抗生素对好氧污泥氧摄取速率单独和联合抑制效果

为研究4种抗生素(四环素、土霉素、磺胺甲恶唑和磺胺甲基嘧啶)对好氧污泥活性的单独作用及相互作用关系,以氧摄取速率(OUR)作为衡量指标,设计正交试验,测定4种抗生素对好氧污泥的单独和联合抑制效果.结果表明,4种抗生素单独使用对好氧污泥OUR抑制大小顺序为四环素>土霉素>磺胺甲恶唑>磺胺甲基嘧啶;其中四环素和土霉素毒性较高;联合作用下,对好氧污泥OUR影响最大的因素是四环素,之后依次是土霉素、磺胺甲恶唑和磺胺甲基嘧啶,4种抗生素对好氧污泥OUR抑制作用大小顺序与单独抑制作用大小顺序基本相同.其中四环素表现出显著抑制作用(p<0.05).四环素类抗生素和磺胺类抗生素联合使用表现出一定的相加关系,对目标微生物存在一定的竞争;两种磺胺类抗生素一级交互作用为拮抗关系.     

连续流好氧颗粒污泥系统的稳定运行——通过调控回流比及有机负荷

室温下接种成熟的好氧颗粒污泥于由独立的厌氧池和好氧池组成的交替厌氧/好氧连续流系统中,成功通过控制混合液回流比和有机负荷实现了连续流好氧颗粒污泥工艺的稳定运行.结果表明,通过调控较低进水有机负荷（300mg/L）及较低回流比（200%）使连续流系统有较好的脱氮除磷性能,出水COD,TN和TP平均浓度分别为18.78,5.79和0.49mg/L,平均去除率分别为93.76%,84.3%和83.12%.在COD浓度为500mg/L时,长期运行的连续流系统缺乏饱食饥饿的环境胁迫,导致丝状菌的生长,系统性能的恶化.用平行因子模型对不同阶段的颗粒污泥和系统出水进行表征,结果表明,有机负荷对外源底物利用相关中间产物的产生有较大影响,进水COD为300mg/L时既能有较好的脱氮除磷性能,亦能有效降低出水中基质代谢中间产物的生成量,避免了为后续消毒工艺产生消毒副产物.因此在实际的城镇污水处理厂应用中,交替厌氧/好氧连续流长期在排放限额的有机浓度（500mg/L）下运行需要增加预处理设施降低进水有机负荷,以实现连续流好氧颗粒污泥的稳定运行.     

异养硝化细菌Pseudomonas aeruginosa YL的脱氮过程及N2O产生特性

由于含氮废水的大量排放,水体富营养化日趋严重,如何高效去除废水中的氮素仍是亟待解决的问题.针对传统生物脱氮工艺流程复杂、能耗高、抗冲击能力弱以及释放温室气体N_2O等缺陷,本文基于高效异养硝化细菌Pseudomonas aeruginosa YL,通过探讨其生理生化特征、异养硝化-好氧反硝化脱氮过程和N_2O产生特性,进一步解析异养硝化脱氮理论.结果表明,菌株YL具有高效的异养硝化和好氧反硝化能力,24 h培养期100 mg·L~(-1)的NH_4~+-N、NO_2--N和NO_3~--N能够完全去除;异养硝化过程几乎无中间产物生成,但以NO_3~--N作为氮源时,NO_2--N累积量高达25. 55 mg·L~(-1).同时,反硝化功能基因nap A、nir K和nos Z基因的成功表达,进一步证实菌株YL具有好氧反硝化能力.菌株YL异养硝化-好氧反硝化过程气态氮产物约占去除TN的30%～40%,脱氮产物主要为N2,当NH_4~+-N、NO_2--N和NO_3~--N分别为唯一氮源时,N2生成量分别为3. 46、3. 49和3. 36 mg.相比较,菌株YL脱氮过程仅生成微量的中间产物N_2O,以NH_4~+-N为唯一氮源时的最终生成总量为6. 63μg,低于以NO_2--N和NO_3~--N为唯一氮源时N_2O的生成量.此外,高C/N、低pH、高温以及高NH_4~+-N和NO_2--N环境均会导致N_2O的大量生成,但大多数环境因素对菌株YL的N_2O生成量影响较小,且其最高生成量显著低于短程硝化系统和自养硝化系统.以上研究结果表明菌株YL具有优异的脱氮、N_2O控逸和环境耐受能力,可有效避免水处理过程对大气的二次污染.     

