Tetrasphaera聚磷菌研究进展及其除磷能力辨析

强化生物除磷（EBPR）工艺在污水脱氮除磷中扮演着重要角色，其机理研究与工程应用也较为成熟.长期以来，Accumulibacter菌属（A菌）作为EBPR工艺最主要的聚磷菌（PAOs）已被广泛接受.同时，具有聚磷能力的Tetrasphaera菌属（T菌）亦被发现，且在某些特定环境下其丰度甚至远高于A菌，进而引发业内一定的关注.本文通过对T菌发现、研究过程的梳理，总结了关于T菌丰度、代谢途径及影响其活性的因素等方面的研究成果.与A菌不同，T菌代谢途径具有多样性，可依赖发酵代谢进行细胞维持和增殖，其发酵产物甚至可以供给A菌利用.T菌可利用大分子有机物（如葡萄糖、氨基酸等）和VFAs（亲和性较低）进行厌氧释磷，继而完成好氧、甚至缺氧吸磷过程.T菌主要菌株（T.elongata）因缺少合成PHA相关酶基因而不能以PHA作为内聚产物在厌氧环境下储能；糖原和游离氨基酸被检测到可作为T菌的能源/碳源内聚物，但亦有结果相左的研究.借助于拉曼光谱技术，一些污水处理厂中T菌与A菌被证实对磷去除的贡献大小相当.总之，目前对T菌的研究还十分有限，现有研究仍不足以证明它们在EBPR中可稳定发挥除磷贡献.今后应在T菌不同代谢途径控制因素及所需环境条件方面进行深入研究，以确认T菌可否持续、稳定地实现除磷作用.     

不同曝气量和好氧时间下SPNDPR系统处理低C/N城市污水的脱氮除磷性能

以低C/N城市污水为处理对象,采用延时厌氧(180min)/好氧运行的SBR反应器,通过调控曝气量[单位体积的反应器在单位时间内通过的气体的体积,单位为L·(min·L)~(-1).由0. 125 L·(min·L)~(-1)逐渐降低至0. 025 L·(min·L)~(-1)]和好氧时间(由3 h逐渐延长至6 h),考察了SPNDPR系统的深度脱氮除磷性能.结果表明,当曝气量为0. 025 L·(min·L)~(-1)、好氧时间为6 h时,SPNDPR系统出水NH_4~+-N、NO_2~--N、NO_3~--N和PO_4~(3-)-P浓度分别为0、8. 62、0. 06和0. 03 mg·L~(-1);出水TN浓度约为9. 22 mg·L~(-1),TN去除率高达87. 08%.当曝气量分别由0. 125 L·(min·L)~(-1)降至0. 100 L·(min·L)~(-1)和由0. 100L·(min·L)~(-1)降至0. 075 L·(min·L)~(-1)时,系统硝化速率均能恢复并稳定维持在0. 16 mg·(L·min)~(-1)左右.但曝气量继续降至0. 050 L·(min·L)~(-1)和0. 025 L·(min·L)~(-1)后,硝化速率分别降至0. 09 mg·(L·min)~(-1)和0. 06 mg·(L·min)~(-1)左右.随着曝气量的降低[由0. 125 L·(min·L)~(-1)依次降至0. 100、0. 075、0. 050、0. 025 L·(min·L)~(-1)]和好氧时间的延长(由3 h延长至6h),SPND脱氮性能逐渐增强,SND率由19. 57%升高至72. 11%,TN去除率逐渐升高(由62. 82%升高至87. 08%).降低曝气量和延长好氧时间后的SPNDPR系统,强化了厌氧段内碳源贮存与好氧段好氧吸磷、反硝化除磷、短程硝化、内源反硝化等过程的进行,实现了低C/N城市污水的深度脱氮除磷.     

