悬浮填料生物膜反应器细菌群落季相更替对处理效果的稳定作用

针对生物实验室污水处理难度高及其秋冬季节达标率低的问题,采用改进工艺的悬浮填料生物膜反应器(moving bed biofilm reactor, MBBR)进行连续处理,观察秋冬季节MBBR水质处理效果,利用高通量测序技术研究环境因子水温(T_w)、溶解氧(DO)、pH对生物膜细菌群落更替的影响以及主要微生物种群变化。结果表明,T_w由26℃下降到10℃期间,反应器COD、NH_4~+-N去除率仍然分别保持在75%、80%左右,MBBR出水稳定在一级A标准。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和浮霉菌门(Planctomycetes)是生物膜主要优势菌门,T_w的下降引起拟杆菌门的相对丰度显著升高。假单胞菌属(Pseudomonas)和黄杆菌属(Flavobacterium)在低T_w下成为优势菌属,动胶菌属(Zoogloea)相对丰度保持稳定。通过冗余分析(RDA)发现,DO与短波单胞菌属(Brevundimonas)、pH与脱氯单胞菌(Dechloromonas)、固氮弧菌属(Azoarcus)具有显著正相关性,T_w与假单胞菌属、黄杆菌属具有显著负相关性。MBBR结果揭示,细菌群落动态更替是MBBR出水水质仍然保持稳定的重要原因。     

污泥施用对根际和非根际石灰性土壤中细菌多样性的影响

为研究污泥施用对石灰性土壤细菌多样性的影响,在连续2年种植夏玉米大田系统中,施用不同量的腐熟污泥,采集根际和非根际土壤进行16S rDNA-V3-V4区高通量测序,分析污泥施用对石灰性土壤细菌丰富度、多样性指数、群落结构、功能基因在代谢途径的影响,同时对细菌群落和环境因素之间的相关性进行分析。结果表明:污泥用量分别在3.5～37.5 t·hm~(-2)和3.5～7.5 t·hm~(-2)有利于非根际和根际土壤OTU数量增加;但污泥在75 t·hm~(-2)过量施用时,根际和非根际土壤细菌的Shannon多样性指数显著降低,Simpson指数显著增加,Ace,Chao丰富度指数显著降低。主成分和门水平物种丰度分析表明:污泥施用量不同会造成根际和非根际细菌群落结构差异,并且当污泥施用量为75 t·hm~(-2)时,明显降低了非根际土壤放线菌门的丰度;污泥施用量在3.75～37.5 t·hm~(-2)时,非根际土壤中拟杆菌门丰度会明显增加。与对照相比,当污泥用量为75 t·hm~(-2)时,根际土壤拟杆菌门有明显的增加,增加丰度达1.45倍,但酸杆菌门和放线菌门丰度降低了49.74%和80.57%。冗余分析(RDA)表明,土壤TN、Cd、Cu、TP是影响土壤细菌群落最主要的因素,其中TN、Cd、Cu和细菌Shannon、Simpson多样性指数呈现显著相关性(P0.05)。由此可见,连续过量施入污泥会对根际和非根际石灰性土壤中细菌多样性造成不利影响,而且上述微生物多样性变化可作为污泥合理施用的判断依据。     

光合细菌利用废水分批产氢的影响因子实验研究

化石能源的日益枯竭,使得寻找清洁能源迫在眉睫,而氢能近来备受关注。文章重点研究了光合细菌利用废水分批生物制氢过程中氮源种类、氮源浓度、碳源浓度对产氢的影响。通过改变氮源种类、氮源浓度、碳源浓度来测定产氢量,最终来确定最佳的产氢条件。实验表明:不同氮源对光合产氢菌群产氢的影响并不是很明显,谷氨酸钠对光合细菌产氢量提供了最佳氮源,且当谷氨酸钠的浓度为2 g/L时,最佳产氢累积量为300 mL;碳源浓度越大,产氢效果越好。     

反硝化真菌-细菌优化组合及其脱氮能力研究

从多种真菌中筛选到3株脱氮活性较高的真菌,并将其与一株从武汉市郊新筛选分离到的具有较强脱氮能力的细菌HS-03进行混和培养,通过正交实验确立其最佳培养条件。正交实验方差分析表明:碳源、pH值和温度3个因素对脱氮率的影响都非常显著,菌种因素对脱氮率有一定影响。实验结果表明,真菌与细菌混合脱氮的最佳培养条件为:以琥珀酸钠为碳源,NaNO3为N源,C/N为10,pH=7.5,温度30℃。细菌HS-03和真菌Fusariumoxyspurum的组合优于其它组合。在最佳培养条件下,该组合能在21h内去除10mmolNO3-,优于相同条件下细菌HS-03或真菌F.oxyspurum的反硝化能力。     

