不同类型生态浮床对富营养河水脱氮效果及微生物菌群的影响

通过设施大棚内容积为1.5 m3的人工模拟池试验,研究了框式与传统旱伞草浮床对富营养河水氮素转化及微生物菌群的影响. 传统浮床是以聚乙烯泡沫板为载体,栽植陆生植物来削减水体氮磷和有机物质等,从而达到净化水质的效果. 框式浮床是以塑料镂空支架为载体,除种植陆生植物外还添加填料等组件的新型浮床. 结果表明:①2种浮床对水体中TN,NH₄+-N和NO₃--N均有显著的去除效果,其中框式浮床和传统浮床的NH₄+-N去除率分别高达91%和86%,TN去除率也分别达到74%和64%,NO₃--N去除率分别为49%和31%. ②2种浮床系统有效地提高了水体中微生物和氮循环细菌总数和种群数量,尤其是框式浮床不同时期均比空白对照高出2～3个数量级. ③氮循环细菌的数量跟水体氮素去除有显著相关性. 其中水体ρ(NH₄+-N)和氨化菌数量呈显著正相关,ρ(NH₄+-N)和硝化菌数量呈极显著负相关,ρ(NO₃--N),ρ(TN)和反硝化菌数量之间呈极显著负相关. ④框式浮床的独特结构使之比传统浮床的去氮能力更强. 其中,填料系统吸附贡献率为8%,植物吸收的去氮贡献为16.5%,微生物系统脱氮则为75.5%;而传统浮床植物系统吸收贡献率为31.8%,微生物系统脱氮贡献率为68.2%. 说明浮床系统中植物吸收只是系统去氮的一种途径,微生物脱氮在2种浮床脱氮途径中占主导作用.      

A2/O与倒置A2/O工艺低温条件下的氨氮去除能力解析

对相同进水、平行运行的A²/O与倒置A²/O工艺的冬季氨氮（NH₄⁺-N）去除能力进行了全面解析.在运行水温为14℃时,倒置A²/O工艺表现出更低的NH₄⁺-N容积去除负荷［0.13 kg·（m³·d）^-1和0.29 kg·（m³·d）^-1］和氨氧化速率（AOR）［0.07 kg·（kg·d）^-1和0.11 kg·（kg·d）^-1］,而26℃时两个工艺则相差无几.两个平行工艺中的氨氧化菌（AOB）种群定量结果几乎始终相等（倒置A²/O工艺为3.2%±0.24%,A²/O工艺为3.4%±0.31%）.克隆文库分析的结果表明,造成低温时倒置A²/O工艺中具有较低氨氮去除能力的原因是其AOB优势种属为AOR较慢的慢生型（K-生长策略）亚硝化螺菌属（Nitrosospira）,而在A²/O工艺中则为AOR较快的快生型（r-生长策略）亚硝化单胞菌属（Nitrosomonas）;而在26℃环境下两个工艺中的优势种属则均为Nitrosomonas.结合对污染物沿程去除过程的全面分析,发现尽管温度是决定AOB优势种属演替的首要原因,但由于倒置A²/O的工艺结构变化造成其好氧单元具有较高的COD负荷和高NH₄⁺-N浓度等不利于AOB生长的因素,决定了其可以在常规城市污水的条件下出现K-生长策略型的优势AOB种属.因此倒置A²/O针对异养菌（聚磷菌与反硝化菌）的工艺构造变化却通过COD负荷等间接影响到自养型氨氧化菌的种群分布与演替,并最终造成工艺在低温条件下硝化能力的减弱.     

处理水中微污染有机物的工程菌的研究

利用生物工程技术筛选、驯化出能够去除水中微污染有机物的工程菌 ,并以颗粒活性炭为载体采用物理吸附法将其人工固定化 ,然后用于微污染水的处理。通过对高锰酸盐指数的连续测定 ,试验结果表明 :工程菌人工固定化形成的生物活性炭对微污染水中有机物去除率较高 ,并且稳定 ,高锰酸盐指数去除率平均 4 0 % ;出水高锰酸盐指数 <2 5mg L ,浊度 <1 0NTU ,细菌总数 <10 0cfu mL ,总大肠菌群未检出。     

硫酸盐还原菌生理特性及其在废水处理中的应用

硫酸盐还原菌(SRB)是一类利用硫酸盐或者其他氧化态硫化物作为电子受体来异化有机物质的严格厌氧菌.介绍了SRB的生理特性及检测方法,在阐明SRB降解水中污染物原理的基础上,充分探讨了SRB在处理重金属废水、无机和有机废水中的应用现状及研究进展,指出SRB固定化技术是其发展的必经之路.     

