溶解氧对活性污泥系统的脱氮效果和硝化细菌群落结构的影响

通过改变推流式活性污泥系统曝气池内的溶解氧(DO)浓度,考察了DO对脱氮效率的影响,以及硝化细菌的群落结构和多样性随DO浓度降低的变化规律.水质监测结果显示,系统曝气池中DO浓度从3 mg·L~(-1)降低到0.5 mg·L~(-1)运行时,曝气池中的硝化和脱氮效果并未受影响,且氨氮和总氮的去除效果可分别达到98%和85%以上.当DO浓度进一步降低到0.3 mg·L~(-1)和0.2 mg·L~(-1)时,系统的脱氮效果变差,而且难以达到稳定状态.PCR-DGGE和基因测序分析结果显示,氨氧化细菌(AOB)和亚硝酸盐氧化细菌(NOB)所属的Nitrospira的群落结构随DO的变化并不显著,群落结构的动态变化水平分别为20%~40%和10%~40%.Nitrobacter的群落结构随DO浓度的降低发生了明显的变化,不同DO工况下的Nitrobacter群落结构存在较大差异.测序结果显示,AOB中的Nitrosomonas oligotropha,NOB中的Group1 Nitrobacter和Group 1 Nitrospira均是低DO条件下贡献硝化作用的硝化细菌.因此,在低DO(0.5 mg·L~(-1))工况下,完全可以实现稳定的硝化作用,这为污水处理厂降低DO运行提供了可靠的理论依据.     

多孔碳表面自养硝化生物膜的培养及其性能研究

在pH值7.5～7.8、温度28℃、DO≥3mg/L的条件下,分别以NaNO2和K2HPO4为氮源和磷源,按N∶P=50∶1的比例混合,对自养硝化菌进行液相培养并在一种新型材料多孔碳的表面挂膜,进而对其特征、性能等进行了研究。实验得到了稳定的自养硝化生物膜;当NO-2浓度为206.82mg/L时,生物膜的稳定硝化速率可达260mg/L·d;经鉴定,硝化速率最高的N20菌株属硝化杆菌属(Nitrobactersp.)。     

长江口及邻近海域沉积物中硝化与反硝化细菌分布特征研究

本研究应用DAPI荧光染色法和荧光定量PCR技术对长江口及邻近海域沉积物中的总细菌、好氧氨氧化细菌和反硝化细菌生物量的分布特征进行分析。结果表明,对于垂直分布,同一深度的反硝化细菌生物量明显高于好氧氨氧化细菌生物量,但二者的垂直分布趋势相似。沉积物的强烈混合有利于好氧氨氧化细菌和反硝化细菌的生存。柱状沉积物的深度是影响总细菌、好氧氨氧化细菌和反硝化细菌生物量垂直分布的最重要因素,且深度增加对好氧氨氧化细菌的影响大于对总细菌和反硝化细菌的影响。对于水平分布,总细菌生物量由近岸到远岸逐渐降低,亚硝酸盐浓度显著影响其水平分布。好氧氨氧化细菌和反硝化细菌生物量分别在长江口外和舟山群岛以南海域存在高值区,且溶解氧浓度和总氮含量是影响二者生物量水平分布的重要因素。本研究可为更加深入地认识细菌在河口及近岸海域氮循环过程中的作用提供依据。     