A/O生物脱氮工艺内循环回流和外碳源投加综合控制的优化

为了提高A/O工艺反硝化效果,应用COST/IWA-Benchmark基准对5种内循环回流量和外碳源投加综合控制策略进行了比较.结果表明,控制策略1无论从外碳源消耗量、出水水质,还是从控制器稳定性上都是最优的控制策略,它有2个反馈环路组成,一个环路控制外碳源投加量,从而维持缺氧区出水硝酸氮浓度处于最优设定值2mg/L,另外一个环路控制内循环回流量,维持好氧区出水硝酸氮浓度(根据排放标准确定,一般为8～12mg/L).该策略在低负荷时可以高效利用缺氧区反硝化容量,而在高负荷时通过控制外碳源投量保证出水硝酸氮满足排放标准.     

纳米铁-真养产碱杆菌柱实验去除硝酸盐

建立柱实验装置,探讨了反应柱中填加介质、硝酸盐的初始浓度及不同过水流速时硝酸盐的去除效果及产物的生成情况。4种不同材料,纳米铁、真养产碱杆菌、纳米铁与真养产碱杆菌简单混合体、纳米铁与真养产碱杆菌驯化培养5 d的复合体,分别与初始浓度为65 mg/L硝酸盐溶液反应。结果表明,经培养5 d的纳米铁-真养产碱杆菌复合体对硝酸盐的去除效果最佳,去除率可达到75%,且氨氮的生成量仅为2.99 mg/L;硝酸盐初始浓度分别为32、65和95 mg/L时,32mg/L的体系中硝酸盐的降解效果最好,去除率达78.9%且亚硝酸盐及氨氮的生成量分别为2.34 mg/L和2.89 mg/L,均低于另外2组;溶液流速为6.0 cm/h时,经驯化培养的纳米铁-真养产碱杆菌对硝酸盐的去除率达77%,当控制流速降至2.4cm/h时,亚硝酸盐氮的生成量降至0.34 mg/L。     

硝酸根紫外光降解对硝基苯甲酸的研究

以硝酸铝做光氧化剂,研究了紫外光照射下,NO-3对PNB(对硝基苯甲酸)的光降解作用.探索了NO-3投加量、模拟废水初始浓度和pH值、光照时间、溶解氧浓度对处理效果的影响.结果表明,NO-3对PNB具有良好的光氧化作用,在最佳处理条件下,NO-3光降解PNB 4 h后降解率达90.8%.廉价硝酸盐对于有机物能起到显著光...     

6种矿质元素对青菜中硝酸盐含量的影响

通过盆栽试验 ,研究了B、K、Mn、Mg、Zn、Co对青菜中硝酸盐含量的影响。结果表明 :增施硼酸钠后第 2 0天 ,青菜硝酸盐含量比对照降低 1 4 84%～ 1 9 56 % ;增施K、Mn、Mg、Zn、Co也能降低青菜硝酸盐含量。每盆增施0 1gZnSO4 后第 1 0天 ,青菜中硝酸盐含量比对照减少 1 8 96 % ,每盆增施 0 1gK2 SO4 后第 2 0天 ,青菜中硝酸盐含量比对照减少 2 1 42 % ;矿质元素的施用量对青菜硝酸盐含量影响较大。     

Ag~+在含Cl~-培养基中的毒性初探

纳米银(Ag NPs)和硝酸银(AgNO_3)的毒性研究已成为环境科学的焦点问题之一。毒性测试时LB培养基中的Cl~-势必会对Ag~+的毒性产生影响。为了探究Cl~-对Ag~+的溶解态及毒性的影响,计算了常温(25℃)和试验条件(37℃)下含1%NaCl的LB培养基中Ag Cl1-xx各组分的生成量及在体系中所占比例,测定了不同NaCl质量分数的LB培养基中AgNO_3对革兰氏阳性菌(B.subtilis)和阴性菌(E.coli)的毒性。结果表明,AgNO_3在含NaCl体系中溶解态银主要为Ag Cl1-xx,而Ag~+未达到有毒的浓度,且随NaCl质量分数增加,AgNO_3的毒性不断增大。因此认为毒性试验中实际发挥毒性作用的是Ag Cl1-xx,尤其是Ag Cl~-2。     