理化因素对锰细菌Arthrobacter chlorophenolicus MN1409氧化Mn2+的影响

Arthrobacter chlorophenolicus MN1409是1株分离自锰矿样品的高效锰氧化细菌。为了建立该菌株氧化Mn2+的适宜条件,研究了接种量、装液量、摇床转速、温度、pH值、Fe2+初始质量浓度和Mn2+初始质量浓度等理化因素对其锰氧化效率的影响。结果表明,接种量、装液量、转速和Mn2+初始质量浓度在一定范围内变化对锰氧化率影响不大;而温度、pH值和Fe2+初始质量浓度变化对锰氧化率有较大影响。当接种量为4%,装液量为60 mL,温度为25℃,摇床转速为100r/min,pH值为7,且有一定的Fe2+存在时,Arthrobacter chlorophenolicusMN1409对锰的氧化效率最高。     

玉米芯为碳源实现酸性矿山废水生物处理

引入了一种新的碳源——玉米芯，对SRB法处理酸性矿山废水进行了更加深入的探索，分析了各种参数条件对s暖一还原效果的影响，确定了常温下这种碳源所需要的最适宜工况条件，探讨了硫酸盐矿山废水的水质资源化问题，并对山西矿山废水的生物治理进行了可行性实验验证。实验证明，玉米芯为碳源时，矿山废水中SO^2-4的出水值可达221．1mg／L，金属离子的浓度也都达到了生活饮用水的质量标准，所以玉米芯可作为酸性矿山废水资源化生物处理的合适有效碳源。     

污染水体中三氮转化过程的模拟研究

以城市河涌污染水体为研究对象,通过模拟实验,研究了水体中的三氮转化规律及其与环境条件的关系。实验结果表明:室内和室外条件下氨氮转化十分迅速,亚硝酸盐氮和硝酸盐氮没有出现明显的累积现象;而在培养箱中,亚硝酸盐氮和硝酸盐氮则出现明显的累积现象。此外还研究了光合细菌对水体三氮转化的影响,发现其在室内和室外条件下有利于水体中的三氮转化,而对培养箱条件下的三氮转化起抑制作用。     

微生物对汞矿区农田土壤汞甲基化的影响

为研究典型汞矿区农田土壤中汞的甲基化作用,实验以受汞污染的旱田土壤和稻田土壤为对象,分别进行灭菌,促进硫酸盐还原菌(SRB)活性处理,抑制SRB活性处理以及促进铁还原菌(FeRB)活性处理,分析非微生物作用和微生物作用对土壤甲基汞(MeHg)生成的影响.结果表明,促进SRB活性处理的土壤MeHg生成量最高,其中旱田土MeHg增量为0.15~0.38μg·kg~(-1),稻田土壤MeHg增量为1~2μg·kg~(-1);抑制SRB活性处理和促进FeRB活性处理的MeHg增量较小,最高值仅为0.025μg·kg~(-1).相比于旱田土壤,稻田土壤具有更高的汞甲基化能力,其MeHg生成量是旱田土壤的4~9倍.土壤SRB数量与MeHg生成量具有相同的变化趋势,二者具有显著的正相关性(R~2=0.57,P0.01).因此,该研究区土壤汞甲基化作用主要是微生物汞甲基化作用,且主要的汞甲基化细菌是SRB.此外,稻田是农田中MeHg生成的活跃地区,在评估和控制MeHg对人体健康危害时需要重点关注.     

微污染水源水生物处理中硝酸盐氮的变化

通过中试系统和大型工程 ,探讨了微污染水源水生物处理工艺中硝酸盐氮的变化规律。研究表明 ,微污染水源水生物处理工艺中硝酸盐氮的增加是氨氮生物硝化的结果 ;处理系统启动中硝酸盐氮变化率的变化反映了两类硝化细菌在生长速率和转化能力上的协调关系以及生物膜的成熟过程 ,启动结束时硝酸盐氮变化率趋于 1.0 0 ;稳定运行阶段各工况下处理系统硝酸盐氮变化率均在 1.0 0附近 ;水源水中少量的有机氮和亚硝酸盐氮对氨氮硝化过程无明显影响。硝酸盐氮变化率是描述微污染水源水生物处理系统氨氮硝化状况的重要参数。     

一株耐酸SRB的分离及其脱硫除镉性能

为减轻酸性矿山废水引起的环境污染,为矿山废水处理提供潜在的菌种资源,从土壤中分离出一株耐酸的硫酸盐还原菌SRB1并探讨了该菌株的还原硫酸盐和除镉特性.结果表明该菌株具有较强的脱硫除镉能力,其最低耐受pH值,最适温度,最大耐Cd²⁺浓度分别为3.7,35℃和40mg/L.在COD/SO₄^2-≥2,Cd²⁺浓度≤30mg/L条件下,除镉率可达99%以上.在高浓度Cd²⁺和SO₄^2-的体系中,该菌对Cd²⁺有较强的吸附作用,能将Cd²⁺从50mg/L降至15.5mg/L,吸附率达58%,采用二次培养能将SO₄^2-从1.5g/L降至0.04g/L,脱硫率达97.3%,Cd²⁺浓度几乎降为零.TEM、FTIR、SEM表征显示,在镉胁迫下,该菌株的细胞形态发生改变,吸附前后,红外吸收峰改变明显,沉淀颗粒含有结晶CdS.