养硝化、异养硝化、真菌硝化、细菌硝化)及相关土壤理化指标,研究喀斯特区植被恢复对土壤氮素转化速率的影响.结果表明,总体上喀斯特生态系统硝化速率很高,土壤无机氮主要以硝态氮形式为主,其中自养硝化和异养硝化分别占净硝化速率的80%和20%.添加真菌和细菌抑制剂后,氨化速率增加,而硝化速率下降.另外,随着植被的恢复,土壤氮矿化和硝化速率逐渐增加,而氨化速率逐渐下降.其原因与不同植被恢复阶段的土壤有机碳、总氮、硝态氮、微生物量及氮获取酶的活性有密切关系.这些发现为认识喀斯特生态系统氮素循环特征提供了关键的信息.     

4种不同工况生物滤池净化效能与微生物特性分析

为了从微生物层面探讨曝气、挂膜周期、池形(或流态)改变对生物滤池净化效率的影响,试验设计了4种不同工况的生物滤池,即MAVF、NAVF、NVF、BHF,其中前三者为垂直流滤池,最后一种为折流式水平流滤池. 4组滤池框架和滤料相同,MAVF与BHF串联,且于试验前期运行1 a,NAVF及NVF为新启用滤池. 4组滤池采取同步序批式运行,其中MAVF、NAVF进行间歇曝气,其余两组未曝气.于新启用滤池挂膜阶段,对4组滤池同步处理生活污水的净化效率进行持续监测,并于挂膜结束后采集基质样品分析滤池微生物群落结构特征.结果表明,3组垂直流滤池的净化效率显著高于水平流滤池;曝气显著提高了滤池的净化效能,但与滤池微生物成熟度相比,前者的影响更弱. 4组滤池内均无明显的硝氮、亚硝氮积累,反硝化进行得很彻底. 16S r DNA高通量测序分析表明,4组滤池的多样性指数高低是BHF MAVF NAVF NVF,表明滤池愈成熟,多样性指数愈高. 4组滤池内微生物以兼性异养菌为主,且以异养反硝化脱氮菌最为丰富. NVF及BHF滤池内发生了异养硝化过程,曝气促进了滤池内好氧硝化菌的富集. 4组滤池内均未检测到好氧聚磷菌,磷的去除以反硝化聚磷为主.试验工况下,滤池对总氮的去除率不高主要归结于滤池内尚未富集到自养硝化菌或其丰度不高,后者导致滤池的氨氧化能力有限,进而影响总氮去除.以上研究结果表明,不同工况的调整会影响到生物滤池的氧化还原状态和功能菌富集,进而最终影响净化效率.     

产碱性木聚糖酶细菌的筛选及产酶条件的优化

采用水解圈法筛选到一株产碱性木聚糖酶的嗜碱芽孢杆菌NT-16。该菌株产酶的最佳碳源和氮源分别是木糖和胰蛋白胨,其优化的产酶条件为:半纤维素2%,胰蛋白胨1%,Tween-800.1%,K2HPO40.1%,MgSO4·7H2O0.02%,pH值10.0,200r/m,72h,37℃。该菌株产生的木聚糖酶的最适pH为9.0。     

异养小球藻的筛选鉴定及其特性研究

在天然水体中筛选得到1株能高速异养生长的藻株WLZ-H.用扫描电镜对藻株进行细胞形态分析,并结合16S rDNA分子生物学鉴定,初步确定藻株WLZ-H属于小球藻属(Chlorella sorokiniana).对藻株WLZ-H 进行环境因子单因素试验,发现KNO3和葡萄糖浓度对藻株WLZ-H生长影响显著;过高的温度会降...     

降解系统构建菌的原生质体制制备及透变研究

对根际微生物耦合降解系统的两种构建菌株的原生质体形成及再生条件进行研究。结果表明取对数期前期生长细胞，在溶菌酶终浓度为1mg/mL，酶解时间为 0.5h制备的原生质体形成率和再生率均高。在些基础上进行Co^60辐射诱变，筛选到抗性或营养缺陷型标记菌株共85株。     

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%。