Influence of organic loading on an anaerobic sequencing biofilm batch reactor (ASBBR) as a function of cycle period and wastewater concentration

The effect of organic loading on the performance of a mechanically stirred anaerobic sequencing biofilm batch reactor (ASBBR) has been investigated, by varying influent concentration and cycle period. For microbial immobilization 1-cm polyurethane foam cubes were used. An agitation rate of 500 rpm and temperature of 30+/-2 degrees C were employed. Organic loading rates (OLR) of 1.5-6.0gCODl(-1)d(-1) were applied to the 6.3-l reactor treating 2.0 l synthetic wastewater in 8 and 12-h batches and at concentrations of 500-2000mgCODl(-1), making it possible to analyze the effect of these two operation variables for the same organic loading range. Microbial immobilization on inert support maintained approximately 60 gTVS in the reactor. Filtered sample organic COD removal efficiencies ranged from 73 to 88% for organic loading up to 5.4gCODl(-1)d(-1). For higher organic loading (influent concentration of 2000mgCODl(-1) and 8-h cycle) the system presented total volatile acids accumulation, which reduced organics removal efficiency down to 55%. In this way, ASBBR with immobilized biomass was shown to be efficient for organic removal at organic loading rates of up to 5.4gCODl(-1)d(-1) and to be more stable to organic loading variations for 12-h cycles. This reactor might be an alternative to intermittent systems as it possesses greater operational flexibility. It might also be an alternative to batch systems suspended with microorganisms since it eliminates both the uncertainties regarding granulation and the time necessary for biomass sedimentation, hence reducing the total cycle period.     

Quantitative analysis of microbial biomass yield in aerobic bioreactor

We have studied the integrated model of reaction rate equations with thermal energy balance in aerobic bioreactor for food waste decomposition and showed that the integrated model has the capability both of monitoring microbial activity in real time and of analyzing biodegradation kinetics and thermal-hydrodynamic properties. On the other hand, concerning microbial metabolism, it was known that balancing catabolic reactions with anabolic reactions in terms of energy and electron flow provides stoichiometric metabolic reactions and enables the estimation of microbial biomass yield (stoichiometric reaction model). We have studied a method for estimating real-time microbial biomass yield in the bioreactor during food waste decomposition by combining the integrated model with the stoichiometric reaction model. As a result, it was found that the time course of microbial biomass yield in the bioreactor during decomposition can be evaluated using the operational data of the bioreactor (weight of input food waste and bed temperature) by the combined model. The combined model can be applied to manage a food waste decomposition not only for controlling system operation to keep microbial activity stable, but also for producing value–added products such as compost on optimum condition.     

不同浓度养殖废水对青萍生长能力的影响

为了探讨废水浓度对青萍(Lemna minor)净化能力、生物质和能量积累能力的影响,以猪场养殖废水为供试废水,分析了在不同废水浓度下青萍对废水中总氮(TN)、氨氮和总磷(TP)的净化能力,青萍的生长情况,以及青萍中碳(C)、氮(N)、磷(P)元素含量和热值的变化情况。研究表明,青萍在1%浓度的废水中表现出最高的污染物净化能力。虽然青萍的C、N、P含量和热值均随废水浓度的增加而增加,但是由于相对增长率以1%的废水中生长的青萍最高,青萍的最高生产力、C和能量的固定能力均出现在1%废水浓度培养的青萍中,其次是5%废水浓度培养的青萍。多项式回归分析表明,可以使青萍获得最大C和能量固定能力的废水浓度为3.4%,对应的氨氮浓度为26 mg/L,TP浓度为3.4 mg/L。研究结果为进一步优化高生物质生产、高污染物去除率的养殖废水-浮萍培养体系提供了一定的基础。     

膜生物反应器中生物膜的生长特性

实验采用经甲苯培养驯化而成的单一假单胞菌菌种,通过分析平板式生物膜反应器内,不同阶段假单胞细菌生物膜干重、厚度、活性生物量和生物种群分布的变化,研究生物膜特性与降解效率之间的关系。实验结果表明,在挂膜初期生物膜迅速生长,生物量以及生物膜干重增长很快,有利于甲苯及营养物质的传输,降解效率也快速提升。随着生物膜的生长,生物量及干重也逐步增加,厚度逐渐增加使传质阻力不断增大,生物膜上层微生物的有机底物供应不足,使生物膜上层结构稀疏,最终维持一个甲苯的总传输量与生化降解量的平衡,生物量的生长与衰亡也达到动态平衡,形成了一个较高且稳定的降解效率。     

(N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-N '-苯基脲(EDU)对环境臭氧胁迫下的水稻和小麦生长的影响

通过对作物定期喷施不同浓度(0、150、300和450 mg·L-1)的N-[2-(2-氧-1-咪唑烷基)乙基]-N'-苯基脲(ethy lenediurea,EDU)溶液,研究EDU对环境O3胁迫下水稻“粤晶丝苗2号”(Oryza sativa L.Yuejingsi 2)和小麦“北农9549”(Triticum a...     