饥饿对人工快速渗滤系统硝化性能的影响

为探究饥饿条件下人工快速渗滤(CRI)系统硝化性能的衰减及恢复情况,分别考察了不同饥饿时间(5、10、15、20 d)对稳定运行的CRI系统(C~1、C~2、C~3、C~4)内氮素污染物转化、硝化细菌活性及胞外多聚物(EPS)组分的影响.结果表明,C~1、C~2、C~3分别在恢复进水3、7、10 d后NH~+_4-N去除率可恢复至60%左右,而C~4在恢复进水24 d后NH~+_4-N去除率仅有40%左右;C~2、C~3、C~4在恢复进水后均表现出不同程度的NO~-_2-N积累现象,积累率最终分别稳定在25%、65%、80%左右.稳定运行期间亚硝酸氧化菌(NOB)的活性高于氨氧化菌(AOB),而饥饿期超过10 d时NOB的衰减速率开始高于AOB;经10、15 d饥饿后AOB活性可恢复至饥饿前水平而NOB活性无法完全恢复,导致NO~-_2-N积累;经20 d饥饿后AOB和NOB活性均难以恢复至饥饿前水平,导致NH~+_4-N去除率下降.饥饿期间EPS能为CRI系统内的微生物提供碳源和能源,维持细胞的新陈代谢;蛋白质(PN)/多糖(PS)比随着饥饿时间的延长而降低,表明饥饿期间对PN的利用更加显著.研究结论可为饥饿条件下CRI系统的运行优化提供理论支持,同时为进一步探寻饥饿时硝化性能的稳定调控策略奠定了基础.     

硝化细菌的培养及包埋固定化中试

为实现硝化细菌规模化富集及包埋固定化技术的工业化应用.以污水厂回流污泥为菌源,利用工业级生物发酵罐,连续投加并逐渐提高底物浓度,控制FA和FNA实现硝化细菌的快速增长,实现了氨氧化速率118 mg·(L·h)~(-1)的高表达.高通量种群分析结果表明,回流污泥生物多样性较大,具有硝化作用的Nitrosomonas比例仅为0.53%;富集培养后污泥多样性明显降低,Nitrosomonas比例上升至10.27%,相较于驯化前,比例提高了20倍.以此为菌源,用PVA(聚乙烯醇)进行包埋固定化,包埋填料填充率为30%,通过连续流的方式进行包埋填料的活性恢复,仅用27 d填料的硝化速率达到62mg·(L·h)~(-1),证明包埋填料活性恢复.     

Nitrification performance of nitrifying bacteria immobilized in waterborne polyurethane at low ammonia nitrogen concentrations

Suspended and waterborne polyurethane immobilized nitrifying bacteria have been adopted for evaluating the e ects of environmental changes, such as temperature, dissolved oxygen (DO) concentration and pH, on nitrification characteristics under conditions of low ammonia concentrations. The results showed that nitrification was prone to complete with increasing pH, DO and temperature. Sensitivity analysis demonstrated the e ects of temperature and pH on nitrification feature of suspended bacteria were slightly greater than those of immobilized nitrifying bacteria. Immobilized cells could achieve complete nitrification at low ammonia concentrations when DO was su cient. Continuous experiments were carried out to discuss the removal of ammonia nitrogen from synthetic micropollute source water with the ammonia concentration of about 1 mg/L using immobilized nitrifying bacteria pellets in an up-flow inner circulation reactor under di erent hydraulic retention times (HRT). The continuous removal rate remains above 80% even under HRT 30 min. The results verified that the waterborne polyurethane immobilized nitrifying bacteria pellets had great potential applications for micro-pollution source water treatment.     

高效好氧反硝化细菌的筛选及脱氮特性的研究

由焦化废水生化处理站曝气池驯化后的活性污泥分离纯化得到三株好氧反硝化细菌,通过脱硝酸盐氮对比实验得到一株高效好氧反硝化细菌F10分别在不同温度(20-40℃)、pH(5.5-8.0)、C/N比(白糖与KNO3质量比1.0-2.0)、焦化废水COD(500-1 000mg/L)稀释液的条件下确定好氧反硝化优势菌脱氮的最佳...     

畜禽养殖废水的硝化性能研究

针对近年来我国规模化养殖场迅速发展所带来的严重环境污染,特别是畜禽养殖废水中氨氮污染物所产生的污染,文章采用硝化反应器对其进行处理。首先进行了硝化细菌的培养驯化,然后通过连续运行试验和间歇运行试验,考察氨氮的去除效果和操作参数的影响。试验结果表明:当温度为25℃,pH为6.0~8.0,DO为4.0~6.0 mg/L,HRT为12 h,进水氨氮为200 mg/L时,出水氨氮浓度可以降低到1.0 mg/L左右,氨氮的去除率达到接近100%。