去除地下水中硝酸盐的渗透性反应墙研究

通过土柱试验模拟地下水环境,研究以发酵树皮和沙子混合物为反应介质的渗透性反应墙(生物墙)对地下水中硝酸盐的去除情况,探讨其作用机制与影响因素,为硝酸盐污染地下水的修复提供经济有效的方法.结果表明,从模拟生物墙运行的第3 d起,墙内为强还原环境(Eh在-100 mV之下),有利于硝酸盐的还原降解.在15 d的运行时间内,模拟生物墙对水中硝态氮(NO3--N)的去除率为80%～90%左右(NO3--N由进水的20 mg·L-1可降至出水的1.6 mg·L-1);出水中亚硝态氮(NO2--N)的浓度较低,一直小于2.5 mg·L-1;出水中铵态氮(NH4+-N)的浓度在前2 d较低,从第3 d起升至12 mg·L-1.模拟生物墙对NO3--N的去除机制主要为吸附和微生物降解.提高模拟生物墙内水流速度后,NO3--N的去除率有所下降,出水中NH4+-N的浓度明显降低.在模拟生物墙下游串联一个模拟沸石墙,可去除水中98%的NH4+-N.     

典型滨海湿地干湿交替过程氮素动态的模拟研究

滨海湿地是海陆相互作用的交错过渡地带,具有敏感而复杂的环境过程与功能价值.以典型滨海湿地崇明东滩为原型,采集湿地沉积物及海水样品,通过土柱模拟方法,研究了半月潮(15 d左右为周期的"大潮")与日潮(一个太阴日内出现的涨潮和落潮)水分生态过程沉积物NO3--N、NO2--N、NH4+-N与溶解性有机氮(DON)含量以及硝酸还原酶(Nar),亚硝酸还原酶(Nir),羟胺还原酶(Hyr)活性等的变化,旨为揭示滨海湿地潮汐驱动下沉积物周期性干湿交替过程氮素动态变化规律及还原机制.半月潮过程中,沉积物变干期间(含水量从35%降至5%～7%),硝化作用占主导地位.随着干燥程度的加剧(含水量从5%～7%降至0%～3%),沉积物中数量可观的NO3--N和NO2--N转化为DON.然而,随着干湿交替频次的增加,NO3--N和NO2--N向DON的转化率显著降低.干燥沉积物淹水变湿后(含水量从0%～3%升至37%～45%),NO3--N、NO2--N、NH4+-N与DON含量平均增加1～3倍.淹水后Nar、Nir活性的迅速升高表明,NO3--N和NO2--N的还原明显改善.3个培养周期沉积物Nar与Nir活性、Hyr活性与NH4+-N含量之间呈现极显著的正相关性,NO3--N、NO2--N含量的减少与NH4+-N含量的增加也显著相关.结合湿地沉积物干湿交替过程"低氮高碳"特征,可以认为,氨化途径主导了半月潮过程NO3--N的还原.相比较而言,日潮过程中,NO3--N、NO2--N、NH4+-N以及DON的含量均较为稳定,分别为(3.0±0.3)、(1.2±0.1)、(133.3±4.3)和(41.1±10.6)mg·kg-1.因此,日潮过程对沉积物氮素动态变化的影响较小.     

光照对东海典型赤潮藻生长及硝酸还原酶活性的影响

选用东海赤潮高发区两种典型赤潮藻种:东海原甲藻和中肋骨条藻,采用实验室一次性培养,参照东海海水的实际光照,研究了不同自然光强对两种赤潮藻生长及硝酸还原酶活性(NRA)的影响.结果表明在30～60 W.m-2光照范围内,东海原甲藻和中肋骨条藻均能正常生长,生长曲线皆为S型;而光强为9 W.m-2和0 W.m-2时,东海原甲藻和中肋骨条藻几乎无法生长.在实验设定的0～60 W.m-2范围内,两种藻的硝酸还原酶活性最大值NRAmax、最大生长速率μmax和终止生物量Bf随光照的变化趋势一致,说明光的强弱通过影响细胞硝酸还原酶活性大小间接影响藻类的生长.中肋骨条藻的最大生长速率及单位体积的NRAmax在数值上均远大于东海原甲藻,表明相对于东海原甲藻而言,中肋骨条藻能更好地利用硝酸盐.