九寨沟自然保护区4种水深梯度下芦苇分株地上生物量的分配与生长

芦苇是世界自然遗产--九寨沟自然保护区的一种重要的湿地植物.本文对该地区芦苇海4个不同水深梯度下芦苇的无性系地上分株的生物量分配、生长与繁殖策略进行了比较研究.结果表明,在47 cm (水在土层表面上)水深环境中,芦苇单株的平均生物量(4.2 g)最大.在-15 cm (水在土层表面下15 cm)的生境中,叶生物量百分比(叶生物量占单株总生物量的百分比, 46.1%)最大.芦苇地上分株高度、地上分株有分枝的单株百分比(茎上有分枝的分株占样地总分株的百分数)也存在明显的差别.茎的生物量分配百分比和生长速率随水深的增加而增加.在滩地生境中,开花率、花序的生物量百分比明显大于水较深的生境.分株株高与分株生物量、茎生物量与叶生物量都表现出较明显的幂指数异速生长规律.在-15 cm水深的生境中,叶生物量的生长快于茎的增长;在其他水深梯度的生境中,则是茎生物量的增加快于叶生物量的增加.     

东南亚生物质燃烧输送影响我国西南气溶胶辐射特性研究

利用2013年地基CE-318太阳光度计观测数据,结合中分辨率成像光谱仪(MODIS)遥感产品和HYSPLIT后向轨迹分析,研究了一次东南亚生物质燃烧污染长距离输送至中国西南昆明站点过程(2013年4月5⁸日)中,气溶胶光学特性和辐射特性的变化及其可能来源.结果表明,此次污染过程期间,我国西南地区生物质燃烧活动较少,而中南半岛地区生物质燃烧活动显著.4月5⁷日,昆明站点气溶胶光学厚度(AOD)升高,消光波长指数(EAE)和吸收波长指数(AAE)均增大.此外,依据EAE和AAE分类方法,5⁶日昆明站点以城市工业气溶胶为主,7⁸日以生物质燃烧气溶胶为主,其细模态峰值半径(0.11μm)小于5⁶日(0.15μm),7日细模态粒子体积浓度峰值(约为0.16μm 3/μm 2)是5日的2倍.气溶胶直接辐射强迫(ARF)日变化结果表明4月7日气溶胶对地表的降温效应达到最大,对大气的加热作用最强.气溶胶直接辐射强迫效率值(ARFE)的变化表明生物质燃烧气溶胶对大气顶的降温作用减弱.MODIS...     

铅与苄嘧磺隆复合污染对青紫泥微生物生物量的影响

通过实验室培养试验研究了铅(0、100、300、500、800 mg/kg)与苄嘧磺隆(0、5、10 mg/kg)单独及其复合污染对青紫泥田水稻土壤微生物生物量的影响.结果表明,两种污染物在整个培养过程中都对微生物生物量C、N产生了显著的抑制作用,其交互作用在各个取样时期也均达到了显著水平;在整个培养过程中微生物生物量C、N的含量表现出先降低后升高的变化趋势,在第7～14天下降到最低点;而对微生物生物量C/N比的影响则表现出先升高后下降的趋势.     

复垦红壤中牧草根际微生物群落功能多样性

通过盆栽试验研究了浙江省诸暨铜矿区复垦红壤牧草根际微生物生物量及群落功能多样性的变化.结果表明,种植不同牧草使矿区土壤根际微生物生物量碳发生了显著的变化,其影响大小因矿区土壤污染程度而异.无污染和轻度污染土壤根际微生物生物量碳变化表现为黑麦草+三叶草>三叶草>黑麦草>未种植土壤,处理间差异均达显著水平(P<0.05),重度污染环境下各处理间差异不明显.Biolog数据分析显示,种植不同牧草的矿区土壤根际微生物群落结构和功能多样性也发生了相应改变,根际土壤微生物群落代谢剖面(AWCD)均显著高于未种植牧草土壤,处理间差异达极显著水平(P<0.001).典型变量分析揭示了不同牧草根际微生物群落利用碳源种类和数量存在明显差异.     

氮素和水分对贝加尔针茅草原土壤酶活性和微生物量碳氮的影响

在内蒙古贝加尔针茅草原,分别设对照（N0）、1.5 g·m^-2（N15）、3.0 g·m^-2（N30）、5.0 g·m^-2（N50）、10.0 g·m^-2（N100）、15.0 g·m^-2（N150）、20.0 g·m^-2（N200）和30 g·m^-2（N300）（不包括大气沉降的氮量）8个氮素（NH4NO3）梯度和模拟夏季增加降水100 mm的水分添加交互试验,研究氮素和水分添加对草原土壤养分、酶活性及微生物量碳氮的影响。结果表明：氮素和水分添加对草原土壤理化性质和生物学特性有显著影响。随施氮量的增加土壤总有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮含量呈增加的趋势,相反,土壤pH值呈降低的趋势。土壤脲酶和过氧化氢酶的活性随施氮量的增加而升高,多酚氧化酶则随施氮量的增加呈下降的趋势。氮素和水分添加对草原土壤微生物量碳氮含量有显著影响,高氮处理（N150、N200和N300）显著降低了微生物碳含量,微生物氮含量随施氮量的增加呈上升趋势。水分添加能够减缓氮素添加对微生物的抑制作用,提高微生物量碳、微生物量氮含量。草原土壤养分、土壤酶活性及土壤微生物量碳氮含量间关系密切,过氧化氢酶与全氮、总有机碳、硝态氮呈显著正相关,多酚氧化酶与铵态氮、硝态氮、全氮呈显著负相关。微生物量氮含量与土壤全氮、铵态氮、硝态氮含量以及过氧化氢酶和磷酸酶活性呈显著正相关,与多酚氧化酶呈负相关;微生物量碳与过氧化氢酶呈负相关,与多酚氧化酶活性呈正相关。