Alga-lysing bioreactor and dominant bacteria strain

Alga-lysing bacteria have been paid much attention to in recent years. In this study, the alga-lysing strain P05 which was isolated from an immobilizing biosystem was immobilized by coke and elastic filler, forming two biological reactors. The removal efficiencies of algae, NH4^＋-N and organic matter using the two reactors were studied. The results showed that strain P05 was an ideal algal-lysing bacteria strain because it was easy to be immobilized by coke and elastic filler which are of cheap, low biodegradability and the simple immobilization procedure. After 7 d filming, the biological film could be formed and the reactors were used to treat the eutrophic water. These two reactors were of stability and high effect with low cost and easy operation. The optimal hydraulic retention time （HRT） of each reactor was 4 h. The algae removal rates were 80.38% and 82.1% （in term of Chl-α） of coke reactor and filler reactor, respectively. And that of NH4^＋-N were 52.3% and 52.7%. The removal rates of CODMn were 39.03% and 39.64%. The strain P05 was identified as Bacillus sp. by PCR amplification of the 16S rRNA gene, BLAST analysis, and comparison with sequences in the GenBank nucleotide database.     

Chemical cleaning of fouled PVC membrane during ultrafiltration of algal-rich water

Cleaning of hollow-fibre polyvinyl chloride (PVC) membrane with di erent chemical reagents after ultrafiltration of algal-rich water was investigated. Among the tested cleaning reagents (NaOH, HCl, EDTA, and NaClO), 100 mg/L NaClO exhibited the best performance (88.4% 1.1%) in removing the irreversible fouling resistance. This might be attributed to the fact that NaClO could eliminate almost all the major foulants such as carbohydrate-like and protein-like materials on the membrane surface, as confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy analysis. However, negligible irreversible resistance (1.5% 1.0%) was obtained when the membrane was cleaning by 500 mg/L NaOH for 1.0 hr, although the NaOH solution could also desorb a portion of the major foulants from the fouled PVC membrane. Scanning electronic microscopy and atomic force microscopy analyses demonstrated that 500 mg/L NaOH could change the structure of the residual foulants on the membrane, making them more tightly attached to the membrane surface. This phenomenon might be responsible for the negligible membrane permeability restoration after NaOH cleaning. On the other hand, the microscopic analyses reflected that NaClO could e ectively remove the foulants accumulated on the membrane surface.     

刘家峡水库水环境质量生物学评价研究

2008年黄河丰水期和2009年黄河枯水期,对研究区6处标志性区域进行随机采样,采用活体观察和固定染色法鉴定藻类种类,直接计数法统计藻类数量,共鉴定到藻类114种(包括22个未定名物种),隶属于9门11纲17目34科55属。其中,硅藻门47种,占41.22%,以无壳缝目为优势类群;绿藻门24种,占21.05%,为次优势类群;蓝藻门,金藻门,裸藻门为常见类群;隐藻门、甲藻门和黄藻门均为罕见类群。利用藻类群落结构特征、优势种类、藻类污染指数和污生指数等指标对刘家峡水库水质进行评价,结果表明:刘家峡水库水质在1#、2#样区较清洁,3#、4#样区为轻-中度污染,5#、6#样区为重度污染,与采用粪大肠肝菌、DO指标评价结果具有良好一致性。     

星肋小环藻、铜绿微囊藻春化作用基因控制机理

实验证实了星肋小环藻、铜绿微囊藻的春化作用后,其暴发控制机理成为研究重点。该文通过分析单细胞生物基因操作原理、遗传物质转录复制控制、温度对蛋白质的作用和酶原激活过程等,研究微藻春化作用基因控制机理,提出基因控制模型:激活基因-操纵基因连锁的基因操纵模型,由基因操纵子、调节基因和激活基因组成。该模型阐释2种藻类春末夏初大规模暴发机理:春季,调节基因产生的调节蛋白原被调节蛋白激活酶激活产生的调节蛋白与操纵基因结合,启动结构基因转录合成DNA合成酶系,DNA复制完成,藻体裂殖(繁殖)群体增长;夏季,高温下温度敏感的调节蛋白激活酶变性,使调节蛋白原激活产生变构的调节蛋白,同时与操纵基因和激活基因结合,激活基因不能产生调节蛋白激活酶激活调节蛋白原产生激活蛋白,这时铜绿微囊藻进入生长被抑制状态,星肋小环藻进入高温休眠状态;进入秋季,因之前无低温出现使热变性的激活酶复性,激活产生正常的调节蛋白与操纵基因结合,启动结构基因复制繁殖所需DNA酶系,尽管秋季温光适宜,星肋小环藻不会生长活动,铜绿微囊藻可生长但生长速度低于春末夏初时的生长速度;进入冬季,低温使热变性的激活酶复性,等待来年春暖激活调节蛋白原,启动新一年的藻生长。     