三氯异氰尿酸在窖水中的余氯衰减规律及消毒效果

为保持集雨窖水水质,提高饮用水安全性,采用向窖水中投加三氯异氰尿酸(trichloroisocyanuric acid,TCCA)的消毒方法,检测主体水的余氯衰减规律和微生物的变化情况,重点研究了消毒剂投加量、温度及pH等因素的影响。实验结果表明:余氯衰减过程符合一级动力学模型;随初始氯投加量的增大,水中余氯衰减量增大,余氯衰减系数减小且与初始投加量的倒数成线性正相关;随水中有机物等反应物浓度的降低,余氯衰减量减少,余氯衰减系数减小;随温度的升高,余氯衰减量增大,衰减系数增大;随pH的增大,余氯衰减量减少,衰减系数减小;水中菌落总数的灭活率随消毒剂投加量的增加而增大。当消毒剂浓度为1.5～2.5 mg·L~(-1)时,在60 min内可完成对菌落总数99.0%的灭活;当消毒剂浓度大于2.5 mg·L~(-1)时,在30 min内可完成对菌落总数99.9%的灭活。在pH为6～9时,pH越小,消毒效果越好;在10～30℃时,温度越高,消毒效果越好;水中氨氮存在时,氯胺的生成会减弱短期消毒效果。与传统氯制消毒剂相比,TCCA在窖水消毒方面有较好的应用前景。     

农村小管径重力流灰水管道中生物膜细菌群落的特征

为探究农村小管径重力流灰水管道系统生物膜的细菌群落结构特征,建立了一套模拟真实农村环境条件下水量变化且具有3组坡度参数(5‰,10‰,15‰)的小管径灰水管道实验设备,利用Illumina HiSeq高通量测序技术,分析了连续运行60 d后的管道生物膜的细菌群落特征。结果表明:Proteobacteria、Actinobacteria和Bacteroidetes为优势菌门,优势菌属为Paenarthrobacte、Ensifer和Spingopyxis,坡度变化会显著影响生物膜细菌群落组成;小管径重力流灰水管道生物膜中存在一定丰度的反硝化细菌和硝化细菌,具有生物脱氮功能。通过PICRUSt功能预测发现,高坡度(15‰)的灰水管道具有更高的硝化和反硝化基因丰度。进一步分析可知,小管径灰水管道采用高敷设坡度的设计方案可能具有更强的生物脱氮能力。     

基于Factsage的金属硫化矿尘爆炸过程产物分析*

为研究金属硫化矿尘爆炸的过程与产物,预防与控制其粉尘发生爆炸,在20 L爆炸球中开展金属硫化矿尘爆炸试验,发现存在磁黄铁矿含量越高爆炸产物颜色越红的现象。为揭示这一现象的本质,应用XRD对爆炸产物进行分析,基于Factsage软件模拟计算黄铁矿矿尘与磁黄铁矿矿尘爆炸过程。结果表明:产物中含有的Fe2O3是主要致色原因;最终产物除固体Fe2O3外还存在气体SO2,SO3,反应中间过程主要固体产物为Fe2(SO4)3;在磁黄铁矿与黄铁矿含硫量相同或质量相同时,Fe2O3的生成量磁黄铁矿较黄铁矿多,且磁黄铁矿含硫量越多Fe2O3生成量越多,模拟计算结果与试验现象一致,研究结果可为分析金属硫化矿尘爆炸过程提供理论与数据支撑。     

光合细菌(PSB)处理明胶废水中填料挂膜性能研究

分别以纤维填料和毛刷填料为载体,采用优势菌种挂膜法,利用光合细菌处理明胶生产过程中产生的磷钙废水。两种填料表现出不同的挂膜效果,综合比较二者的挂膜时间、最终COD去除率和TP含量后得出毛刷填料挂膜性能优于纤维填料,其挂膜时间为23 d,最终COD去除率和TP含量分别达到93%,2.8 mg/L,在磷钙水处理中有适应性。通过对2种填料的电镜分析,发现纤维填料表面挂膜前后没有变化且十分光滑,而毛刷填料挂膜前表面粗糙,挂膜后表面有鳞片状突起,粗糙的表面状况有利于光合细菌的附着,最终促进生物膜功效的发挥。废水中Ca2+和pH是影响填料挂膜的主要因素。     

专利资讯

专利名称：利用制糖制酒废弃物制备的糖泥肥及制备方法 本发明是一种利用制糖制酒废弃物生产糖泥肥的方法。以制糖行业生产蔗糖-酒精等产生的废醪液、滤泥、烟灰、蔗渣为原料,将扩繁后的放线菌40％、酵母菌10％、光合细菌50％液混合成复合菌液,用糠醛90％、碳酸钙10％混合搅拌均匀组成吸附基料,