两次污泥颗粒化过程中微生物群落的动态变化

利用序批式反应器(sequencing batch reactor,SBR)培养好氧颗粒污泥(aerobic granular sludge,AGS),在此期间发生了AGS破碎现象,后经培养,破碎污泥再次变为成熟的AGS.因此,采用Illumina Mi Seq PE300高通量测序技术研究了两次污泥颗粒化过程中微生物群落结构变化的差异,以期揭示有利于AGS形成的优势菌属;此外,利用实时定量聚合酶链式反应(quantitative polymerase chain reaction,q PCR)探究了两次污泥颗粒化过程中硝化微生物的动态变化.结果表明,在两次污泥颗粒化过程中,胞外蛋白质和胞外多糖的含量均增加;氨氧化古菌(ammonia oxidizing archaea,AOA)在第一次污泥颗粒化过程以及AGS成熟过程丰度增加,氨氧化细菌(ammonia oxidizing bacteria,AOB)虽然在第一次污泥颗粒化过程中丰度降低,但是在AGS培养过程中其丰度都一直高于AOA;微生物群落多样性随着AGS的形成而降低;变形菌门(Proteobacteria)相对丰度明显增加,分别增加了12.29%和5.90%;某些属于变形菌门的属其相对丰度也增加,其中,Candidatus Competibacter在两次污泥颗粒化过程中相对丰度增加最明显,并且在成熟的AGS中呈现很高的相对丰度,达到14.20%.总的来说,胞外蛋白质和胞外多糖含量的增加,可能促进了污泥颗粒化;AOA和AOB可能共同参与了AGS的氨氧化作用;Ca.Competibacter的富集可能有利于AGS的形成.     

南昌市城市污水厂污泥处理处置方案探讨

从理化性质、有机质及N、P、K等营养元素、重金属、热值等方面对南昌市城市污水厂污泥泥质特征进行分析,调查南昌市污泥处理处置的现状及存在问题,针对多种污泥处置方式和处理技术对其适用性进行探讨,最终确定适合南昌市污水处理厂的污泥处理处置方案。     

铜绿假单胞菌NY3好氧降解四溴双酚A的特性研究

为发掘铜绿假单胞菌NY3对有机污染物更多的降解功能,探究该菌好氧降解四溴双酚A(TBBPA)的特性。结果表明,NY3菌能以四溴双酚A为唯一碳源和能源好氧生长,并在TBBPA质量浓度为20 mg/L时,脱溴率达到51.90%。该菌生长量越大,对TBBPA降解率和脱溴率越高。TBBPA质量浓度为60 mg/L时,外加共代谢碳源葡萄糖、丙酮酸钠、乙酸钠、乳酸钠、柠檬酸钠、乙醇均能明显提高NY3菌生长量,且使脱溴率分别提高21.7%、13.4%、13.11%、18.5%、18.3%、17.1%。NY3菌好氧降解TBBPA优化条件为最佳氮源(NH4)2SO_4、pH=8.0、温度(30±1)℃、摇床转速150 r/min的条件下振荡培养。在NY3菌降解TBBPA过程中,转化的主要中间产物包括3,3',5-三溴双酚A、4-(2-羟基-异丙烷基)-2,6-二溴-苯酚、2,6-二溴-4-异丙烷基-苯酚、3,3',5-三溴-5'-羟基-双酚A、4,5-二羟甲基-5-(3,5-二溴-4-羟苯基)-2-己烯酸,根据转化产物分析,NY3菌降解TBBPA主要通过脱溴、羟基化,然后开环裂解,进一步脱羧等途径。这是首次报道铜绿假单胞菌具有降解含溴阻燃剂的功能,且质荷比为477和407的2种中间产物也鲜有报道。     

Effect of wastewater COD/N ratio on aerobic nitrifying sludge granulation and microbial population shift