藻类水体Cd2+毒性快速监测新方法研究

采用藻类生长抑制试验和光合活性抑制试验两种方法对蛋白核小球藻受不同浓度Cd2+胁迫作用下叶绿素浓度及藻活性荧光参数进行测量,依据Sigmoidal曲线拟合及单因素方差分析(one-way ANOVA)的方法对Cd2+不同胁迫时间下藻活性抑制率和96 h比生长率抑制率的相关性进行研究.结果表明,48、53、72、77和96 h的藻活性抑制率和96 h比生长率抑制率间具有较好的S函数关系(R2>0.95),因此可采用藻活性抑制率48 h-EC10和53 h-EC10来代替96 h的藻类半数比生长率抑制率EC50进行Cd2+藻类毒性实验评价.进一步分析了蛋白核小球藻受Cd2+胁迫48 h和53 h藻活性抑制率和Cd2+毒性当量的剂量-效应关系.该方法为实验室内单一Cd2+毒性的监测提供了一种快速有效的新方法,为水环境综合毒性预警提供了一种切实可行的方法依据.     

明矾石在水体微藻去除中的应用研究

以温州市某大学校区内富营养化水体为研究对象,采用本地明矾石对含藻水体进行混凝除藻、除浊实验研究,分别进行投加量、搅拌强度、搅拌时间、静置时间及pH值对微藻去除效率的影响研究,以获得处理工艺的最佳条件,为恢复河流水体生态自净功能提供理论基础.试验中对投加明矾石前后,水体中浊度、总磷、氨氮和总氮进行了测定,结果表明：明矾石最佳投加量为0.35 g/L,最佳搅拌方式为200 rpm搅拌4 min;最佳静置时间为25 min;在碱性或中性水体的处理效果尤佳.     

藻类爆发影响因子及防控措施分析

地表水体中藻类水华频发,会严重影响自然水生生物多样性,导致人们生产生活用水的水质大幅下降。为了完善对现有藻类治理体系的认知,文章分别从水体水质、气象条件和水文地质方面总结了藻类爆发的影响因子,详细分析了水体中营养盐含量、温度、降水、光照和风速风向对藻类生长的影响。此外文章还总结了现有的藻类预警防控及常见防控措施,重点分析了物理法、化学法和生物法除藻的技术和应用效果,以期为藻类水华防治提供参考,促进科学、有效的水质治理体系形成,保证水生态环境的可持续发展。     

曝气策略对膜面剪切力的影响机制及其优化

曝气冲刷是浸没式MBR工艺不同于常规活性污泥法工艺的关键特征,然而现行规范的曝气系统设计与运行比较粗放,缺乏气泡尺寸模拟优化方法。以可直接观测的工程规模(500 m3·d-1)膜生物反应器为研究对象,对穿孔管角度进行了优化研究,并用群体平衡模型(Population Balance Model,PBM)模型模拟污泥混合液不同粘度下的内部气泡分布情况。结果表明：穿孔管角度垂直向下、60°、45°、30°、垂直向上在膜面产生的平均剪切力分别为1.74、1.46、1.19、1.38、1.67 Pa,这表明曝气角度最优为垂直向下。0.3%、0.5%和0.8%浓度的羧甲基纤维素钠(Carboxymethyl cellulose,CMC)下产生的平均剪切力分别是1.51、1.92、2.24 Pa,气泡直径逐渐增大。且气泡尺寸越大、流速越大,分布越均匀。基于0.3%、0.5%CMC的速度实验结果与PBM模拟结果基本吻合。该研究结果可为MBR技术的工艺优化和系统控制方法提升提供参考。     

藻类在大连湾的水环境行为数值模拟研究

应用三维水质模型对大连湾水体中的藻类碳浓度的时空变化规律以及其影响因素进行了研究,选择主要的模型参数进行了灵敏度分析。由空间分布的模拟结果可知,在大连湾,藻类主要集中在排污口附近区域。由季节变化模拟结果可知,在湾顶部的排污口区藻类生产显示明显的季节变化趋势,在夏季,主要受到磷酸盐浓度的限制。灵敏度分析显示,在排污口区水体的扩散能力对藻类生产的影响较大,在湾中部和湾口区主要受到磷酸盐负荷的影响。模拟结果可以为大连湾的污染控制、水质规划和管理提供科学依据。     

鄱阳湖平原区农村门塘浮游藻类群落特征及其生物学评价

于2018年—2019年在鄱阳湖区周边选取4个县（区）10个村庄的典型门塘开展浮游藻类采样调查。研究共鉴定出藻类6门83种,以蓝藻门、绿藻门和硅藻门为主;浮游藻类细胞密度全年范围为7.30×104个/L～2.78×1011个/L,年均值为1.4×1010个/L,其中夏季细胞密度最大,冬季细胞密度最小;优势种主要有小环藻、微囊藻、铜绿微囊藻、卵形隐藻等,且具有较为明显的季节演替,全年优势种为小环藻;藻类多样性指数（H′）年均值为1.49,丰富度指数（M）年均值为1.92,全年水体生物学评价结果为中度污染。