The effect of COD/N ratio on the granulation process and microbial population succession was investigated. Four identical sequencing batch reactors, R1, R2, R3 and R4, were operated with various initial COD/N ratios ranging from 0/200 to 800/200 (m/m). Ethanol was fed as the source of COD. Aerobic granules were successfully cultivated in R2 and R3, operating with the COD/N ratio of 200/200 and 400/200, respectively. Scanning electron microscope observations indicated that short rod-shaped and spherical bacteria were dominant in R2, while granules produced in R3 were surrounded with a large amount of filamentous bacteria. The average specific nitritation rate in R2 and R3 were 0.019 and 0.008 mg N/(mg MLVSS.hr), respectively. Fluorescence in situ hybridization results demonstrated that nitrifying bacteria population was enriched remarkably in R2. It indicated that nitrification ability and nitrifying bacteria population were enriched remarkably at low COD/N ratio. However, no granules were formed in R1 and R4 which might attribute to either limited or excessive extracellular polymeric substances production. This study contributed to a better understanding of the role of COD/N ratio in nitrifying sludge granulation.     

Biodegradation of p-cresol by aerobic granules in sequencing batch reactor

The cultivation of aerobic granules in sequencing batch reactor for the biodegradation of p-cresol was studied. The reactor was started with 100 mg/L of p-cresol. Aerobic granules first appeared within one month of start up. The granules were large and strong and had a compact structure. The diameter of stable granules was in the range of 1-5 mm. The integrity coefficient and granules density was found to be 96% and 1046 kg/m³, respectively. The settling velocity of granules was found to be in the range of 2× 10^-2-6× 10^-2 m/sec. The aerobic granules were able to degrade p-cresol upto 800 mg/L at a removal efficiency of 88%. Specific p-cresol degradation rate in aerobic granules followed Haldane model for substrate inhibition. High specific p-cresol degradation rate up to 0.96 g p-cresol/(g VSS. day) were sustained upto p-cresol concentration of 400 mg/L. Higher removal efficiency, good settling characteristics of aerobic granules, makes sequencing batch reactor suitable for enhancing the microorganism potential for biodegradation of inhibitory compounds.     

活性污泥低温氨氧化功能的驯化与潜力研究

以强化低温污水生物处理系统的氨氮(NH4+-N)氧化功能为目标,采用序批式活性污泥反应器(SBR),通过逐步提高进水NH4+-N浓度的方式,在(15±1)℃的条件下对城镇污水处理厂的好氧活性污泥进行了驯化培育,并就其对生活污水和高氨氮废水的NH4+-N去除潜力进行了测试.结果表明,在(15±1)℃下,好氧活性污泥经适当驯化可获得良好的氨氧化能力.在初始NH4+-N浓度为46mg·L-1左右时,其NH4+-N去除速率和亚硝态氮(NO2--N)生成速率分别可达54.26g·kg-·1d-1(以MLSS计,下同)和29.07g·kg-·1d-1(以MLSS计,下同)左右.对NH4+-N浓度为47.19mg·L-1左右的城镇污水,其NH4+-N去除率可高达85%以上.初始NH4+-N浓度分别为91.01mg·L-1和163.37mg·L-1左右时,其最高NH4+-N去除速率分别可达52.54g·kg-·1d-1和111.97g·kg-·1d-1,具有处理高氨氮废水的潜力.     

好氧颗粒污泥形成过程与机理分析

以西安市第三污水处理厂氧化沟中的普通絮状活性污泥为接种污泥,人工配制的模拟生活废水为营养,表面气体上升流速为1.06~1.77 cm/s时,在SBR反应器中成功培养出了好氧颗粒污泥,SVI值由最初的168 mL/g逐渐降低至40 mL/g左右,污泥表现出了良好的沉降性能,同时,对COD、TN、TP的去除率分别达到了95%、96%和98%。研究认为,颗粒污泥的形成是一个微生态系统形成的过程,水力剪切力是其形成的一个重要影响因素,直接影响到好氧颗粒污泥微生物种群的结构和分布;从丝状微生物与微生态群落的关系分析,胶团菌与结构丝状菌之间相互依存,丝状微生物形成了絮体骨架,为絮体形成较大颗粒提供了必要条件。